Pulserende Elektrische Velden bij de

Cabuy E. Reliable Cancer Therapies. Energy-based therapies. 2012;5(1):1-3
Pulserende Elektrische Velden bij de Behandeling van Kanker
RCT samenvatting voor patiënten
Samenvatting
Het gebruik van pulserende elektrische velden heeft zich ontwikkeld tot een lokale, nietthermische en niet-medicamenteuze therapie voor kanker. Een pulserend-elektrisch-veld
(PEF) behandeling is een procedure die gebruik maakt van intense, korte, elektrische pulsen
die kleine gaatjes (nanoporiën) veroorzaakt in de membranen van kankercellen. Daarnaast
kunnen ze ook de intracellulaire componenten destabiliseren. De duur van de elektrische
pulsen varieert van pico- tot microseconden. Onomkeerbare elektroporatie (IRE) gebruikt
relatief lange pulsen (microseconden) en lage elektrische velden. Nanoseconde pulserendelektrisch-veld (nsPEF) ablatie maakt daarentegen gebruik van een kortere pulsduur
(nanoseconden) en hogere elektrische velden. Beide technieken veroorzaken onherstelbare
schade aan de tumorcellen met celdood tot gevolg. Speciale naalden (electroden) worden
direct op de tumor geplaatst. Recent onderzoek heeft aangetoond dat zelfs kortere pulsen
van enkele picoseconden ook celdood kunnen veroorzaken. Uit dierexperimenten en fase I
klinische studies bij de mens blijkt dat IRE en nsPEF de groei van de tumor verminderen en
apoptose induceren. De veiligheid en werkzaamheid van deze therapieën wordt onderzocht.
Deze tekst is bedoeld als eerste kennismaking met deze specifieke technieken in
ontwikkeling.
Wat is het?
De pulserend-elektrisch-veld (PEF) ablatie behandelt tumoren met intense, niet-thermische,
elektrische velden met hoog vermogen in plaats van een behandeling met hitte,
geneesmiddelen of chemische stoffen. Op PEF-gebaseerde technieken veroorzaken
onomkeerbare schade aan cellen. Ze worden onderverdeeld in drie verschillende groepen
naargelang de gebruikte pulsduur. Onomkeerbare elektroporatie (IRE) is een ablatietechniek
die, zoals bij electrochemotherapie (zie RCT website), elektrische pulsen toedient van enkele
microseconden, maar met sterkere elektrische velden. Hierdoor ontstaan minuscule gaatjes
in de celmembraan die het evenwicht binnen de cellen grondig verstoren met celdood tot
gevolg. Een uniek kenmerk bij IRE-therapie is dat vitale structuren, zoals bloedvaten,
gevrijwaard blijven in het behandelde gebied. Andere ablatietechnieken beschadigen deze
structuren als gevolg van extreme temperaturen (o.a. Radiofrequentie ablatie) of
fotochemische reacties (Fotodynamische therapie) die worden aangewend. Er bestaat een
commercieel instrument (NanoKnife®, AngioDynamics) voor ablatie van tumoren.
Nanoseconde pulserend-elektrisch-veld (nsPEF) ablatie of nano-electroablatie gebruikt
elektrische pulsen met een kortere duur (nanoseconden) en hogere elektrische velden in
vergelijking met IRE. Anders dan bij IRE, die voornamelijk schade aan celmembranen
berokkent, veroorzaakt nsPEF schade aan zowel de celmembranen als de membranen van
structuren in de cellen, wat aanleiding geeft tot celdood. nsPEF verstoort bovendien het
bloedvatennetwerk in de tumor waardoor minder zuurstof en voedingsstoffen worden
This document provided by Reliable Cancer Therapies (RCT) does not replace a medical consultation. Material in this document may not be
reproduced in any form without explicit permission. For permission, please contact RCT at [email protected]
Page 1 of 3
Cabuy E. Reliable Cancer Therapies. Energy-based therapies. 2012;5(1):1-3
aangevoerd. Medische instrumenten, zoals de PulseCure® generator en NanoBlate®
elektrode (BioElectroMed), werden ontwikkeld om nanoelectropulsen plaatselijk af te vuren
aan tumoren. Recent zijn ook nieuwe elektroden in combinatie met endoscopen ontwikkeld
om dieper gelegen tumoren te kunnen behandelen. Het doel van deze minimaal invasieve
behandelingen, is het beperken of vermijden van chirurgie en het verminderen van
neveneffecten, littekens, pijn en vroegtijdig overlijden. Sommige onderzoekers werken aan
elektrische velden met een nog hogere elektrische intensiteit en nog kortere pulsduur
(picoseconden). Door het alsmaar verkorten van de pulslengte wordt het mogelijk om
breedband antennes te gebruiken in plaats van contactelektroden zodat dergelijke pulsen
ook dieper gelegen tumoren niet-invasief kunnen behandelen.
Werkt het?
In het preklinisch en klinisch onderzoek van IRE zijn meer dan 20 instellingen betrokken.
Dierexperimenten hebben aangetoond dat IRE tumorregressie veroorzaakt. Fase I klinisch
onderzoek bij mensen heeft aangetoond dat IRE lever-, long- en nierkanker op een veilige
manier kan behandelen. In de Verenigde Staten bieden ongeveer 30 ziekenhuizen deze
behandeling aan als optie, gebruikmakend van het NanoKnife® systeem. Voorlopig zijn de
beschikbare gegevens betreffende IRE onvoldoende om deze vorm van therapie als
algemene ablatietechniek in te zetten. Meer klinische studies zijn nodig om bepaalde
problemen op te lossen en om de efficiëntie van IRE grondiger te onderzoeken. Ook
nanoelectroablatie wordt onderzocht als nieuwe therapie in de behandeling van kanker.
Verschillende dierexperimenten hebben aangetoond dat bij toepassing van nsPEFs de groei
van tumoren snel vermindert en celdood optreedt. Er werd vooral veel onderzoek verricht
op melanomen (huidkankers). Hiervoor tonen de dierexperimenten algemeen aan dat nsPEF
een snelle, veilige en een krachtige ablatiemethode is met complete vernietiging van het
tumorweefsel tot gevolg. Aangezien het mechanisme van nanoelectroablatie louter fysisch
en dus niet specifiek is voor bepaalde cellen, verwachten wetenschappers dat de therapie
even doeltreffend zal werken bij de mens. Onlangs is de eerste klinische studie met
nanoelectroablatie op patiënten met een basaalcelcarcinoom gestart.
Is het veilig?
Verschillende unieke kenmerken onderscheiden PEF van andere thermische
ablatietherapieën, waaronder radiofrequentie, microgolf en cryo-ablatie. In de tumor treedt
geen temperatuurwijziging op waardoor thermische schade ontbreekt. Het belangrijkste
voordeel van PEF in vergelijking met fotodynamische therapie of elektrochemotherapie is
dat het gebruik van chemische stoffen overbodig is, aangezien het effect van het elektrische
veld voldoende is om de kankercellen te doden. Een ander belangrijk kenmerk van PEF is dat
het zeer snel werkt. De techniek is eenvoudig en kan worden gevolgd via beeldopnamen.
Mogelijke algemene complicaties van IRE zijn: trombose van een bloedvat, darmperforatie,
bloeding en bloeduitstorting. Op het traject van de naalden verhoogt het risico op infecties
en de vorming van fistels. Op zich houdt de procedure ook een zeker risico in als gevolg van
de hoge stroompulsen. Die kunnen een onregelmatige hartslag, ongecontroleerde
spierbewegingen en pijn veroorzaken. Voor patiënten met geïmplanteerde elektrische
apparaten gelden bepaalde voorzorgsmaatregelen. Tenslotte houdt het gebruik van IRE
This document provided by Reliable Cancer Therapies (RCT) does not replace a medical consultation. Material in this document may not be
reproduced in any form without explicit permission. For permission, please contact RCT at [email protected]
Page 2 of 3
Cabuy E. Reliable Cancer Therapies. Energy-based therapies. 2012;5(1):1-3
specifieke risico’s in naar gelang de lokalisatie van de tumor. Wordt bijvoorbeeld een
longtumor behandeld, dan bestaat het gevaar van een pneumothorax of ingeklapte long.
Hoewel er nog onvoldoende ervaring is opgebouwd met nsPEFs, verwachten
wetenschappers wel dat goed afgelijnde elektrische pulsen zullen kunnen worden toegepast
zonder significante nevenwerkingen.
Meer info
Angiodynamics (http://www.angiodynamics.com)
BioElectroMed (http://bioelectromed.com)
Frank Reidy Research Center for Bioelectrics
(http://www.odu.edu/engr/bioelectrics/index.html)
National Institute for Clinical Excellence (http://www.nice.org.uk)
Pulsed Power and Bioelectrics (http://www.pulsedpower.eu)
This document provided by Reliable Cancer Therapies (RCT) does not replace a medical consultation. Material in this document may not be
reproduced in any form without explicit permission. For permission, please contact RCT at [email protected]
Page 3 of 3