Microbubbles for Ultrasound-Mediated Cancer Treatment (BubbleCAN)

Hensikten med BubbleCAN prosjektet er å optimalisere et produkt som, i kombinasjon med ultralyd, skal brukes til å levere store mengder medisiner direkte til kreftsvulsten. Produktet er basert på SINTEF-eid teknologi. Ved tradisjonell cellegiftbehandling vil så lite som 0.001-0.01% av cellegiften som injiseres i kroppen nå til svulsten. Den resterende mengden gjør skader på friske celler og vev og fører til stygge bivirkninger. Fokusert ultralyd kombinert med gassbobler har blitt vist å øke transport av medisiner lokalt til tumor ved å danne små porer i tumorens blodårevegger. Slike kommersielt tilgjengelige gassbobler er imidlertid skjøre og har kort levetid i blod. Det er derfor et stort behov for gassbobler skreddersydd for ultralyd-basert kreftbehandling. Det finnes per i dag ingen slike produkter på markedet. BubbleCAN produktet er et unikt og allsidig produkt der man kombinerer nanopartikler og gassbobler i en enkel formulering. Hovedmålet i BubbleCAN prosjektet er å optimalisere produktet mot kommersialisering. Den viktigste oppgaven i BubbleCAN blir å lage stabile gassbobler med cellegift som kan brukes til kreftbehandling i kombinasjon med ultralyd. Nanopartikler som inneholder cellegift brukes til å stabilisere gassboblene ved å danne et skall rundt boblene. Boblene injiseres i blodbanen og sirkulerer rundt i blodet. Når de treffer svulsten vil ultralydbølger rettet direkte mot svulsten føre til at boblene sprekker, nanopartikler frigis fra boblene og små porer dannes i blodåreveggen. Dette fører igjen til at nanopartiklene hopes opp i større mengder i svulsten. Partiklene vil over tid løse seg opp og frigi cellegiften. BubbleCAN produktet er relevant for behandling av kreft som med dagens metoder er vanskelig å behandle (f.eks. svulster som ikke kan opereres vekk og svulster i hjernen). Vi har nå utført den første "proof-of-principle" studien i mus der vi bruker BubbleCAN teknologien. Vi har vist at vi får hele 250 ganger høyere konsentrasjon av modell-medisin i svulsten når vi bruker denne teknologien sammenlignet med modell-medisin alene. Alle mus som ble behandlet med BubbleCAN teknologien (med cellegift) ble kurert. Vi har også jobbet med optimalisering av ultralydparametere for mest effektiv behandling. Dette skal vi nå bruke i en omfattende behandlingsstudie der vi bruker BubbleCAN for å behandle mus med prostatakreft.

For SINTEF: Prosjektet har vært essensielt for å bygge kompetanse rundt teknologien og dens virkning og muligheter. Vi har vist at teknologien har et stort potensial for behandling av kreft og lært hva slags effekter vi kan forvente ved bruk av denne teknologien. De gode resultatene fra prosjektet har ført til mye publisering. For TTO/kommersialisering: Prosjektet har vært avgjørende for optimalisering av BubbleCAN teknologiplattformen og tatt teknologien flere skritt nærmere en mulig kommersiell utnyttelse. Vi har fått avklart hvilke suksessfaktorer som er kritiske for kommersialisering. For brukere/samfunnet: En ny teknologi for forbedret behandling av kreft med færre bivirkninger har stor samfunnsverdi og samfunnsinteresse. Resultater fra prosjektet kan også brukes mot utvikling av teknologien mot andre sykdommer og gagne nanomedisinfeltet generelt.

This project addresses the optimization of a product rendering the delivery of very high local concentrations of drugs to tumors using non-invasive focused ultrasound (US) possible. The product is a single construct of gas-filled microbubbles (MBs) stabilized by drug-loaded nanoparticles and is relevant for tumors that are not effectively treated using existing chemotherapeutic technology, e.g. inoperable solid tumors and gliomas. The product is based on SINTEF owned technology platforms and has been partly validated in the lab. With traditional chemotherapy typically only 0.001-0.01% of the injected dose reaches the tumor. Focused US in combination with MBs applied directly at the tumor site can facilitate the transport of drugs by locally increasing the vascular permeability. However, commercially available MBs are optimized for US-imaging, having a very thin and fragile shell and short blood circulation time. There is a clear need for novel drug-loaded MBs with a high drug payload, specifically designed for US-mediated drug delivery applications. Currently, there are no such products on the market. The main goal of BubbleCAN is to optimize such a product towards commercialization. The uniqueness of the BubbleCAN product is its simplicity and versatility, and an initial literature and patent search confirms the novelty and high possibility to build a strong IP platform. The success of the project relies on making long-circulating drug-loaded MBs tailor-made for US-mediated delivery of anti-cancer agents, showing superior therapeutic properties compared to existing drug-delivery technology. At the end of the project we anticipate that the technology platform will have reached TRL5 and will be ready for the development of defined prototypes. Customers of BubbleCAN technology are SMEs and big pharma looking for novel delivery techniques for their anti-cancer agents. The ultimate end-users of BubbleCAN products are physicians and their patients suffering from cancer.