אלקטרופורציה בלתי הפיכה – הבדלי גרסאות

1.[[אלקטרופורציה]] הפיכה (Reversible electroporation - RE) : עד לרמה מסוימת של יצירת חרירים נאנוסקופיים ב[[קרום התא]] , לתא יש יכולת ריפוי, ,שחזור קרום התא והמשך חיים. תהליך כזה מכונה "אלקטרופורציה הפיכה" או רק "[[אלקטרופורציה|"אלקטרופורציה".]]" בין השימושים הרפואיים האפשריים: אלקטרוכימותרפיה ([[:en:Electrochemotherapy|Electrochemotherapy]] -ECT) - החדרה לתוך התא של תרופה לרבות תכשירים ציטוטוקסיים (למשל: [[:en:Bleomycin|בלאומיצין]]) וכן החדרה של חומר גנטי לתוך התא לרבות [[DNA|דנ"א]] כחלק מ[[ריפוי גני|ריפוי-גני]] ([[:en:Gene_therapy|Gene therapy]]).

2.[[אלקטרופורציה]] בלתי-הפיכה ([[:en:Irreversible_electroporation|Irreversible electroporation]] - IRE) : החל מרמה מסוימת של נזק ל[[קרום התא]] הנגרם על ידי יצירת חרירים נאנוסקופיים כתוצאה מהפעלת [[שדה חשמלי]] , ל[[קרום התא]] נגרם נזק בלתי - הפיך והוא נכנס למסלול של מוות-תאי מתוכנת ([[אפופטוזה|אפופטוזה]]). הדבר מייחד את האלקטרופורציה הבלתי-הפיכה משאר שיטות האבלציה (אשר מבוססות על חום או קרינה) שכן בשאר השיטות התאים מתים בתהליך של [[נקרוזה|נקרוזיס]]. יש לציין כי קיימים ממצאים אשר סותרים שתהליך המוות של תאים באלקטרופורציה בלתי-הפיכה הוא [[אפופטוזה|אפופטוזיס]] טהור ולמעשה גורסים כי תהליך המוות התאי בשיטה הזאת עדיין אינו לגמרי ברור{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Nonthermal Irreversible Electroporation: Fundamentals, Applications, and Challenges|קישור = http://ieeexplore.ieee.org/lpdocs/epic03/wrapper.htm?arnumber=6407911|כתב עת = IEEE Transactions on Biomedical Engineering|שנת הוצאה = 2013-03-01|עמ = 707-714|כרך = 60|doi = 10.1109/TBME.2013.2238672|מחבר = A. Golberg, M.L. Yarmush}}}}

# בררנות בפגיעה ברקמות - עבודות רבות הראו שברקמות שטופלה באמצעות אלקטרופורציה בלתי-הפיכה נשמרו מבניים חיוניים לרבות: עורקים , וורידים , [[שופכה]] ודרכי-מרה תוך כבדיות{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Endovascular Nonthermal Irreversible Electroporation: A Finite Element Analysis|קישור = http://dx.doi.org/10.1115/1.4001035|כתב עת = Journal of Biomechanical Engineering|שנת הוצאה = 2010-02-17|עמ = 031008-031008|כרך = 132|doi = 10.1115/1.4001035|מחבר = Elad Maor, Boris Rubinsky}}}}. לגבי תאי - עצב , נמצא כי שכבת ה[[מיאלין]] המבודדת העוטפת את ה[[עצב]] מגינה על סיבי העצב מפני האלקטרופורציה עד לסף מסוים אשר טיבו אינו לחלוטין ברור{{הערה|{{צ-מאמר|שם = The delayed effects of irreversible electroporation ablation on nerves|קישור = http://link.springer.com/article/10.1007/s00330-012-2610-3|כתב עת = European Radiology|שנת הוצאה = 2012-08-16|עמ = 375-380|כרך = 23|doi = 10.1007/s00330-012-2610-3|מחבר = Helmut Schoellnast, Sebastien Monette, Paula C. Ezell, Majid Maybody}}}}.

# גבולות חדים בין אזור שנפגע לבין אזור שלא הושפע מהאבלציה - לאלקטרופורציה בלתי הפיכה יתרון גדול על שיטות אבלציה אחרות בשל הגבול החד בין השטח שהושפע מהאבלציה לבין השטח שלא הושפע מהאבלציה. מקובל שהגבול במקרה זה מורכב משכבות בודדות של תאים וקטן באופן משמעותי מגבולות שמתקבלים לאחר טיפול בשיטות אבלציה אחרות שמסבות לרקמה נזק כתוצאה מחום והצלחתן תלויה בין היתר באפקט הקירור של הרקמה עצמה (למשל באמצעות זרם הדם) אשר לעתים מוביל לתופעות לוואי ואי-הצלחת הטיפול. בנוסף , עובדת היותו של גבול האזור המטופל באלקטרופורציה כה חד מאפשרת חיזוי מדויק של השטח שיושפע מהטיפול וכן תכנון טיפולים מורכבים מבחינה גאומטרית באמצעות ריבוי אלקטרודות{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Irreversible Electroporation: A Novel Image-Guided Cancer Therapy|קישור = http://www.gutnliver.org/journal/view.html?doi=10.5009/gnl.2010.4.S1.S99|כתב עת = Gut and Liver|כרך = 4|doi = 10.5009/gnl.2010.4.s1.s99|מחבר = Edward W. Lee, Susan Thai, Stephen T. Kee}}}} .

# היעדר נזק הקשור בחום (טרמי) - בשל אופי הטיפול באלקטרופורציה בלתי-הפיכה שכולל פולסים חשמליים שהם קצרים מאוד יחסית למרווח שבין הפולסים , נוצר מעט מאוד חום ברקמה המטופלת. בנוסף בשלב התכנון ניתן להעריך את כמות החום שתיווצר ברקמה. כתוצאה מגורמים אלו כמעט ולא נוצר נזק כתוצאה מחום לאחר טיפול באלקטרופורציה בלתי-הפיכה (ייתכן מעט נזק בסמוך לאלקטרודות). מאחר שנזק כתוצאה מחום מוביל ל[[נקרוזה|נקרוזיס]] של התאים ונזק כתוצאה מאלקטרופורציה מוביל ל[[אפופטוזה|אפופטוזה]] , היעדר הנזק התרמי מונע השפעות קצרות וארוכות טווח של [[נקרוזה|נקרוזיס]] ברקמה{{הערה|{{צ-מאמר|שם = The Feasibility of Irreversible Electroporation for the Treatment of Breast Cancer and Other Heterogeneous Systems|קישור = http://link.springer.com/article/10.1007/s10439-009-9796-9|כתב עת = Annals of Biomedical Engineering|שנת הוצאה = 2009-09-15|עמ = 2615-2625|כרך = 37|doi = 10.1007/s10439-009-9796-9|מחבר = Robert E. Neal Ii, Rafael V. Davalos}}}}{{הערה|{{צ-מאמר|שם = In vivo results of a new focal tissue ablation technique: irreversible electroporation|קישור = http://ieeexplore.ieee.org/lpdocs/epic03/wrapper.htm?arnumber=1643410|כתב עת = IEEE Transactions on Biomedical Engineering|שנת הוצאה = 2006-07-01|עמ = 1409-1415|כרך = 53|doi = 10.1109/TBME.2006.873745|מחבר = J.F. Edd, L. Horowitz, R.V. Davalos, L.M. Mir}}}}

# זמן טיפול קצר - לאחר מיקום ה[[אלקטרודה|אלקטרודות]] , זמן טיפול טיפוסי אורך עד כ5 דקות.

# אפשרויות ניטור נרחבות של המטופל במהלך הטיפול , לפניו ואחריו - האזור שעובר טיפול יכול להיות מודגם על ידי טכניקות דימות מגוונות לרבות: [[אולטרה סאונד|על-קול]] (US), [[טומוגרפיה ממוחשבת]] (CT) ו[[דימות תהודה מגנטית]] (MRI).

# התכווצויות שרירים חזקות במהלך הטיפול , בשל גירוי ישיר של [[צומת עצב-שריר|צמתי עצב-שריר]]{{הערה|{{צ-מאמר|שם = High-frequency irreversible electroporation (H-FIRE) for non-thermal ablation without muscle contraction|קישור = http://www.biomedical-engineering-online.com/content/10/1/102/abstract|כתב עת = BioMedical Engineering OnLine|שנת הוצאה = 2011-11-21|עמ = 102|כרך = 10|doi = 10.1186/1475-925X-10-102|מחבר = Christopher B. Arena, Michael B. Sano, John H. Rossmeisl, John L. Caldwell}}}}

מספר אלקטרודות , לרוב בצורת מחטים ארוכות , מוחדרות לרקמה. נקודת החדירה נבחרת לפי התנאים האנטומיים. שימוש בדימות הוא חיוני ואמצעי-דימות מקובלים הם: [[אולטרה סאונד|על-קול]] (US), [[טומוגרפיה ממוחשבת]] (CT) ו[[דימות תהודה מגנטית]] (MRI). לאחר החדרתן, האלקטרודות מחוברות למחולל אותות חשמליים ייעודי לצורך ביצוע אלקטרופורציה בלתי הפיכה. עם תחילת הפרוצדורה והפעלת המחולל , המחולל מייצר הפרשי [[פוטנציאל חשמלי|פוטנציאל]] המשתנים לאורך הטיפול בין האלקטרודות. לרוב, המחולל מייצר [[פולס]] אחד או מספר פולסים חשמליים אשר יכולים להיות זהים אחד לשני או שונים אחד מהשני. צירוף הפולסים הניתנים מכונה "פרוטוקול אלקטרופורציה" , הפרוטוקלים השונים נבדלים זה מזה במספר ה[[פולס]]ים , תדירות הפולסים , משך הזמן שאורך כל פולס , המתח החשמלי של כל פולס, ,צורת הפולס (מלבן , טרפז) וכן השתנות הפולסים בין אחד לשני (לדוגמה: דעיכה אקספוננציאלית). הגאומטריה של ה[[שדה חשמלי|שדה החשמלי]] שיוצרות האלקטרודות מחושב ומותאם לאזור שצריך לעבור הסרה , ניתן להשפיע על גאומטריה זו באמצעות שינוי מיקום האלקטרודות ושינוי פרוטוקול האלקטרופורציה. זמן הטיפול תלוי בגודל ובצורת השדה הטיפולי ובמספר האלקטרודות בהם משתמשים , זמני הטיפול הם בין דקה ל10 דקות. לרוב, יש צורך להשתמש במרפי-שרירים גם כאשר הטיפול מבוצע ב[[הרדמה כללית]] וזאת מאחר שבמהלך הטיפול גירוי של הלוחית הסופית המוטורית גורם להתכווצויות שרירים חזקות.

שיטות הסרה המתבססות על חום הראו תוצאות טובות בטיפול בגידולים בכבד. לעומת זאת, עבור גידולים הממוקמים קרוב לכלי-דם או דרכי-מרה , שיטות ההסרה המבוססות על חום מראות יעילות פחותה וירידה בבטיחות הטיפול{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Society of Interventional Radiology Position Statement on Percutaneous Radiofrequency Ablation for the Treatment of Liver Tumors|קישור = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1051044309003261|כתב עת = Journal of Vascular and Interventional Radiology|עמ = S342–S347|כרך = 20|doi = 10.1016/j.jvir.2009.04.029|מחבר = Debra A. Gervais, S. Nahum Goldberg, Daniel B. Brown, Michael C. Soulen}}}}.

במחקר עוקבה לא אקראי שבוצע במרכז יחיד , הוערכה הבטיחות של טיפול בגידולים בכבד באמצעות אלקטרופורציה בלתי-הפיכה . בסה"כבסך הכל הוערכו כ25כ-25 חולים. המחבר מציין כי ב50ב-50% מהמקרים הגידול הראה תגובה לטיפול. עבור גידולים בקוטר גדול מ5מ-5 ס"מ לא נצפתה תגובה באף חולה, באופן המזכיר תוצאות של מחקרים אחרים{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Safety and early efficacy of irreversible electroporation for hepatic tumors in proximity to vital structures|קישור = http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jso.23280/abstract|כתב עת = Journal of Surgical Oncology|שנת הוצאה = 2013-04-01|עמ = 544–549|כרך = 107|doi = 10.1002/jso.23280|מחבר = Robert Cannon, Susan Ellis, David Hayes, Govindarajan Narayanan}}}}. במסגרת מחקר זה, לא דווח על נזק לכבד באף אחד מהחולים{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Investigation of the Safety of Irreversible Electroporation in Humans|קישור = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1051044310011796|כתב עת = Journal of Vascular and Interventional Radiology|עמ = 611–621|כרך = 22|doi = 10.1016/j.jvir.2010.12.014|מחבר = Kenneth R. Thomson, Wa Cheung, Samantha J. Ellis, Dean Federman}}}}.

אלקטרופורציה בלתי-הפיכה הוצעה כטיפול להתחדשות תאי ה[[שריר חלק|שריר החלק]] ב[[עורק כלילי|כלי הדם הכליליים]] לאחר [[צנתור לב|צנתור]]{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Irreversible Electroporation Attenuates Neointimal Formation After Angioplasty|קישור = http://ieeexplore.ieee.org/lpdocs/epic03/wrapper.htm?arnumber=4603157|כתב עת = IEEE Transactions on Biomedical Engineering|שנת הוצאה = 2008-09-01|עמ = 2268-2274|כרך = 55|doi = 10.1109/TBME.2008.923909|מחבר = E. Maor, A. Ivorra, J. Leor, B. Rubinsky}}}} וזאת לאחר שהודגמה יעילות ובטיחות של הסרה של תאי שריר-חלק מדפנות כלי-דם במודל חולדה{{הערה|{{צ-מאמר|שם = Non Thermal Irreversible Electroporation: Novel Technology for Vascular Smooth Muscle Cells Ablation|קישור = http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0004757|כתב עת = PLoS ONE|שנת הוצאה = 2009-03-09|עמ = e4757|כרך = 4|doi = 10.1371/journal.pone.0004757|מחבר = Elad Maor, Antoni Ivorra, Boris Rubinsky}}}} .