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Assessment of ultrasound effects in human and animal tumors
2025 & 2026
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2026
Genehmigende Fakultät
Fak10
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-10-31
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2026-00045
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/1024414/files/1024414.pdf
Einrichtungen
Projekte
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610
Kurzfassung
Ultraschall kann auf verschiedene Weise zur Tumortherapie eingesetzt werden. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Ansätze näher untersucht. Der erste Ansatz befasste sich mit der Frage, ob CDUS mit einem hohen mechanischen Index, der die Zerstörung von Mikrobläschen beinhaltet, die Tumordurchblutung bei Brustkrebspatientinnen beeinflusst, um das Ansprechen auf die Chemotherapie zu verbessern. Obwohl bei den Patientinnen keine Verbesserung der Tumordurchblutung und des Ansprechens auf die Therapie beobachtet werden konnte, wurde bei Brusttumoren in der Maus eine Zerstörung der Tumorgefäße festgestellt. Dieser widersprüchliche Effekt könnte durch Unterschiede in der Tumorphysiologie von menschlichen und murinen Brusttumoren erklärt werden. Im Gegensatz dazu führte ein diagnostisches Ultraschallprotokoll ohne Mikrobläschenzerstörung zu höherer Perfusion und Makrophageninfiltration in Mäusetumoren. Das Wissen darüber, wie Ultraschall die Pathophysiologie von Tumoren verändern kann, ist nicht nur wichtig, um die therapeutische Anwendung zu verbessern, sondern auch, um eine unbekannte Beeinflussung des Tumors zu vermeiden. Daher wurde im zweiten Ansatz die Eignung von Ultraschall zur Auslösung von Immunreaktionen in Tumoren durch eine systematische Literaturrecherche und mehrere Meta-Analysen untersucht. Zuerst wurde ein Protokoll zur Durchführung der systematischen Literaturrecherche zur Beantwortung der Forschungsfrage: Verändert Ultraschall die Immunreaktion von peripheren soliden Tumoren bei Menschen und Tieren im Vergleich zu Kontrollbedingungen ohne Ultraschall? entwickelt, registriert und publiziert. Nach der systematischen Durchsicht wurden die Daten von 96 Artikeln extrahiert und in Meta-Analysen analysiert. Die Meta-Analysen zeigten, dass die Ultraschallbehandlung eine Immunreaktion in den Tumoren auslöste und die Entzündungsmarker im Blut erhöhte. Subgruppenanalysen zeigten eine mögliche Abhängigkeit von verschiedenen experimentellen Merkmalen und deuteten auf einen kombinierten Einfluss mehrerer Faktoren hin. Vor allem wurden stärkere Effekte bei jungen, unreifen Mäusen festgestellt, was zu einer Überinterpretation der Studienergebnisse führt und möglicherweise die klinische Umsetzung erschwert.Ultrasound can be used in various ways for tumor therapy. In this work, two approaches were investigated. The first approach addressed the question of whether CDUS, with a high mechanical index, that involves the destruction of microbubbles, affects tumor perfusion in breast cancer patients to improve response to chemotherapy. Although no improvement in tumor perfusion and response to therapy could be found in patients, destruction of tumor vessels was observed in mouse breast tumors. Differences in the tumor physiology of human and murine breast tumors could explain this contradictory effect. In contrast, a diagnostic ultrasound protocol without microbubble destruction resulted in higher perfusion and macrophage infiltration in mouse tumors. Understanding how ultrasound can alter tumor pathophysiology is important to improve therapeutic application and avoid unknown tumor interference. Therefore, in the second approach, the suitability of ultrasound to induce immune responses in tumors was investigated by a systematic review and several meta-analyses. A systematic review protocol to answer the research question: Does ultrasound alter the immune reaction of peripheral solid tumors in humans and animals compared to control conditions without ultrasound? was developed, registered, and published. After systematically reviewing the literature, data from 96 articles were extracted and analyzed in meta-analyses. The meta-analyses showed that ultrasound treatment triggered an immune response in tumors and increased inflammatory markers in the blood. Subgroup analyses revealed a potential dependence on various experimental characteristics and a combined influence of multiple factors. In particular, stronger effects were observed in young, immature mice, which leads to an overinterpretation of the study results and possibly complicates clinical translation.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT031366013
Interne Identnummern
RWTH-2026-00045
Datensatz-ID: 1024414
Beteiligte Länder
Germany
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