Improving the efficacy of anticancer drugs by applying mechanical vibration to cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20172
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: Imashiro Chikahiro 東京女子医科大学, 医学部, 博士研究員 (10866635)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: がん治療 / メカノトランスダクション / 超音波

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to develop a new DDS to improve the efficacy of anticancer drugs using mechanotherapy with mechanical vibration. We aimed to improve drug efficacy by applying vibrations only to the affected areas of cancer cells. we developed a device that can irradiate cells with linear mechanical vibrations in the kHz band, and using this device, we found that specific mechanical vibrations significantly increased the rate of cell death caused by the anticancer drug mitomycin C. We also confirmed that cell death does not occur by mechanical vibration alone. Furthermore, we confirmed that the amount of enzymes that metabolize mitomycin C is increased by mechanical vibration.

Free Research Field

音響工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究成果は、機械振動によるメカノセラピーを用いた新しい抗がん剤のデリバリーシステム（DDS）の開発への可能性を示唆している。機械振動によって抗がん剤の薬効が向上するというコンセプトが実証され、特定の機械振動によって抗がん剤であるマイトマイシンCによって誘引される細胞死の割合が上昇することが明らかになった。この成果には、がん治療におけるDDSの有効性を高め、副作用を減らすことが期待できる社会的意義がある。また、機械振動を用いることで，あらゆる薬剤のDDSの開発の可能性を示唆しており，学術的意義も高い。