# Bench to bedside: non-invasive treatment of tumors in children

> **NIH NIH U01** · CHILDREN'S RESEARCH INSTITUTE · 2020 · $213,173

## Abstract

ABSTRACT 
 
Prognosis for children and young adults with metastatic, relapsed, or refractory solid tumors remains 
unacceptably poor and has not improved significantly over the past three decades despite multimodality 
treatment including surgery, radiation, and chemotherapy. Current approaches have reached the limits of 
maximal dose intensification, and the acute and late effects of combination therapy are substantial. The goal of 
this proposal is to improve the cure rate and quality of life in pediatric cancer patients through approaches that 
maximize effects of current therapy while minimizing associated complications.  
Magnetic resonance-­guided high intensity focused ultrasound (MR-­HIFU) provides controlled delivery of 
heat through precise image guidance, real-­time temperature mapping, and spatially well-­defined deposition of 
energy using an external applicator that is completely non-­invasive and non-­ionizing. Lyso-­thermosensitive 
liposomal doxorubicin (LTLD) is a heat-­activated formulation of liposomal doxorubicin with the unique property 
of heat-­activated release of doxorubicin, an active agent in most pediatric solid tumors. The flexibility and 
control over low temperature local heating induced by MR-­HIFU provides an ideal system to be used in 
conjunction with LTLD. Mathematical modeling and studies in rodents demonstrated that overall exposure of 
targeted tissue to drug can be significantly enhanced by pulse of higher temperature heating (++) following 
drug release from LTLD triggered by MR-­HIFU mild hyperthermia (40 – 45 °C, HT++). The heating pulse is 
thought to not only prevent drug washout, but also to target those parts of the tumor that may not be exposed 
to a sufficient quantity of drug. The synergistic effects of this therapy are manifold and include enhanced 
permeability of the tumor vasculature, enhanced extravasation of the drug and subsequent high concentrations 
of doxorubicin in the targeted tumor, the expression of heat shock proteins, inhibition of DNA repair, and 
stimulation of immune responses.  
We propose to address the clinical challenges posed by advanced local disease through a robust bench to 
bedside proposal that combines the strengths of both the intramural and extramural teams. We will first 
evaluate the relative ability of this combination to improve the homogeneity and overall levels of drug delivery 
in preclinical rabbit Vx2 tumor model that is large enough to allow for precise spatial control of heating with 
MR-­HIFU. We will evaluate the impact of LTLD combined with MR-­HIFU mild hyperthermia and heating pulse 
on vasculature and nerve tissue function, its influence on host immune response and its impact on tumor 
growth delay and metastasis outside of treatment field in the same pre-­clinical model. Following a comparative 
study of effects in the pre-­clinical model, we will evaluate the safety and clinical benefit of LTLD-­HT++ in Phase 
II clinical trial enrolling children...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9864050
- **Project number:** 5U01CA202947-03
- **Recipient organization:** CHILDREN'S RESEARCH INSTITUTE
- **Principal Investigator:** AeRang Kim
- **Activity code:** U01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $213,173
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2017-09-18 → 2022-01-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9864050

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9864050, Bench to bedside: non-invasive treatment of tumors in children (5U01CA202947-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9864050. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*