למרות מאמציהם של הרופאים, חולים ברוב הסוגים של גידולי מוח עדיין אינם מחלימים. הסיבות לכך כוללות הסתננות של תאי גידול לרקמת המוח סביב הגידול, וכן רמה נמוכה של חדירת תרופות כימותרפיות לתוך המוח בשל מחסום הדם-מוח, המונע חדירת מולקולות מסוימות מזרם הדם אל המוח כדי להגן עליו. מחסום הדם-מוח אמנם מגן על המוח בפני רעלנים וחומרים מזיקים, אך המחסום שהוא יוצר מגביל גם כניסת תרופות. לפיכך, התרופה אינה מגיעה בכמויות מספיקות לאזור הגידול. מחקר זה נועד להציע פתרון שיתגבר על המכשולים האלו. הטיפול המוצע כולל הרס משמעותי ומהיר של הגידול, במקביל למתן מינון גבוה של תרופות. כדי להביא כמות גדולה של תרופות לאזור הגידול, נשתמש בהפרעה למחסום הדם-מוח באזור במקביל למתן תרופות באופן סיסטמי – כלומר כך שהתרופה תגיע לרחבי הגוף, למשל דרך מחזור הדם. לצורך הטיפול בחרנו להשתמש באלקטרופּוֹרַצְיָה – טכניקה שבה הרקמה נחשפת לשדה חשמלי חיצוני, הגורם ליצירת חורים בקוטר של ננומטרים אחדים בקרומי התאים. כתלות בעוצמת השדה החשמלי, חורים אלה יכולים להיות הפיכים וזמניים, ולאפשר החדרת חומרים לתאים ופתיחה של מחסום הדם-מוח; שיטה זו נקראת גם אלקטרופורציה הפיכה. לחלופין, בשדה חשמלי חזק יותר הם יכולים להרוג את התאים – שיטה הנקראת אלקטרופורציה בלתי הפיכה. השערת המחקר היא, כי טיפול משולב באלקטרופורציה הפיכה ובלתי הפיכה, במקביל לטיפול תרופתי סיסטמי (הזרקת תרופות כימותרפיות למחזור הדם), יכול להוות טיפול יעיל בגידולי מוח. נוסף על כך, בדקנו את התיאוריה כי שדות חשמליים נמוכים מאוד יכולים לפתוח את מחסום הדם-מוח תוך הפעלת מנגנונים בין-תאיים שאינם תוצאה של אלקטרופורציה. האפקטים השונים של השדות החשמליים נלמדו על תאים בתרבית, ובהם תאים המשמשים כמודל למחסום הדם-מוח וכן תאי גידול סרטני. הניסויים הראו בבירור כי כתלות בעוצמת השדה החשמלי, ישנם שלושה אפקטים אפשריים: פתיחת מחסום הדם-מוח (בשדות נמוכים במיוחד), אלקטרופורציה הפיכה ואלקטרופורציה לא-הפיכה, וכי לסוגי תאים שונים יש סף שונה ליצירת כל אפקט. נוסף על כך בדקנו מנגנונים של פתיחת מחסום הדם-מוח ללא אלקטרופורציה, ונמצא כי הפתיחה תלויה בעוצמת השדה החשמלי, וכי אין שינוי בביטוי חלבונים הקשורים למחסום. ההנחה היא כי מתחולל שינוי בתפקוד החלבונים, ולא בכמותם. מודל ממוחשב המתאר את השפעת השדות החשמליים על המוח ועל גידולים סרטניים נבנה ונבדק על ידי ניסויים בחולדות. המודל אף שימש לתכנון הטיפול ולבניית מערך האלקטרודות. תוצאות הניסויים שימשו להרחבת המודל כך שינבא את תוצאות הטיפול בגידולים. מערך האלקטרודות כלל אלקטרודה אחת בתוך המוח, שהוכנסה למרכז הגידול, ואלקטרודה חיצונית גדולה. מערך זה יצר שדה חשמלי לא אחיד, שבו נגרמת אלקטרופורציה בלתי הפיכה וקטלנית במרכז הגידול, ומסביבה אלקטרופורציה הפיכה ופתיחת מחסום הדם-מוח. חולדות נושאות גידולי מוח טופלו בעזרת אלקטרופורציה וכימותרפיה. מעקב אחר שרידות החיות וגודל הגידול הראה כי גידולים שטופלו בשילוב של אלקטרופורציה וכימותרפיה גדלו בקצב איטי יותר ואף התכווצו, וכי החולדות שרדו זמן ממושך יותר. נוסף על כך, בדקנו את תגובת מערכת החיסון באמצעות צביעה ספציפית, וגילינו תאים רבים יותר של מערכת החיסון בסביבת הגידול בחולדות שטופלו בטיפול המשולב. ממצא זה יכול להעיד כי הטיפול המשולב שיצרנו מסייע למערכת החיסון לפעול כנגד הגידול. אנו מקווים כי השילוב שהצענו בין אלקטרופורציה לטיפול תרופתי יוביל לטיפולים טובים ויעילים יותר בחולים הסובלים מגידולים במוח.