Development of piezoelectric DNA based biosensor applied to lung cancer

Data
2023-01-31
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Resumo
O cancro de pulmão está entre as causas de morte mais comuns por cancro em todo o mundo, principalmente devido ao seu caracter assintomático em estágios iniciais, portanto, geralmente só é detectado em estágio avançado da doença. O NSCLC (cancro de pulmão de células não pequenas) representa cerca de 85% de todos os cancros de pulmão. A identificação e caracterização das alterações moleculares envolvidas na transformação celular de normal para maligna é de fundamental importância, podendo auxiliar na melhoria das medidas de prevenção, na deteção precoce e até mesmo na monitorização da eficácia dos tratamentos. O conhecimento das características do tumor e o perfil genético do paciente poderá melhorar muito o prognóstico personalizado e a seleção do tratamento ideal para cada paciente. O diagnóstico precoce pode ser alcançado utilizando fluidos humanos (sangue, urina, saliva) que podem ser facilmente avaliados para triagem de rotina de biomarcadores específicos. No NSCLC, as mutações do gene do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) podem ser usadas como biomarcadores. Os biossensores, que são dispositivos bioanalíticos que podem fornecer informações analíticas quantitativas ou semi-quantitativas específicas utilizando um elemento de reconhecimento biológico (receptor bioquímico), podem ser uma forma de obter um resultado rápido, barato e confiável aplicado à vigilância de pacientes. Neste estudo relatamos o desenvolvimento de uma microbalança de cristal de quartzo (QCM) capaz de detectar o gene EGFR em biópsias líquidas (plasma sanguíneo). A detecção é baseada na hibridação entre a sonda e a sequência específica do gene EGFR associado ao NSCLC. Os resultados obtidos são bastante promissores, inicialmente, amostras de plasma humano sintético foram testadas em diferentes concentrações com targets sintéticos, onde foi possível detetar a sequência sintética. Em amostras reais de plasma humano foi possível detetar a deleção no exão 19 do gene EGFR. A sensibilidade do sensor foi de 20,87 Hz mL.ng-1, e o limite de deteção (LOD) de 1,72 ng·mg-1.
Lung cancer is amongst the most common cause of cancer deaths worldwide, mainly because of its asymptomatic status in early stages, thus it is usually only detected at an advanced stage of the disease. NSCLC (Non-small cell lung cancer) represents about 85% of all lung cancers. The identification and characterization of molecular changes involved in cell transformation from normal to malignant are of critical importance and can help to improve prevention measures, early detection, and even monitor the efficacy of treatments. Knowledge of the patient's tumor characteristics and genetic profile will greatly enhance personalized prognosis and selection of the ideal treatment for each patient. Early diagnosis can be achieved using human fluids that can be easily assessed (e.g. blood, urine, saliva) for routine screening of specific biomarkers. In NSCLC, epidermal growth factor receptor gene (EGFR) mutations can be used as biomarkers. Biosensors, which are bioanalytical devices that can provide specific quantitative or semi-quantitative analytical information using a biological recognition element (biochemical receptor), can be a way to achieve a quick, cheap, and reliable result applied to patient surveillance. In this study, we report the development of quartz crystal microbalance (QCM) capable of detecting the EGFR gene in liquid biopsies (blood plasma). Detection is based on hybridization between the probe and the specific sequence of the EGFR gene associated with NSCLC. The results obtained are quite promising, initially, synthetic human plasma samples were tested at different concentrations with synthetic targets, where it was possible to detect the synthetic sequence. In real human plasma samples, it was possible to detect the deletion in EGFR gene in exon 19. The sensor sensibility was 20.87 Hz mL·ng-1 and the limit of detection (LOD) was 1.72 ng·mg-1.
Descrição
Master’s Dissertation in Biotechnology for Health Science
Palavras-chave
Biossensor , Cancro de pulmão de não pequenas células
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