Высота

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 3299 (2022) Цитировать эту статью

3524 Доступа

25 цитат

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Оценка статуса онкомаркера внеклеточного домена рецептора эпидермального фактора роста-2 человека (HER2-ECD) является впечатляющим фактором в скрининге, диагностике и мониторинге рака молочной железы на ранних стадиях (РМЖ). Разработан электрохимический нанобиосенсор на основе аптамера с высокой чувствительностью и селективностью для количественного и качественного измерения онкомаркера HER2-ECD. В этом исследовании нанокомпозит, изготовленный из различных материалов, включал нанолисты восстановленного оксида графена (rGON) и наночастицы родия (Rh-NP) на поверхности графитового электрода (GE). Эта структура привела к усилению электрохимической активности, большой площади поверхности, стабильности и биосовместимости. Каждый из этапов подготовки наноматериалов и настройки биосенсора тщательно исследовался аналитическими и электрохимическими методами. Были сконструированы и проанализированы различные модифицированные электроды с точки зрения электрохимических характеристик, морфологии, размера и формы наноматериалов. Аптасенсор на основе GE показал заслуживающие внимания и благоприятные результаты в отношении HER2-ECD с широким динамическим диапазоном 10,0–500,0 нг/мл, нижним пределом обнаружения (LOD) 0,667 нг/мл (значительно меньше клинического порогового значения). ) и нижний предел количественного определения (LOQ) 2,01 нг/мл. Преимущества этого аптасенсора, такие как широкий динамический диапазон, высокая чувствительность, селективность, стабильность, воспроизводимость и низкая стоимость, предполагают огромный потенциал для неинвазивного обнаружения и мониторинга уровней HER2-ECD при лечении и клинической диагностике рака молочной железы.

В настоящее время заболеваемость раковыми заболеваниями представляет собой серьезную угрозу здоровью человека1. Согласно статистическим данным, опубликованным в 2021 году, Британская Колумбия с населением 2,26 миллиона человек имеет самое большое количество онкологических больных в мире2,3. РМЖ — сложное заболевание, вызывающее серьезные изменения уровней генов, белков и метаболитов4. Без тщательной диагностики невозможно обеспечить адекватное и своевременное лечение. Чувствительные, селективные и быстрые методы диагностики не только открывают путь к более эффективному лечению, но и оказывают большое влияние на профилактику различных видов рака, особенно BC5. Таким образом, медицинский скрининг и раннее выявление РМЖ посредством количественного измерения онкомаркеров имеют важное значение для своевременного наблюдения, повышения выживаемости и снижения смертности6. Окончательные процедуры для диагностики первичных стадий РМЖ включают мастографию, биопсию, ультразвуковую визуализацию и магнитно-резонансную томографию (МРТ). Кроме того, для диагностики РМЖ у женщин используются методы, основанные на экспрессии и количественном анализе генов, такие как иммуногистохимия (ИГХ), радиоиммуноанализ (РИА) и иммуноферментный анализ (ИФА)7,8,9. Однако большинство этих методов сталкиваются с рядом ограничений, включая высокую сложность, слишком высокую стоимость и значительное снижение чувствительности и специфичности10,11,12. По этим причинам исследователи отдают приоритет разработке неинвазивных, недорогих, чувствительных и удобных в использовании диагностических технологий для мониторинга РМЖ в определенное время для эффективного лечения13. В результате новые аналитические методы, такие как тестирование на месте оказания медицинской помощи (POCT) для выявления этого заболевания на ранних стадиях, обеспечивают более быстрые результаты на месте оказания помощи в условиях ограниченных ресурсов, обеспечивая своевременное и правильное лечение.

Электрохимические биосенсоры используются в качестве многообещающего диагностического инструмента для качественного и количественного определения онкомаркеров благодаря их быстрой реакции, простоте использования, низкой стоимости и низкому пределу обнаружения. При изготовлении новых электрохимических биосенсоров крайне важно выбрать безупречную электродную матрицу для оптимизации электрохимического отклика14,15,16,17. Необходимо определить онкомаркеры, используемые для раннего выявления, рецидива и мониторинга метастазов РМЖ. HER2-ECD является одним из таких онкомаркеров в процессе диагностики и лечения РМЖ посредством HER2-таргетной терапии. Первичным механизмом сверхэкспрессии рецептора HER2-ECD является амплификация его онкогена, обнаруженного на хромосоме 17q12. Присутствие этого онкомаркера имеет важное значение для роста и развития некоторых агрессивных злокачественных новообразований, таких как рак легких, яичников, молочной железы, желудка и полости рта18. Концентрация HER2-ECD в крови здоровых людей и больных РМЖ находится в пределах от 4,0 до 14 нг/мл и от 15 до 75 нг/мл соответственно. который можно использовать для диагностики и активного наблюдения за пациентами из группы риска или за пациентами, находящимися на лечении19. HER2-ECD с уровнем выше нормы называется HER2-положительным или HER2+. Людям, у которых в диагностических процессах РМЖ выявлен HER2+, включают в протокол лечения Герцептином. Герцептин представляет собой моноклональное антитело (Ab), специально разработанное и одобренное для воздействия на рецепторы HER2 на поверхности клеток BC и блокирования получения ими сигналов роста20.