Fitsapana methylation ADN miaraka amin'ny finday ho an'ny fitiliana mialoha ny fivontosana sy ny fitiliana leokemia amin'ny 90.0% marina!

Ny fitiliana aloha ny homamiadana mifototra amin'ny biopsy rano dia tari-dalana vaovao amin'ny fitiliana sy fitiliana homamiadana naroson'ny US National Cancer Institute tato anatin'ny taona vitsivitsy, izay mikendry ny hamantatra ny homamiadana aloha na ny ratra mialohan'ny homamiadana aza. Izy io dia nampiasaina be ho toy ny biomarker vaovao ho an'ny fitiliana mialoha ny aretina isan-karazany, anisan'izany ny homamiadan'ny havokavoka, ny fivontosana gastrointestinal, ny glioma ary ny fivontosana gynecological.

Ny fiposahan'ny sehatra hamantarana ireo biomarker momba ny tontolon'ny methylation (Methylscape) dia mety hanatsara be ny fitiliana mialoha ny homamiadana, mametraka ny marary amin'ny dingana azo tsaboina voalohany indrindra.

Vao haingana, ny mpikaroka dia namolavola sehatra fandrefesana tsotra sy mivantana ho an'ny fizahana ny tontolon'ny methylation mifototra amin'ny nanopartikely volamena voaravaka cysteamine (Cyst/AuNPs) miaraka amin'ny biosensor mifototra amin'ny smartphone izay ahafahana manao fitiliana haingana ny fivontosana isan-karazany. Azo atao ao anatin'ny 15 minitra aorian'ny fakana ny ADN avy amin'ny santionan'ny ra ny fitiliana aloha ny leokemia, izay mahatratra 90,0% ny marina. Ny lohatenin'ny lahatsoratra dia ny fitiliana haingana ny ADN homamiadana ao amin'ny ran'olombelona amin'ny alàlan'ny AuNPs misy cysteamine voapetaka sy ny finday avoakan'ny milina.

Sary 1. Ny sehatra fandrenesana tsotra sy haingana ho an'ny fitiliana homamiadana amin'ny alàlan'ny singa Cyst/AuNPs dia azo tanterahina amin'ny dingana roa tsotra.

Izany dia aseho amin'ny sary 1. Voalohany, ny vahaolana aqueous dia nampiasaina mba handrava ny sombintsombin'ny ADN. Ny Cyst / AuNPs dia nampidirina tamin'ny vahaolana mifangaro. Ny ADN ara-dalàna sy masiaka dia manana toetra methylation samy hafa, ka mahatonga ny ADN miaraka amin'ny fomba fivorian-tena samihafa. Ny ADN mahazatra dia miangona malalaka ary amin'ny farany dia manangona Cyst / AuNPs, izay miteraka ny toetran'ny Cyst / AuNPs mena, ka ny fiovan'ny loko avy amin'ny mena mankany amin'ny volomparasy dia azo jerena amin'ny maso miboridana. Mifanohitra amin'izany kosa, ny mombamomba ny methylation tsy manam-paharoa amin'ny ADN homamiadana dia mitarika amin'ny famokarana sombin-tsofina ADN lehibe kokoa.

Nalaina tamin'ny alalan'ny fakan-tsary smartphone ny sarin'ireo takelaka 96-lavadrano. Ny ADN homamiadana dia norefesina tamin'ny alàlan'ny finday iray misy fianarana milina raha oharina amin'ny fomba mifototra amin'ny spectroscopy.

Fandinihana ny homamiadana amin'ny santionan'ny ra tena izy

Mba hanitarana ny fampiasana ny sehatra fandrefesana, ny mpanao fanadihadiana dia nampiasa sensor iray izay nahomby tamin'ny fanavahana ny ADN mahazatra sy kansera amin'ny santionan'ny ra. Ny lamina methylation ao amin'ny tranokalan'ny CpG dia manara-maso ny fanehoana ny fototarazo. Saika amin'ny karazana homamiadana rehetra, ny fiovan'ny methylation ADN ary noho izany amin'ny fanehoana ny fototarazo izay mampiroborobo ny tumourigenesis dia hita fa mifandimby.

Ho modely ho an'ny homamiadana hafa mifandray amin'ny methylation ADN, ny mpikaroka dia nampiasa santionan'ny ra avy amin'ny marary leukemia sy ny fanaraha-maso ara-pahasalamana mba hanadihadiana ny fahombiazan'ny tontolon'ny methylation amin'ny fanavahana ny homamiadan'ny leukemia. Ity biomarker amin'ny tontolon'ny methylation ity dia tsy vitan'ny hoe manatsara ny fomba fitiliana ny leukemia haingana, fa mampiseho ihany koa ny fahafahan'ny fanitarana mialoha ny karazana homamiadana marobe amin'ny fampiasana an'io fitsapana tsotra sy tsotra io.

ADN avy amin'ny santionan'ny ra avy amin'ny marary leokemia 31 ary olona salama 12 no nodinihina. araka ny aseho ao amin'ny tabilao boaty ao amin'ny Figure 2a, dia ambany noho ny an'ny ADN avy amin'ny santionany mahazatra ny fihenan'ny santionan'ny homamiadana (ΔA650/525). Izany dia noho ny fitomboan'ny hydrophobicity mitarika amin'ny fivondronan'ny ADN homamiadana, izay nanakana ny fanangonana ny Cyst / AuNPs. Vokatr'izany dia niparitaka tanteraka ireo nanoparticles ireo tao amin'ny sosona ivelany amin'ny fitambaran'ny homamiadana, izay niteraka fiparitahana hafa amin'ny Cyst / AuNPs adsorbed amin'ny aggregates ADN mahazatra sy homamiadana. Ny curve ROC dia novolavolaina tamin'ny fanovana ny tokonam-baravarana avy amin'ny sanda kely indrindra amin'ny ΔA650/525 ka hatramin'ny sanda ambony indrindra.

Sary 2. (a) Ny soatoavina mivaingana amin'ny vahaolana kista / AuNPs mampiseho ny fisian'ny DNA ara-dalàna (manga) sy ny homamiadana (mena) ao anatin'ny fepetra tsara.

(DA650/525) amin'ny boaty; (b) fanadihadiana ROC sy fanombanana ny fitsapana diagnostika. (c) Matrix fisafotofotoana ho an'ny fitiliana ny marary mahazatra sy homamiadana. (d) Ny fahatsapana, ny maha-tokana, ny sanda vinavina tsara (PPV), ny sanda vinavina ratsy (NPV) ary ny fahamarinan'ny fomba novolavolaina.

Araka ny asehon'ny sary 2b, ny faritra eo ambanin'ny curve ROC (AUC = 0.9274) azo ho an'ny sensor novolavolaina dia nampiseho fahatsapan-tena sy manokana. Araka ny hita avy amin'ny teti-bolan'ny boaty, ny teboka ambany indrindra maneho ny vondrona ADN mahazatra dia tsy misaraka tsara amin'ny teboka avo indrindra maneho ny vondrona ADN homamiadana; Noho izany, ny regression logistic dia nampiasaina mba hanavahana ny vondrona mahazatra sy ny homamiadana. Raha jerena ny andian-taranaka tsy miankina, dia manombana ny mety hisian'ny tranga iray, toy ny homamiadana na vondrona mahazatra. Ny fari-piainana miankina dia eo anelanelan'ny 0 ka hatramin'ny 1. Noho izany, ny valiny dia mety. Nofaritanay ny mety ho famantarana ny homamiadana (P) mifototra amin'ny ΔA650/525 toy izao manaraka izao.

izay b=5.3533,w1=-6.965. Ho an'ny fanasokajiana santionany, ny mety ho latsaky ny 0,5 dia manondro santionany ara-dalàna, raha ny mety ho 0,5 na ambony kosa dia manondro santionany homamiadana. Ny sary 2c dia mampiseho ny matrix fisafotofotoana nateraky ny fanasokajiana ny fialan-tsasatra, izay nampiasaina mba hanamarinana ny fahamarinan'ny fomba fanasokajiana. Ny sary 2d dia mamintina ny fanombanana fitsapana diagnostika ny fomba, ao anatin'izany ny fahatsapana, ny maha-tokana, ny sanda vinavina tsara (PPV) ary ny sanda vinavina ratsy (NPV).

Biosensors mifototra amin'ny smartphone

Mba hanatsorana bebe kokoa ny fitsapana santionany tsy mampiasa spectrophotometers, ny mpikaroka dia nampiasa faharanitan-tsaina artifisialy (AI) mba handikana ny lokon'ny vahaolana ary hanavaka ny olona mahazatra sy voan'ny kansera. Noho izany, ny fahitan'ny solosaina dia nampiasaina handikana ny lokon'ny vahaolana Cyst/AuNPs ho amin'ny ADN mahazatra (volomparasy) na ADN kansera (mena) amin'ny fampiasana sary misy takelaka 96-lavaka nalaina tamin'ny fakantsary finday. Ny faharanitan-tsaina artifisialy dia afaka mampihena ny fandaniana sy manatsara ny fidirana amin'ny fandikana ny lokon'ny vahaolana nanoparticle, ary tsy mampiasa fitaovana finday finday optika. Farany, modely fianarana milina roa, anisan'izany ny Random Forest (RF) sy ny Support Vector Machine (SVM) no nampiofanina hanangana ireo modely. na ny modely RF sy SVM dia nanasokajy ny santionany ho tsara sy ratsy miaraka amin'ny fahamarinan'ny 90.0%. Midika izany fa azo atao ny mampiasa ny faharanitan-tsaina artifisialy amin'ny biosensing mifototra amin'ny finday.

Sary 3. (a) Kilasy kendrena amin'ny vahaolana voarakitra mandritra ny fanomanana ny santionany amin'ny dingana fakana sary. b) Sary ohatra nalaina nandritra ny dingana fakana sary. (c) Ny hamafin'ny lokon'ny vahaolana kista / AuNPs amin'ny lavadrano tsirairay amin'ny takelaka 96-well nalaina tamin'ny sary (b).

Amin'ny fampiasana Cyst/AuNPs, ny mpikaroka dia nahavita namolavola sehatra fandrefesana tsotra ho an'ny fizahana ny tontolon'ny methylation ary sensor afaka manavaka ny ADN mahazatra amin'ny ADN homamiadana rehefa mampiasa santionan-dra tena izy ho an'ny fitiliana leukemia. Ny sensor novolavolaina dia naneho fa ny ADN nalaina tamin'ny santionan'ny ra tena izy dia afaka mamantatra haingana sy lafo vidy ny ADN homamiadana (3nM) kely amin'ny mararin'ny leukemia ao anatin'ny 15 minitra, ary mampiseho ny fahamarinan'ny 95.3%. Mba hanatsorana bebe kokoa ny fitsapana santionany amin'ny fanafoanana ny filana spectrophotometer, dia nampiasaina ny fianarana milina mba handikana ny lokon'ny vahaolana sy hanavahana ny olona mahazatra sy voan'ny kansera amin'ny alàlan'ny sary finday, ary azo tratrarina amin'ny 90.0%.

Reference: DOI: 10.1039/d2ra05725e