Fitiliana ny metilasiona ADN ampiarahana amin'ny finday avo lenta ho an'ny fitiliana mialoha ny fivontosana sy ny fitiliana ny leukemia miaraka amin'ny fahamarinan'ny 90.0%!

Ny fitiliana mialoha ny homamiadana mifototra amin'ny biopsy ranoka dia fomba vaovao amin'ny fitiliana sy famaritana homamiadana natolotry ny Ivontoerana Nasionaly Momba ny Kansera any Etazonia tato anatin'ny taona vitsivitsy, miaraka amin'ny tanjona hamantarana ny homamiadana mialoha na dia ny fery mialoha ny homamiadana aza. Nampiasaina betsaka ho toy ny mari-pamantarana biolojika vaovao ho an'ny fitiliana mialoha ny aretina homamiadana isan-karazany, anisan'izany ny homamiadan'ny havokavoka, ny fivontosana amin'ny gastrointestinal, ny glioma ary ny fivontosana amin'ny vehivavy.

Ny fipoiran'ny sehatra hamantarana ireo mari-pamantarana momba ny methylation landscape (Methylscape) dia mety hanatsara be dia be ny fitiliana mialoha ny homamiadana, ka hametraka ny marary amin'ny dingana azo tsaboina haingana indrindra.

Vao haingana, ireo mpikaroka dia namorona sehatra tsotra sy mivantana ho an'ny fitiliana ny methylation landscape mifototra amin'ny nanoparticles volamena voaravaka cysteamine (Cyst/AuNPs) miaraka amin'ny biosensor miorina amin'ny finday avo lenta izay ahafahana mijery haingana ny fivontosana isan-karazany. Ny fitiliana mialoha ny leukemia dia azo atao ao anatin'ny 15 minitra aorian'ny fanesorana ADN avy amin'ny santionan-dra, miaraka amin'ny fahamarinan'ny 90.0%. Ny lohatenin'ny lahatsoratra dia Fitihana haingana ny ADN homamiadana ao amin'ny ran'olombelona amin'ny alàlan'ny AuNPs misy cysteamine sy finday avo lenta azo ampiasaina amin'ny fianarana milina.

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

Aseho amin'ny Sary 1 izany. Voalohany, nampiasaina ny vahaolana anaty rano mba handravahana ireo sombin-ADN. Avy eo dia nampiana tao amin'ilay vahaolana mifangaro ny Cyst/AuNP. Samy hafa ny toetran'ny metilasiôna ao amin'ny ADN ara-dalàna sy ny ADN mamoafady, ka miteraka sombin-ADN misy lamina samihafa amin'ny fivondronany ho azy. Miangona malalaka ny ADN ara-dalàna ary amin'ny farany dia miangona ny Cyst/AuNP, izay miteraka ny toetran'ny Cyst/AuNP miova loko mena, ka azo jerena amin'ny maso mitanjaka ny fiovan'ny loko avy amin'ny mena ho volomparasy. Mifanohitra amin'izany kosa, ny mombamomba ny metilasiôna miavaka amin'ny ADN homamiadana dia mitarika amin'ny famokarana vondrona sombin-ADN lehibe kokoa.

Nalaina tamin'ny alalan'ny fakantsarin'ny finday avo lenta ny sarin'ny takelaka misy lavaka 96. Norefesina tamin'ny alalan'ny finday avo lenta misy fianarana milina ny ADN-n'ny homamiadana raha oharina amin'ny fomba mifototra amin'ny spectroscopy.

Fitiliana homamiadana amin'ny santionan-dra tena izy

Mba hanitarana ny fampiasana ny sehatra fitiliana, dia nampiasa sensor izay nahomby tamin'ny fanavahana ny ADN ara-dalàna sy ny ADN homamiadana tao amin'ny santionan'ny ra tena izy ireo mpikaroka. Ny lamina methylation ao amin'ny toerana CpG dia mandrindra ny fanehoana ny fototarazo amin'ny alàlan'ny epigenetika. Saika amin'ny karazana homamiadana rehetra, dia hita fa mifandimby ny fiovan'ny methylation ADN ary noho izany ny fanehoana ny fototarazo izay mampiroborobo ny fivontosan'ny sela.

Ho modely ho an'ny homamiadana hafa mifandraika amin'ny methylation ADN, ireo mpikaroka dia nampiasa santionan-dra avy amin'ny marary leukemia sy ireo olona salama mba handinihana ny fahombiazan'ny tontolon'ny methylation amin'ny fanavahana ny homamiadana leukemia. Ity mari-pamantarana momba ny tontolon'ny methylation ity dia tsy vitan'ny hoe mihoatra noho ny fomba fitiliana leukemia haingana efa misy, fa mampiseho ihany koa ny mety hisian'ny fanitarana ny fitadiavana mialoha ny karazana homamiadana isan-karazany amin'ny fampiasana ity fanadihadiana tsotra sy mivantana ity.

Nodinihina ny ADN avy amin'ny santionan-dra avy amin'ny marary leukemia 31 sy olona salama 12. Araka ny aseho amin'ny kisarisary boaty ao amin'ny Sary 2a, ny fidiran'ny santionan'ny homamiadana (ΔA650/525) dia ambany noho ny an'ny ADN avy amin'ny santionany mahazatra. Izany dia vokatry ny fitomboan'ny hydrophobicity izay nitarika ho amin'ny fivondronan'ny ADN homamiadana, izay nisakana ny fivondronan'ny Cyst/AuNPs. Vokatr'izany, ireo nanoparticles ireo dia niparitaka tanteraka tao amin'ny sosona ivelany amin'ny fivondronan'ny homamiadana, izay niafara tamin'ny fizarazarana samihafa ny Cyst/AuNPs voaray amin'ny fivondronan'ny ADN mahazatra sy homamiadana. Avy eo dia novokarina ny fiolahana ROC tamin'ny alàlan'ny fanovana ny tokonam-baravarana avy amin'ny sanda kely indrindra ΔA650/525 ka hatramin'ny sanda ambony indrindra.

Sary 2.(a) Sanda fidiran'ny vahaolana kista/AuNPs mampiseho ny fisian'ny ADN ara-dalàna (manga) sy homamiadana (mena) ao anatin'ny fepetra nohatsaraina

(DA650/525) amin'ny teti-bolana; (b) Famakafakana ROC sy fanombanana ny fitsapana diagnostika. (c) Matrisin'ny fisafotofotoana ho an'ny diagnostika ny marary ara-dalàna sy ny marary homamiadana. (d) Fahatsapana, fahaiza-manao manokana, sanda faminaniana tsara (PPV), sanda faminaniana ratsy (NPV) ary fahamarinan'ny fomba novolavolaina.

Araka ny aseho amin'ny Sary 2b, ny faritra eo ambanin'ny fiolahana ROC (AUC = 0.9274) azo avy amin'ny sensor novolavolaina dia naneho fahatsapana sy fahaiza-manao avo lenta. Araka ny hita amin'ny tabilao boaty, ny teboka ambany indrindra maneho ny vondrona ADN ara-dalàna 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 ara-dalàna sy ny vondrona homamiadana. Raha omena andiana variables tsy miankina, dia manombana ny mety hisian'ny tranga iray, toy ny homamiadana na vondrona ara-dalàna. Ny variable dependent dia eo anelanelan'ny 0 sy 1. Noho izany dia mety hitranga ny vokatra. Namaritra ny mety hisian'ny famantarana homamiadana (P) mifototra amin'ny ΔA650/525 izahay 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 toa kosa ny mety ho 0.5 na mihoatra dia manondro santionany homamiadana. Ny Sary 2c dia mampiseho ny matrisin'ny fisafotofotoana novokarina avy amin'ny fanamarinana tsy misy dikany, izay nampiasaina hanamarinana ny fahamarinan'ny fomba fanasokajiana. Ny Sary 2d dia mamintina ny fanombanana ny fitsapana diagnostika amin'ny fomba, anisan'izany ny fahatsapana, ny fahaiza-manao manokana, ny sandan'ny faminaniana tsara (PPV) ary ny sandan'ny faminaniana ratsy (NPV).

Biosensors mifototra amin'ny finday avo lenta

Mba hanamorana bebe kokoa ny fitiliana santionany tsy misy fampiasana spektrofotometatra, dia nampiasa faharanitan-tsaina artifisialy (AI) ireo mpikaroka mba handikana ny lokon'ny vahaolana sy hanavahana ny olona ara-dalàna sy ny olona voan'ny homamiadana. Noho izany, nampiasaina ny fahitana amin'ny ordinatera mba handikana ny lokon'ny vahaolana Cyst/AuNPs ho ADN ara-dalàna (volomparasy) na ADN homamiadana (mena) amin'ny fampiasana sary avy amin'ny takelaka 96-lava nalaina tamin'ny fakantsarin'ny finday. Ny faharanitan-tsaina artifisialy dia afaka mampihena ny fandaniana ary manatsara ny fahafahana miditra amin'ny fandikana ny lokon'ny vahaolana nanoparticle, ary tsy misy fampiasana fitaovana optika ho an'ny finday avo lenta. Farany, modely fianarana milina roa, anisan'izany ny Random Forest (RF) sy ny Support Vector Machine (SVM) dia nampiofanina mba hanamboatra ireo modely. Samy nanasokajy tsara ireo santionany ho tsara sy ratsy ny modely RF sy SVM miaraka amin'ny fahamarinan'ny 90.0%. Izany dia manondro fa azo atao tsara ny fampiasana ny faharanitan-tsaina artifisialy amin'ny biosensing mifototra amin'ny finday.

Sary 3.(a) Kilasy kendrena amin'ny vahaolana voarakitra nandritra ny fanomanana ny santionany ho an'ny dingana fakana sary. (b) Sary ohatra nalaina nandritra ny dingana fakana sary. (c) Haavon'ny lokon'ny vahaolana kista/AuNPs ao amin'ny lavaka tsirairay amin'ny takelaka 96-lavaka nalaina avy amin'ny sary (b).

Nampiasa Cyst/AuNPs ireo mpikaroka mba hamolavola sehatra tsotra ahafahana mamantatra ny endriky ny methylation sy sensor afaka manavaka ny ADN ara-dalàna amin'ny ADN homamiadana rehefa mampiasa santionan-dra tena izy ho an'ny fitiliana leukemia. Nasehon'ny sensor novolavolaina fa ny ADN nalaina avy amin'ny santionan-dra tena izy dia afaka mamantatra haingana sy amin'ny fomba mahomby ny ADN homamiadana kely (3nM) amin'ny marary leukemia ao anatin'ny 15 minitra, ary naneho fahamarinan'ny 95.3%. Mba hanamorana bebe kokoa ny fitiliana santionany amin'ny alàlan'ny fanesorana ny filàna spectrophotometer, dia nampiasaina ny fianarana milina mba handikana ny lokon'ny vahaolana sy hanavahana ny olona ara-dalàna sy ny olona homamiadana amin'ny alàlan'ny sary finday, ary azo tratrarina ihany koa ny fahamarinan'ny 90.0%.

Referansa: DOI: 10.1039/d2ra05725e