Sensore SERS basato sulla reazione CHA per la tipizzazione della mutazione EGFR nel cancro polmonare avanzato

Con il continuo sviluppo della tecnologia medica, in particolare della tecnologia della biologia molecolare, la terapia mirata per il cancro del polmone ha fatto rapidi progressi e la prognosi della terapia mirata è stata significativamente migliorata rispetto alla chemioterapia. Nella pratica clinica, la tipizzazione molecolare delle mutazioni dell’EGFR favorisce un trattamento tempestivo e ottimale del tumore. Attualmente, i metodi di rilevamento comuni includono il sequenziamento di Sanger, il sequenziamento di nuova generazione (NGS) e la RT-PCR, e la maggior parte dei campioni proviene da tessuti tumorali. Tuttavia, i difetti dei campioni di tessuto come la piccola quantità, il lungo ciclo di rilevamento, l'eterogeneità e l'invasività hanno comportato sfide all'applicazione di questi metodi. Pertanto, al fine di superare le numerose limitazioni affrontate nel rilevamento di mutazioni genetiche nei tessuti tumorali, è di grande importanza cercare alternative fattibili che siano facili da ottenere e con bassa invasività per lo screening delle mutazioni dell'EGFR. Precedenti rapporti hanno dimostrato che il DNA tumorale circolante nel siero clinico (ctDNA) conserva informazioni genetiche relativamente complete e che le mutazioni dell'EGFR nelle cellule tumorali possono riflettersi nel ctDNA in tempo reale. Nel sangue, la rilevazione del ctDNA presenta vantaggi unici, come elevata tempestività, basso numero di falsi positivi ed elevata specificità. Pertanto, con il sangue come sostituto ideale, il rilevamento poco invasivo del ctDNA può diventare uno strumento efficace per la biopsia liquida. Sfortunatamente, non esiste un metodo standardizzato per rilevare le mutazioni dell’EGFR nei campioni di sangue. I metodi comuni per rilevare il ctDNA includono NGS, sistema di ritardo dell'amplificazione della mutazione (ARMS) e PCR digitale. Tuttavia, questi metodi presentano svantaggi quali funzionamento complesso, tempi lunghi, costi elevati, bassa sensibilità e scarsa specificità. Pertanto, è urgentemente necessario un nuovo metodo per il rilevamento rapido e sensibile della tipizzazione del ctDNA.

Il SERS è diventato uno degli strumenti più promettenti nell'analisi biomedica grazie alle sue eccellenti proprietà ottiche. Tuttavia, poiché il numero di copie del ctDNA mutante nel sangue è solo l’1% del DNA wild-type, la tecnologia SERS tradizionale non può soddisfare le rigorose condizioni per il rilevamento ultrasensibile. L'assemblaggio catalitico della forcina (CHA) è una tipica strategia di amplificazione del segnale isotermica priva di enzimi. Per migliorare ulteriormente la capacità analitica della piattaforma di rilevamento per ctDNA a bassa abbondanza, abbiamo combinato CHA e SERS come biosensore costruito come strategia di amplificazione a doppio segnale per migliorare le prestazioni analitiche della piattaforma di rilevamento per EGFR nel siero. Nel nostro studio precedente, abbiamo costruito con successo un biosensore SERS autocalibrato mediato dalla reazione CHA per la tipizzazione della mutazione EGFR (Del-19, T790M, L858R) in pazienti con cancro del polmone e verificato l'accuratezza, la sensibilità e la specificità del biosensore SERS in un piccolo campione di 32 pazienti supera il 95%. Al fine di ottenere il massimo livello di evidenza clinica e ottenere una reale trasformazione clinica, questo studio clinico prospettico e multicentrico mira a verificare l'efficienza analitica del biosensore SERS per la tipizzazione della mutazione EGFR nei pazienti con cancro polmonare avanzato.