Czujnik SERS oparty na reakcji CHA na typowanie mutacji EGFR w zaawansowanym raku płuc

Wraz z ciągłym rozwojem technologii medycznej, zwłaszcza technologii biologii molekularnej, terapia celowana raka płuc poczyniła szybki postęp, a rokowanie terapii celowanej uległo znacznej poprawie w porównaniu z chemioterapią. W praktyce klinicznej typowanie molekularne mutacji EGFR sprzyja terminowemu i optymalnemu leczeniu nowotworu. Obecnie powszechne metody wykrywania obejmują sekwencjonowanie Sangera, sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) i RT-PCR, a większość ich próbek pochodzi z tkanek nowotworowych. Jednakże wady próbek tkanek, takie jak mała ilość, długi cykl wykrywania, niejednorodność i inwazyjność, stwarzają wyzwania w stosowaniu tych metod. Dlatego też, aby przezwyciężyć wiele ograniczeń napotykanych w wykrywaniu mutacji genów w tkankach nowotworowych, ogromne znaczenie ma poszukiwanie wykonalnych alternatyw, które są łatwe do uzyskania i mało inwazyjne w badaniach przesiewowych mutacji EGFR. Poprzednie doniesienia wykazały, że DNA nowotworu krążącego w surowicy klinicznej (ctDNA) zachowuje stosunkowo pełną informację genetyczną, a mutacje EGFR w komórkach nowotworowych można odzwierciedlić w ctDNA w czasie rzeczywistym. We krwi wykrywanie ctDNA ma wyjątkowe zalety, takie jak wysoka aktualność, niska liczba wyników fałszywie dodatnich i wysoka swoistość. Dlatego też, mając krew jako idealny substytut, małoinwazyjne wykrywanie ctDNA może stać się skutecznym narzędziem do biopsji płynnej. Niestety nie ma wystandaryzowanej metody wykrywania mutacji EGFR w próbkach krwi. Typowe metody wykrywania ctDNA obejmują NGS, system opóźnienia amplifikacji mutacji (ARMS) i cyfrową PCR. Metody te mają jednak wady, takie jak skomplikowane działanie, długi czas, wysoki koszt, niska czułość i słaba specyficzność. Dlatego pilnie potrzebne jest opracowanie nowej metody szybkiego i czułego wykrywania typu ctDNA.

SERS stał się jednym z najbardziej obiecujących narzędzi w analizie biomedycznej ze względu na swoje doskonałe właściwości optyczne. Ponieważ jednak liczba kopii zmutowanego ctDNA we krwi wynosi tylko 1% DNA typu dzikiego, tradycyjna technologia SERS nie może spełnić rygorystycznych warunków ultraczułego wykrywania. Katalityczny zespół spinki do włosów (CHA) jest typową izotermiczną strategią wzmacniania sygnału niezawierającą enzymów. W celu dalszej poprawy zdolności analitycznej platformy wykrywania ctDNA o niskiej liczebności, połączyliśmy CHA i SERS jako biosensor skonstruowany jako strategia wzmacniania podwójnego sygnału, aby poprawić wydajność analityczną platformy wykrywania EGFR w surowicy. W naszym poprzednim badaniu z powodzeniem skonstruowaliśmy samokalibrowany biosensor SERS za pośrednictwem reakcji CHA do typowania mutacji EGFR (Del-19, T790M, L858R) u pacjentów z rakiem płuc oraz zweryfikowaliśmy dokładność, czułość i swoistość biosensora SERS w mała próba 32 pacjentów wyniosła ponad 95%. W celu uzyskania najwyższego poziomu dowodów klinicznych i rzeczywistej transformacji klinicznej, to prospektywne, wieloośrodkowe badanie kliniczne ma na celu weryfikację wydajności analitycznej biosensora SERS w typowaniu mutacji EGFR u pacjentów z zaawansowanym rakiem płuc.