Op ZnO gebaseerde nanoplatforms tonen potentieel voor vroege kankerscreening

In de voortdurende strijd tegen kanker blijft vroege opsporing een cruciale factor bij het verbeteren van de overlevingskansen en het verminderen van de economische last voor de gezondheidszorgsystemen.

Een studie, gepubliceerd in BME-grenzenintroduceert een nieuwe benadering voor de detectie van kankerbiomarkers met behulp van 1DZnO-nanoplatforms. Dit onderzoek, uitgevoerd door een samenwerkingsteam van de Universidad Nacional Autónoma de México, presenteert een veelbelovende weg voor de snelle en gevoelige detectie van CYFRA 21-1, een biomarker geassocieerd met verschillende epitheliale tumoren.

CYFRA 21-1, afgeleid van het cytokeratine 19-fragment, wordt tot expressie gebracht in de cytoskeletfilamenten van epitheelcellen en kan dienen als indicator voor meerdere soorten kanker, waaronder kanker van de galwegen, borstkanker, blaaskanker en oraal plaveiselcelcarcinoom. OSCC).

Traditionele detectiemethoden, zoals beeldvorming en biopsieën, vereisen echter vaak dure infrastructuur en gespecialiseerde apparatuur, waardoor de toegankelijkheid ervan in lage- en middeninkomenslanden wordt beperkt.

Het onderzoeksteam, geleid door Dr. Adutt en zijn collega’s, heeft een fysisch-chemische benadering van optische biosensoren ontwikkeld die gebruik maakt van de unieke eigenschappen van 1DZnO-nanostructuren. Deze nanostructuren vertonen hoge oppervlakte-volumeverhoudingen, hoge iso-elektrische punten en zelfs antimicrobiële activiteit, waardoor ze ideale kandidaten zijn voor de ontwikkeling van biosensoren.

De studie toont een hoge efficiëntie van antilichaamimmobilisatie op 1DZnO-nanoplatforms aan, waardoor snelle CYFRA 21-1-testen binnen een detectievenster van vijf minuten mogelijk zijn. Fotoluminescentiemetingen laten duidelijke optische reacties zien bij verschillende biomarkerconcentraties, variërend van 10 tot 1.000 ng/ml, zowel in PBS als in kunstmatig speeksel.

Deze bevindingen suggereren dat de ontwikkelde biosensoren het potentieel hebben om nauwkeurige en betrouwbare resultaten te leveren in complexe matrices, zoals speeksel, wat niet-invasieve en gemakkelijke kankerscreening zou kunnen vergemakkelijken.

Bovendien maakt het onderzoeksteam gebruik van geavanceerde microscopische technieken, waaronder transmissie-elektronenmicroscopie (TEM), gefocusseerde ionenbundel (FIB) milling en energiedispersieve spectroscopie (EDS), om de interacties op nanoschaal tussen de nanostructuren en anti-CYFRA 21-1-antilichamen op te helderen. .

Deze technieken bieden inzicht in de fysische en chemische veranderingen die optreden tijdens de detectie van biomarkers, en ondersteunen de waargenomen fotoluminescentieverschuivingen en intensiteitsveranderingen.

De ontwikkeling van op ZnO gebaseerde biosensoren gericht op CYFRA 21-1 vertegenwoordigt een aanzienlijke vooruitgang in de kankerdetectietechnologie. Met zijn potentieel voor snelle, gevoelige en niet-invasieve screening zou deze technologie een revolutie teweeg kunnen brengen in de vroege detectie van kanker, vooral in omgevingen met beperkte middelen.

Terwijl het onderzoeksteam hun biosensoren blijft verfijnen en valideren, is de hoop dat ze binnenkort werkelijkheid zullen worden voor medische interventies, niet alleen voor detectie bij zieke patiënten, maar ook voor vroege kankerscreening bij gezonde populaties.