DNA-methylaasje testen kombineare mei smartphones foar iere screening fan tumors en Leukemia-screening mei in krektens fan 90,0%!

Iere deteksje fan kanker basearre op floeibere biopsy is in nije rjochting fan kanker en diagnoaze foarsteld troch it Amerikaanske Nasjonale kankerynstitút yn 'e Amerikaanske Nasjonale Cancer-ynstitút, mei it doel om betide kanker of sels foarôfgeande lesjes te detektearjen. It is breed brûkt as in roman biomarker foar de iere diagnoaze fan ferskate malignancies, ynklusyf longkanker, gastrointestinale tumors, gliomstologyske tumors en gynekologyske tumors.

De opkomst fan platfoarms om te identifisearjen fan platfoarms om te identifisearjen (methylscape) Biomarkers hat it potensjeel om te besteegjen besteande betiid screening te ferbetterjen foar kanker, pasjinten op 'e ierste behannelingen te pleatsen.

Koartlyn hawwe ûndersikers in ienfâldich en direkte sensearjende platfoarm ûntwikkele foar methylaasjeferdield, basearre op cysteamine fersierde gouden nanoparticles (cyste / aunps-basearre BIOSENSOR dy't it rappe screening fan in breed skala oanskeakele is Iere screening foar Leukemia kin binnen 15 minuten útfierd wurde nei DNA-ekstraksje út in bloedmonster, mei in krektens fan 90,0%. Artikel is rapdeteksje fan kanker DNA yn minsklik bloed mei Cysteamine-capped Aunps en in masine-learen-ynskeakele smartphone.

Figuer 1. In ienfâldich en rap sensaasjeplatfoarm foar kanker-screening fia cyste / Aunps-komponinten kinne wurde folbrocht yn twa ienfâldige stappen.

Dit wurdt toand yn figuer 1. Earst waard in wetterige oplossing brûkt om de DNA-fragminten op te lossen. Cyst / Aunps waarden doe tafoege oan 'e mingde oplossing. Normaal en Malignant DNA hawwe ferskate methylaasje-eigenskippen, resultearret yn DNA-fragminten mei ferskate sels-assembly patroanen. Normale DNA aggregeart los en aggregeart it kyste / aunps, dy't de reade ferskoot is yn 'e reade ferskowen fan Cyste / Aunps, sadat in feroaring fan read fan read oant pears wurdt waarnommen mei it neakene each. Yn tsjinstelling, it unike methylasjonsprofyl fan kanker liedt DNA ta de produksje fan gruttere klusters fan DNA-fragminten.

Ôfbyldings fan 96-goed platen waarden nommen mei in smartphone-kamera. Kanker DNA waard mjitten troch in smartphone foarsjoen fan machine-learen fergelike mei spektopoos basearre metoaden.

Kanker screening yn echte bloedmonsters

Om it nut fan it sensearjen fan it sensearjen fan it gefoel te ferlingjen, tapast de ûndersikers in sensor dy't mei súkses ûnderskieden binne tusken normale en kankere DNA yn echte bloedmonsters. Methylaasjepatroanen by CPG-sites Epigenetysk regelje Gene-útdrukking. Yn hast alle kankertypen yn DNA-methylaasje en dus yn 'e útdrukking fan genen dy't Tumourigenesis promoatsje binne waarnommen om te wikseljen.

As model foar oare kanten ferbûn mei DNA-methylaasje brûkten de ûndersikers fan 'e ûndersiik fan Leukemia-pasjinten en sûne kontrôles om de effektiviteit fan' e methylaasjelânskip te ûndersiikjen yn it differinsjearjen yn it differinsjearjen Leukaemyske Dizze methear lânskiplike biomarker útbetelle net allinich rappe rappe metoaden fan rappe Leukemia, mar demonstreart ek de mooglikheid om te wreidzjen fan in breed skala oan cancers mei dizze ienfâldige en rjochte assay.

DNA fan bloedmonsters fanôf 31 Leukemia Pasjinten en 12 sûne persoanen waarden analysearre. Lykas werjûn yn 'e kiste plot yn figuer 2a, de relative absorbinaasje fan' e kankerbylden (δA650 / 525) wie leger dan dy fan DNA fan normale samples. Dit wie fral te tankjen oan 'e ferbettere hydrofobisiteit dy't liedt ta tichte aggregaasje fan kanker DNA, dy't de aggregaasje fan Cyste / Aunps foarkaam. As resultaat waarden dizze nanopartikels folslein ferspraat yn 'e bûtenlagen fan' e kankerwegaten, wat resultearre yn in oare fersprieding fan cyste / Aunps Adsorbed op normale en kanker Dna aggregeart. ROC Curves waarden doe generearre troch de drompel te fariearjen fan in minimale wearde fan δA650 / 525 nei in maksimale wearde.

Figuer 2. (a) relative absorbewearden fan cyste / Aunps-oplossingen dy't de oanwêzigens sjen litte fan normale (blau) en kanker (read) DNA ûnder optimalisearre betingsten

(Da650 / 525) fan doaze plots; (B) ROC-analyse en evaluaasje fan diagnostyske tests. (c) KONRIX BETUNS FAN DE DIVNOSISJE FAN NORMALE EN KANKER PASIENTS. (d) gefoelichheid, spesifisiteit, positive foarsizzend wearde (ppv), negative foarsizzende wearde (npv) en krektens fan 'e ûntwikkele metoade.

Lykas werjûn yn figuer 2b, it gebiet ûnder de ROC-kromme (AUC = 0.9274) krigen foar de ûntwikkele sensor sjen liet hege gefoelichheid en spesifisiteit. As kin sjoen wurde út it fak-plot, it leechste punt dat de normale DNA-groep fertsjintwurdiget, is net goed skieden fan it heechste punt dat de Kanker DNA-groep fertsjintwurdiget; Dêrom waard logistyske regression brûkt om te ûnderskieden tusken de normale en kankergroepen. Sjoen in set ûnôfhinklike fariabelen, skou it de kâns dat it foarkomt fan in evenemint dat foarkomt, lykas in kanker as normale groep. De ôfhinklike fariabele farieart tusken 0 en 1. It resultaat is dêrom in kâns. Wy hawwe de kâns bepaald fan kankeridentifikaasje (P) basearre op δA650 / 525 as folget.

WHERE B = 5.3533, W1 = -6.965. Foar Sample-klassifikaasje, tsjut in kâns op minder dan 0,5 toant in normale stekproef, wylst in kâns op 0,5 of heger tsjut op in kanker-stekproef oan. Figuer 2C lit de betikusmatrix jouwe generearre út 'e ferlof-it-allinich-allinich krús-falidaasje, dat waard brûkt om de stabiliteit fan' e klassifikaasjemetoade te validearjen. Figuer 2D sammelt de evaluaasje fan 'e diagnostisaasje fan' e metoade, ynklusyf gefoelichheid, spesifisiteit, positive foarsizzende wearde (PPV) en negative foarsizzende wearde (NPV).

Smartphone-basearre BIOSENSORS

Om sample testen fierder te ferienfâldigjen sûnder spektrofotometer brûkten de ûndersikers keunstmjittige yntelliginsje (AI) om de kleur fan 'e oplossing te ynterpretearjen en te ûnderskieden tusken normale en kankerde yndividuen. Sjoen dit, waard komputerfisy brûkt om de kleuren fan 'e cyste / Aunps-oplossing te oersetten yn normale DNA (pears) of kanker DNA (read) mei ôfbyldings fan 96 goed platen dy't troch in mobile tillefoankamera hawwe nommen. Keunstmjittige yntelliginsje kin kosten ferminderje en tydskriften ferbetterje by it ynterpretearjen fan 'e kleur fan Nanoparticle Solutions, en sûnder it gebrûk fan elk optyske hardware-smartphone-aksoires. Uteinlik, twa masine learde modellen, ynklusyf willekeurige bosk (RF) en stipe Vector-masine (SVM) waarden oplaat om de modellen te konstruearjen. Sawol de RF- as SVM-modellen klassifisearre de samples korrekt as posityf en negatyf mei in krektens fan 90,0%. Dit suggereart dat it gebrûk fan keunstmjittige yntelliginsje yn BIOSENSING BIOSENSE BIJSPOAR BIDSJOCHTTJOCHT IS.

Figuer 3. (a) Doelklasse fan 'e oplossing opnommen yn' e tarieding fan 'e stekproef foar de stap foar ôfbylding foar ôfbylding. (b) Foarbyldôfbylding nommen tidens de stap fan 'e ôfbylding oankeap. (c) Kleurintensiteit fan 'e cyste / Aunps-oplossing yn elke boarne fan' e 96-goed plaat ekstrakt út 'e ôfbylding (B).

Mei help fan Cyste / Aunps hawwe ûndersikers in ienfâldich gefoelich platfoarm foar methearskanten ûntwikkele en in sensuer dy't normale DNA is fan kanker DNA by it gebrûk fan echte bloedmonsters foar it skerm fan Leukemia-screening. De ûntwikkele sensor oantoand dat DNA ekstrakt út echte bloedmonsters koe rap lytse hoemannichten Kanker DNA (3NM) yn 15-min-pasjinten yn Leukemia-pasjinten sjen yn Leukemia-pasjinten yn Leukemia-pasjinten, en liet in krektens fan 95,3% sjen. Om sample testen te ferienfâldigjen troch de needsaak te eliminearjen foar in spektrofotometer, waard masjine learen brûkt om te ynterpretearjen en ûnderskiede tusken in mobile tillefoanfoto, en krektens wiene ek yn steat om te berikken op 90,0%.

Referents: doi: 10.1039 / d2RA05725E