Rakovinové ochorenia patria v súčasnosti medzi najväčšie civilizačné strašiaky. Radia sa medzi hlavné príčiny úmrtí vo väčšine oblastí sveta a ich výskyt celosvetovo dramaticky narastá [1]. Jednou z najčastejších príčin úmrtia na rakovinu u mužov je rakovina prostaty. Napriek tomu, že na prvý pohľad je táto diagnóza mimoriadne závažná, pri jej včasnom odhalení je šanca na dlhodobejšie prežitie pacienta vysoká. V diagnostike rakoviny prostaty sa štandardne používa prostatický špecifický antigén, PSA. Špecificita PSA pre rakovinové ochorenie je ale nízka, preto je snahou hľadať nové, špecifickejšie biomarkery [2]. Medzi známe potenciálne biomarkery rakoviny prostaty patria napríklad aminokyselina sarkozín, zinc-alpha-glycoprotein, prostatická kyslá fosfatáza, PCA3, Cofilin-1 a sľubné je aj štúdium zmien v štruktúre glykánov na povrchu PSA. Kombináciou vhodných biomarkerov je možné zvýšiť šancu na včasné odhalenie ochorenia [1].
V diagnostike mnohých ochorení sa do centra pozornosti čoraz viac dostáva použitie biosenzorov. Ich použitie sa vyznačuje viacerými výhodami, ako vyššia citlivosť a špecificita, nízka cena, jednoduchosť obsluhy, možnosť ich použitia v prenosných zariadeniach rovnako ako aj vysoká rýchlosť odozvy. Vďaka začleneniu rozličných nanomateriálov s ich špecifickými vlastnosťami ako sú MXén či grafén sa zaznamenal výrazný pokrok vo vývoji biosenzorov.
V tejto práci sme sa zamerali na biomarker sarkozín, medziprodukt metabolizmu glycínu, ktorého koncentrácia v moči aj v krvi je pri rakovine prostaty zvýšená [3]. Sarkozín bol detegovaný prostredníctvom nanoštrukturovaného biosenzora s imobilizovanou sarkozín oxidázou na elektróde zo sklovitého uhlíka s vopred upraveným povrchom obsahujúcim MXén a chitosan. Takto pripravený biosensor sa vyznačoval detekčným limitom 18,02 nM a lineárnym rozsahom 0,09 až 7,8 µM. Okrem elektrochemickej analýzy, ktorá zahrňovala cyklickú voltametriu a chronoampérometriu na rotačnej elektróde s použitím trojelektródového systému bola vykonaná aj mikroskopia atomárnych síl a skenovacia elektrónová mikroskopia.
Táto práca je výsledkom realizácie projektu VEGA 2/0137/18 a 2/0090/16, a APVV 17-0300. Radi by sme poďakovali podpore z ERC Proof of Concept grant (No. 825586).
[1] Tkáč J. et al.; Prostate-specific antigen glycoprofiling as diagnostic and prognostic biomarker of prostate cancer, Interface Focu, 2019, Vol. 9.
[2] Damborská D. et al.; Nanomaterial-based biosensors for detection of prostate specific antigen, Microchimica Acta, 2017, Vol. 184, p.3049-3067.
[3] Rebelo S.C.R.T. et al.; Sarcosine oxidase composite screen-printed electrode for sarcosine determination in biological samples, Analytica Chimica Acta, 2014, Vol. 850, p. 26-32.
Využitie
Dobrý deň, veľmi zaujímavá práca. Zaujímalo by, či sú Vaše senzory vhodné aj na potenciálne použitie v klinickej praxi?
Ďakujem,
MS
Re: Využitie
Dobrý deň pani Šimunková,
áno, nami pripravené biosenzory sú vhodní kandidáti aj na potenciálne použitie v klinickej praxi. Okrem prezentovaného biosenzora na detekciu sarkozínu sa v mojej práci venujem aj konštrukcii biosenzora na detekciu druhého potenciálneho biomarkera rakoviny prostaty s názvom zinc-alpha-2-glycoprotein (ZAG). V prípade tohto biomarkera má biosenzor formu imunotestu s laterálnym prietokom na jednorázové použitie, ktorého princíp detekcie je rovnaký ako u komerčne dostupných kazetových tehotenských testov.Ďakujem Vám za otázky. V prípade ďalších otázok Vám rada odpoviem.S pozdravom,
Š. Hrončeková