Rakovinové ochorenia sa radia medzi hlavné príčiny úmrtí vo väčšine oblastí sveta a ich celosvetový výskyt neustále dramaticky narastá [1]. U mužov je jednou z hlavných príčin úmrtia na rakovinu rakovina prostaty. V jej diagnostike sa štandardne používa stanovenie koncentrácie prostatického špecifického antigénu – PSA v krvnom sére. PSA je glykoproteín produkovaný žľazovými bunkami prostaty postihnutej rakovinou ale aj zdravej prostaty či prostaty postihnutej zápalom alebo benígnou prostatickou hyperpláziou [2]. Tento fakt z neho robí nízko špecifický biomarker. Snahou je hľadať a analyzovať ďalšie špecifickejšie biomarkery. Ich vhodnou kombináciou je možné zvýšiť šancu na včasné odhalenie ochorenia. Medzi známe potenciálne biomarkery rakoviny prostaty patria napríklad aminokyselina sarkozín, prostatická kyslá fosfatáza, zinc-alpha-2-glycoprotein, Cofilin-1, PCA3 ako aj štúdium zmien v štruktúre glykánov na povrchu PSA [1].
V tejto práci sme sa zamerali na aminokyselinu sarkozín (N – metylglycín), ktorého koncentrácia v moči je pri rakovine prostaty zvýšená. Z tohto dôvodu je považovaný za potenciálny biomarker tohto ochorenia [3]. Sarkozín bol detegovaný prostredníctvom nanoštrukturovaného biosenzora s imobilizovanou sarkozín oxidázou (SOx) na elektróde zo sklovitého uhlíka (GCE) s využitím moderného 2D nanomaterálu, MXénu. SOx patrí do skupiny oxidoreduktáz a vo vodnom prostredí dokáže oxidatívne demetylovať sarkozín pričom ako produkty vznikajú glycín, formaldehyd a peroxid vodíka. Vznikajúci peroxid vodíka je možné elektrochemicky detegovať a prostredníctvom toho nepriamo stanoviť koncentráciu sarkozínu v prostredí.
Pripravený nanobiosensor sa vyznačoval detekčným limitom 18,02 nM a lineárnym rozsahom 0,09 až 7,8 µM. Okrem elektrochemickej analýzy, ktorá zahrňovala cyklickú voltampérometriu v potenciálovom rozsahu +0,1 až -1,0 V a chronoampérometriu na rotačnej uhlíkovej elektróde s použitím trojelektródového detekčného systému bola vykonaná aj mikroskopia atomárnych síl a skenovacia elektrónová mikroskopia. V rámci validácie pripraveného nanobiosenzora prostredníctvom meraní vo vzorkách syntetického moču bol dosiahnutý recovery index s hodnotou 102,6 %. Táto hodnota potvrdzuje, že nami pripravené zariadenie je možné použiť pri práci s reálnymi vzorkami moču a mohlo by tak v budúcnosti dopomôcť k spresneniu diagnostiky tohto závažného ochorenia.
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).
Simultánne stanovenie PSA a sarkozínu
Zdravím.
V závere uvádzate, že sarkozín by mohol viesť k spresneniu diagnostiky v prípade rakoviny prostaty. Bolo by možné stanoviť sarkozín simultánne s PSA? Viete si predstaviť, že by ste sa zamerali na vývoj biosenzora pre simultánne stanovenie oboch analytov?
Vďaka za odpoveď.
Re: Simultánne stanovenie PSA a sarkozínu
Zdravím Ing. Kianičková,
v prvom rade ďakujem za záujem a otázky. Naša práca sa zatiaľ zameriava len na citlivú elektrochemickú detekciu sarkozínu z moču pacientov trpiacich rakovinou prostaty, prípadne podozrivých na toto ochorenie. Koncentrácia PSA sa štandardne stanovuje odobratím vzorky krvi, hoci existujú aj publikácie zamerané na stanovenie koncentrácie urinárneho PSA (S. Bolduc a kolektív, 2007). Simultánne by oba biomarkery bolo možné stanoviť elektrochemicky napríklad s použitím senzora s dvoma od seba oddelenými pracovnými elektródami, pričom každá z nich by obsahovala biorozpoznávajúci element na detekciu jedného biomarkera, teda sarkozínu a PSA. V prípade ďalších otázok rada odpoviem.
Štefánia Hrončeková