Design of peptide nucleic acid probes on plasmonic gold nanorods for detection of circulating tumor DNA point mutations

2019 ◽  
Vol 130 ◽  
pp. 236-244 ◽  
Author(s):  
Amogha Tadimety ◽  
Yichen Zhang ◽  
Kasia M. Kready ◽  
Timothy J. Palinski ◽  
Gregory J. Tsongalis ◽  
...  
Keyword(s):  
Nucleic Acid ◽  
Gold Nanorods ◽  
Peptide Nucleic Acid ◽  
Point Mutations ◽  
Circulating Tumor Dna ◽  
Nucleic Acid Probes ◽  
Tumor Dna

Dual-recognition-based determination of ctDNA via the clamping function of peptide nucleic acid and terminal protection of small-molecule-linked DNA

The Analyst ◽  
2020 ◽  
Vol 145 (23) ◽  
pp. 7603-7608
Author(s):  
Chaohui Chen ◽  
Rongxiang He ◽  
Zhengtao Zhang ◽  
Yong Chen
Keyword(s):  
Nucleic Acid ◽  
Small Molecule ◽  
Peptide Nucleic Acid ◽  
Circulating Tumor Dna ◽  
Fluorescent Biosensor ◽  
Tumor Dna

A new dual-recognition fluorescent biosensor for circulating tumor DNA (ctDNA) detection has been developed, which combines the clamping function of peptide nucleic acid (PNA) and terminal protection of small-molecule-linked DNA (TPSMLD).

Development of acoustic wave biosensors for application in molecular diagnostics

2018 ◽  
Author(s):  
Αριστέα Γραμμουστιάνου
Keyword(s):  
Nucleic Acid ◽  
Acoustic Wave ◽  
Salmonella Typhimurium ◽  
Molecular Diagnostics ◽  
Peptide Nucleic Acid ◽  
Circulating Tumor Dna ◽  
Recombinase Polymerase Amplification ◽  
Tumor Dna

Από την ανάπτυξη του πρώτου βιοαισθητήρα από τον Leland C. Clark το 1962, η πρόοδος στον τομέα των βιοαισθητήρων είναι πρωτοφανής. Η αγορά των βιοαισθητήρων εκτιμάται ότι θα κοστίζει 27.06 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2022. Επί του παρόντος, η επιστημονική έρευνα είναι επικεντρωμένη στην ανάπτυξη οικονομικών, μη επεμβατικών, ενσωματωμένων και φορητών βιοαισθητήρων που θα βρουν εφαρμογή στους τομείς της ταχείας διαγνωστικής, της ανάλυσης ποιότητας τροφίμων, του περιβαλλοντικού ελέγχου, της βιοάμυνας και της εγκληματολογίας. Η παρούσα διδακτορική έρευνα επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη ακουστικών βιοαισθητήρων που μπορούν να βρουν εφαρμογή στη μοριακή διαγνωστική. Οι ακουστικοί βιοαισθητήρες επιτρέπουν την βιολογική ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο και χωρίς την ανάγκη σήμανσης. Η έρευνα χρησιμοποίησε τα μοναδικά χαρακτηριστικά των ακουστικών βιοαισθητήρων για την ανάπτυξη βιοδοκιμών με εφαρμογή στους τομείς της ασφάλειας τροφίμων και της διαγνωστικής καρκίνου.Ο πρώτος στόχος της διατριβής ήταν η ακουστική ανίχνευση του τροφιμογενούς παθογόνου Salmonella Typhimurium. Δύο προσεγγίσεις ακολουθήθηκαν: η πρώτη χρησιμοποίησε έναν ακουστικό ανοσοαισθητήρα για την ανίχνευση ολόκληρων κυττάρων Salmonella Typhimurium. Ο βιοαισθητήρας πέτυχε την ανίχνευση των κυττάρων μέσα σε 30 λεπτά και με όριο ανίχνευσης τις 106 μονάδες σχηματισμού αποικίας/mL (106 cfu/mL). Η δεύτερη προσέγγιση χρησιμοποίησε έναν ακουστικό βιοαισθητήρα για την ενίσχυση και ανίχνευση της ενίσχυσης του γονιδίου invA της Salmonella Typhimurium επάνω στην ακουστική επιφάνεια. Για την ενίσχυση του γονιδίου χρησιμοποιήθηκε η ισόθερμη τεχνική recombinase polymerase amplification (RPA). Η ταυτόχρονη ανίχνευση των γονιδιακών αμπλικονίων πάνω στην επιφάνεια του βιοαισθητήρα έγινε με τη χρήση λιποσωμάτων που έδρασαν ως ενισχυτικοί ανιχνευτές. Η μεθοδολογία που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά σε αυτή την έρευνα ήταν γρήγορη (ανίχνευση των γονιδιακών αμπλικονίων σε 5 μόνο λεπτά) και απλή (δε χρειάστηκαν μετα-ενισχυτικά βήματα επεξεργασίας των αμπλικονίων).Το δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής ασχολήθηκε με την ανάπτυξη ακουστικών βιοαισθητήρων για τη μοριακή διαγνωστική καρκίνου. Ένας DNA-βιοαισθητήρας σχεδιάστηκε για την ανίχνευση 4 microRNAs (miRNAS: miR-21, miR-155, miR-150, miR-107) που θεωρούνται δυναμικοί βιοδείκτες του καρκίνου του μαστού. Η ακουστική ανίχνευση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός μοναδικού ολιγονουκλεοτιδικού ιχνηθέτη. Μάλιστα, ο βιοαισθητήρας επέτρεψε τη γρήγορη, απλή και ταυτόχρονη ανίχνευση δύο miRNAs σε πραγματικό χρόνο και χωρίς τη χρήση μορίων επισήμανσης.Ο τελικός σκοπός της παρούσας δουλειάς ήταν η ανάπτυξη ενός ακουστικού βιοαισθητήρα για την ανίχνευση KRAS μεταλλάξεων, χαρακτηριστικών του ορθοκολικού καρκίνου, παρόντων σε circulating tumor DNA (ctDNA) μόρια. Η ανίχνευση των KRAS μεταλλάξεων έγινε μέσω της υβριδοποίησης των ctDNA μορίων σε έναν peptide nucleic acid (PNA) ανιχνευτή πάνω στην επιφάνεια του αισθητήρα. Χρησιμοποιήθηκαν ακουστικοί αισθητήρες υψηλούς θεμελιώδους συχνότητας και μία πατενταρισμένη τεχνολογία που συνδυάζει νουκλεοβάσεις με τροποιημένη αλδεΰδη (SMART nucleobases) και μοναδικούς PNA ιχνηθέτες που φέρουν μία «κενή» θέση στον σκελετό τους (DGL probes). Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε πέτυχε την ακουστική ανίχνευση KRAS μεταλλάξεων παρόντων σε μόρια ctDNA εισάγοντας μία νέα εναλλακτική στις τρέχουσες μεθόδους διάγνωσης του ορθοκολικού καρκίνου.

scholarly journals Circulating tumor DNA is detectable in canine histiocytic sarcoma, oral malignant melanoma, and multicentric lymphoma

2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Anaïs Prouteau ◽  
Jérôme Alexandre Denis ◽  
Pauline De Fornel ◽  
Edouard Cadieu ◽  
Thomas Derrien ◽  
...  
Keyword(s):  
Residual Disease ◽  
Specific Antigen ◽  
Point Mutations ◽  
Antigen Receptor ◽  
Digital Pcr ◽  
Circulating Tumor Dna ◽  
Histiocytic Sarcoma ◽  
Oncology Research ◽  
Tumor Dna

AbstractCirculating tumor DNA (ctDNA) has become an attractive biomarker in human oncology, and its use may be informative in canine cancer. Thus, we used droplet digital PCR or PCR for antigen receptor rearrangement, to explore tumor-specific point mutations, copy number alterations, and chromosomal rearrangements in the plasma of cancer-affected dogs. We detected ctDNA in 21/23 (91.3%) of histiocytic sarcoma (HS), 2/8 (25%) of oral melanoma, and 12/13 (92.3%) of lymphoma cases. The utility of ctDNA in diagnosing HS was explored in 133 dogs, including 49 with HS, and the screening of recurrent PTPN11 mutations in plasma had a specificity of 98.8% and a sensitivity between 42.8 and 77% according to the clinical presentation of HS. Sensitivity was greater in visceral forms and especially related to pulmonary location. Follow-up of four dogs by targeting lymphoma-specific antigen receptor rearrangement in plasma showed that minimal residual disease detection was concordant with clinical evaluation and treatment response. Thus, our study shows that ctDNA is detectable in the plasma of cancer-affected dogs and is a promising biomarker for diagnosis and clinical follow-up. ctDNA detection appears to be useful in comparative oncology research due to growing interest in the study of natural canine tumors and exploration of new therapies.

Mitochondrial DNA screening by melting curve analysis using peptide nucleic acid probes

2020 ◽  
Vol 45 ◽  
pp. 102228
Author(s):  
Kyungmyung Lee ◽  
Eu-Ree Ahn ◽  
Jae Sin Park ◽  
Jin Wook Jung ◽  
Si-Keun Lim
Keyword(s):  
Mitochondrial Dna ◽  
Nucleic Acid ◽  
Peptide Nucleic Acid ◽  
Melting Curve ◽  
Curve Analysis ◽  
Melting Curve Analysis ◽  
Nucleic Acid Probes

scholarly journals Detection of Circulating Tumor DNA in Patients With Uterine Leiomyomas

2019 ◽  
pp. 1-9
Author(s):  
Joanna Przybyl ◽  
Lien Spans ◽  
Deirdre A. Lum ◽  
Shirley Zhu ◽  
Sujay Vennam ◽  
...  
Keyword(s):  
Lactate Dehydrogenase ◽  
Tumor Suppressor Genes ◽  
Uterine Leiomyoma ◽  
Benign Lesion ◽  
Point Mutations ◽  
Circulating Tumor Dna ◽  
Copy Number Alterations ◽  
Plasma Dna ◽  
Tumor Dna ◽  
Targeted Detection

PURPOSE The preoperative distinction between uterine leiomyoma (LM) and leiomyosarcoma (LMS) is difficult, which may result in dissemination of an unexpected malignancy during surgery for a presumed benign lesion. An assay based on circulating tumor DNA (ctDNA) could help in the preoperative distinction between LM and LMS. This study addresses the feasibility of applying the two most frequently used approaches for detection of ctDNA: profiling of copy number alterations (CNAs) and point mutations in the plasma of patients with LM. PATIENTS AND METHODS By shallow whole-genome sequencing, we prospectively examined whether LM-derived ctDNA could be detected in plasma specimens of 12 patients. Plasma levels of lactate dehydrogenase, a marker suggested for the distinction between LM and LMS by prior studies, were also determined. We also profiled 36 LM tumor specimens by exome sequencing to develop a panel for targeted detection of point mutations in ctDNA of patients with LM. RESULTS We identified tumor-derived CNAs in the plasma DNA of 50% (six of 12) of patients with LM. The lactate dehydrogenase levels did not allow for an accurate distinction between patients with LM and patients with LMS. We identified only two recurrently mutated genes in LM tumors ( MED12 and ACLY). CONCLUSION Our results show that LMs do shed DNA into the circulation, which provides an opportunity for the development of ctDNA-based testing to distinguish LM from LMS. Although we could not design an LM-specific panel for ctDNA profiling, we propose that the detection of CNAs or point mutations in selected tumor suppressor genes in ctDNA may favor a diagnosis of LMS, since these genes are not affected in LM.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document