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Scientific Reports volume 12、記事番号: 3299 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

ヒト上皮成長因子受容体 2 (HER2-ECD) オンコマーカーの細胞外ドメインの評価は、早期乳がん (BC) のスクリーニング、診断、モニタリングにおいて重要な要素です。 HER2-ECD 腫瘍マーカーの定量的および定性的測定のための高感度および選択性を備えた電気化学アプタマーベースのナノバイオセンサーが開発されました。 この研究では、グラファイト電極 (GE) 表面上の還元酸化グラフェン ナノシート (rGON) とロジウム ナノ粒子 (Rh-NP) を含む、異なる材料で作成されたナノ複合材料を使用しました。 この構造により、電気化学的活性が増幅され、高い表面積、安定性、生体適合性が実現しました。 ナノ材料の調製とバイオセンサーのセットアップの各ステップは、分析および電気化学的手法によって注意深く検査されました。 さまざまな修飾電極が構築され、ナノ材料の電気化学的性能、形態、サイズ、形状の観点から分析されました。 GE ベースのアプタセンサーは、10.0 ～ 500.0 ng/mL の広いダイナミック レンジ、0.667 ng/mL の検出下限 (LOD) (臨床カットオフより大幅に低い) で、HER2-ECD に対して注目に値する有益な結果をもたらしました。 )、定量下限 (LOQ) は 2.01 ng/mL です。 広いダイナミックレンジ、高感度、選択性、安定性、再現性、低コストなど、このアプタセンサーによってもたらされる利点は、BCケアおよび臨床診断におけるHER2-ECDレベルの非侵襲的検出およびモニタリングに対する多大な可能性を示唆しています。

今日、がん疾患の発生率は人間の健康に対する大きな脅威となっています1。 2021 年に報告された統計によると、人口 226 万人のブリティッシュコロンビア州は世界で最もがん患者の数が多い2,3。 BC は、遺伝子、タンパク質、代謝産物のレベルに重大な変化を引き起こす複雑な病気です4。 徹底的な診断なしに適切かつタイムリーな治療を提供することは不可能です。 高感度、選択的、迅速な診断検査法は、より効果的な治療への道を開くだけでなく、さまざまながん、特に BC5 の予防にも大きな影響を与えます。 したがって、タイムリーな追跡調査、生存率の向上、死亡率の低下には、医学的スクリーニングと定量的オンコマーカー測定によるBCの早期検出が不可欠です6。 BC の初期段階を診断するための確実な手順には、乳房撮影、生検、超音波画像診断、および磁気共鳴画像法 (MRI) が含まれます。 さらに、免疫組織化学（IHC）、ラジオイムノアッセイ（RIA）、酵素免疫測定法（EIA）などの遺伝子発現と定量に基づく技術が、女性のBCを診断するために使用されています7、8、9。 しかし、これらの技術のほとんどは、複雑さの高さ、高価すぎること、感度と特異性の大幅な低下など、いくつかの制限に直面しています10、11、12。 こうした理由から、研究者らは、効果的な治療のために特定の時間にBCをモニタリングするための、非侵襲的で安価、高感度で使いやすい診断技術の開発を優先してきました13。 その結果、この疾患の初期段階におけるポイントオブケア検査（POCT）などの新しい分析技術により、リソースが限られた環境でのケア提供時に迅速な結果が得られ、タイムリーで適切な治療が可能になります。

電気化学バイオセンサーは、反応が速く、使いやすく、低コストで、検出限界が低いため、腫瘍マーカーを定性的および定量的に決定するための有望な診断ツールとして利用されています。 新しい電気化学バイオセンサーを製造する場合、電気化学応答を最適化するために完璧な電極マトリックスを選択することが重要です 14、15、16、17。 BC 転移の早期発見、再発、モニタリングに使用されるオンコマーカーを同定することが必要です。 HER2-ECD は、HER2 標的療法による BC 診断および治療の過程における腫瘍マーカーの 1 つです。 HER2-ECD 受容体過剰発現の主なメカニズムは、染色体 17q12 上にある癌遺伝子の増幅です。 この腫瘍マーカーの存在は、肺がん、卵巣がん、乳がん、胃がん、口腔がんなどの特定の悪性腫瘍の増殖と進行に不可欠です。 健康な人とBC患者の血液中のHER2-ECD濃度は、それぞれ4.0～14ng/mLと15～75ng/mLの範囲にあります。 これは、リスクのある患者または治療中の患者の診断と積極的な監視に使用できます19。 正常より高いレベルの HER2-ECD は、HER2 陽性または HER2+ と呼ばれます。 BC 診断プロセスで HER2+ と特定された人は、ハーセプチンによる治療プロトコルに入ります。 ハーセプチンは、BC 細胞表面の HER2 受容体を標的とし、増殖シグナルの受信をブロックするために特別に設計および承認されたモノクローナル抗体 (Ab) です20。