Teko ea methylation ea DNA e kopantsoeng le li-smartphone bakeng sa tlhahlobo ea pele ea lihlahala le tlhahlobo ea leukemia ka ho nepahala ha 90.0%!

Ho lemoha kankere esale pele ho latela biopsy ea metsi ke tsela e ncha ea ho lemoha le ho hlahloba kankere e sisintsoeng ke US National Cancer Institute lilemong tsa morao tjena, ka sepheo sa ho lemoha kankere esale pele kapa esita le liso tse ka bang teng pele ho kankere. E sebelisitsoe haholo e le biomarker e ncha bakeng sa ho hlahloba pele ho nako mafu a fapaneng a bolaeang, ho kenyeletsoa kankere ea matšoafo, lihlahala tsa mala, li-glioma le lihlahala tsa basali.

Ho hlaha ha liforomo tsa ho khetholla li-biomarker tsa methylation landscape (Methylscape) ho na le monyetla oa ho ntlafatsa haholo tlhahlobo ea pele ea kankere e teng, e leng se behang bakuli mohatong oa pele o ka phekolehang.

Haufinyane tjena, bafuputsi ba thehile sethala se bonolo le se tobileng sa ho lemoha sebaka sa methylation se thehiloeng ho li-nanoparticles tsa khauta tse khabisitsoeng ka cysteamine (Cyst/AuNPs) tse kopantsoeng le biosensor e thehiloeng ho li-smartphone e nolofalletsang tlhahlobo e potlakileng ea pele ea mefuta e mengata ea lihlahala. Tlhahlobo ea pele ea leukemia e ka etsoa metsotsong e 15 kamora ho ntšoa ha DNA sampole ea mali, ka ho nepahala ha 90.0%. Sehlooho sa sengoloa ke Tlhahlobo e potlakileng ea DNA ea mofetše maling a motho ho sebelisoa AuNPs e koahetsoeng ke cysteamine le smartphone e nolofalitsoeng ke mochini ho ithuta.

Setšoantšo sa 1. Sethala se bonolo le se potlakileng sa ho lemoha kankere ka likarolo tsa Cyst/AuNPs se ka finyelloa ka mehato e 'meli e bonolo.

Sena se bontšitsoe ho Setšoantšo sa 1. Taba ea pele, tharollo ea metsi e ile ea sebelisoa ho qhala likaroloana tsa DNA. Li-cyst/AuNP li ile tsa eketsoa tharollong e tsoakiloeng. DNA e tloaelehileng le e kotsi e na le litšobotsi tse fapaneng tsa methylation, e leng se fellang ka likaroloana tsa DNA tse nang le mekhoa e fapaneng ea ho ipopa. DNA e tloaelehileng e bokellana ka mokhoa o sa fellang 'me qetellong e kopanya Li-cyst/AuNP, e leng se fellang ka tlhaho ea ho fetoha ha Cyst/AuNPs e khubelu, e le hore phetoho ea 'mala ho tloha bofubelung ho ea ho bofubelu e ka bonoa ka leihlo le hlobotseng. Ka lehlakoreng le leng, boemo bo ikhethang ba methylation ea DNA ea mofetše bo lebisa tlhahisong ea lihlopha tse kholo tsa likaroloana tsa DNA.

Litšoantšo tsa lipoleiti tse 96 tsa liliba li ile tsa nkuoa ho sebelisoa khamera ea smartphone. DNA ea kankere e ile ea lekanngoa ka smartphone e nang le lisebelisoa tsa ho ithuta ka mochini ha e bapisoa le mekhoa e thehiloeng ho spectroscopy.

Tlhahlobo ea kankere lisampoleng tsa mali tsa 'nete

Ho atolosa thuso ea sethala sa ho lemoha, bafuputsi ba sebelisitse sensor e ileng ea atleha ho khetholla pakeng tsa DNA e tloaelehileng le e nang le mofetše lisampoleng tsa 'nete tsa mali. Mekhoa ea methylation libakeng tsa CpG e laola ka botlalo tlhahiso ea liphatsa tsa lefutso. Hoo e ka bang mefuta eohle ea mofetše, liphetoho methylation ea DNA kahoo tlhahisong ea liphatsa tsa lefutso tse khothalletsang tumorigenesis li bonoe li fetoha.

Jwalo ka mohlala wa dikankere tse ding tse amanang le methylation ya DNA, bafuputsi ba sebedisitse disampole tsa madi ho tswa ho bakudi ba leukemia le balaodi ba phetseng hantle ho batlisisa katleho ya sebaka sa methylation ho kgetholleng dikankere tsa leukemia. Biomarker ena ya sebaka sa methylation ha e sebetse feela ho feta mekgwa e teng ya tlhahlobo ya leukemia e potlakileng, empa hape e bontsha kgonahalo ya ho atolosa ho lemoha mefuta e mengata ya dikankere kapele ho sebediswa teko ena e bonolo le e otlolohileng.

DNA e tswang disampoleng tsa madi ho tswa ho bakudi ba 31 ba leukemia le batho ba 12 ba phetseng hantle e ile ya sekasekwa. Jwalo ka ha ho bontshitswe karolong ya lebokose ho Setšoantšo sa 2a, ho monyela ha disampole tsa kankere (ΔA650/525) ho ne ho le tlase ho feta ha DNA ho tswa disampoleng tse tlwaelehileng. Sena se ne se bakwa haholo ke ho tshaba metsi ho eketsehileng ho lebisang ho kopaneng ho teteaneng ha DNA ya kankere, e leng se ileng sa thibela ho kopana ha Cyst/AuNPs. Ka lebaka leo, di-nanoparticles tsena di ile tsa hasana ka ho feletseng dikarolong tse ka ntle tsa di-aggregate tsa kankere, e leng se ileng sa fella ka ho hasana ho fapaneng ha Cyst/AuNPs tse kentsweng hodima di-aggregate tsa DNA tse tlwaelehileng le tsa kankere. Di-curve tsa ROC di ile tsa hlahiswa ka ho fetola moedi ho tloha ho boleng bo tlase ba ΔA650/525 ho ya ho boleng bo hodimo.

Setšoantšo sa 2.(a) Litekanyetso tsa ho monya ha litharollo tsa cyst/AuNPs tse bontšang boteng ba DNA e tloaelehileng (e putsoa) le kankere (e khubelu) tlas'a maemo a ntlafalitsoeng.

(DA650/525) ea lipolanete tsa mabokose; (b) Tlhahlobo ea ROC le tlhahlobo ea liteko tsa tlhahlobo. (c) Matrix ea pherekano bakeng sa tlhahlobo ea bakuli ba tloaelehileng le ba kankere. (d) Kutloisiso, ho hlaka, boleng bo botle ba ho bolela esale pele (PPV), boleng bo bobe ba ho bolela esale pele (NPV) le ho nepahala ha mokhoa o ntlafalitsoeng.

Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setshwantsho sa 2b, sebaka se ka tlasa mothapo wa ROC (AUC = 0.9274) se fumanweng bakeng sa sensor e ntshetsweng pele se bontshitse kutlwisiso e phahameng le ho ikgetha. Jwalo ka ha ho ka bonwa ho tswa ho poloto ya lebokose, ntlha e tlase ka ho fetisisa e emelang sehlopha sa DNA se tlwaelehileng ha e arolwa hantle le ntlha e phahameng ka ho fetisisa e emelang sehlopha sa DNA sa kankere; ka hona, ho ile ha sebediswa ho kgetholla pakeng tsa dihlopha tse tlwaelehileng le tsa kankere. Ha ho fanwa ka sete ya di-variable tse ikemetseng, e hakanya kgonahalo ya ketsahalo e etsahalang, jwalo ka kankere kapa sehlopha se tlwaelehileng. Phapang e itshetlehileng e pakeng tsa 0 le 1. Ka hona sephetho ke kgonahalo. Re fumane kgonahalo ya ho tsebahatsa kankere (P) ho latela ΔA650/525 ka tsela e latelang.

moo b=5.3533,w1=-6.965. Bakeng sa ho arola sampole, monyetla wa ka tlase ho 0.5 o bontsha sampole e tlwaelehileng, ha monyetla wa 0.5 kapa ho feta o bontsha sampole ya kankere. Setšoantšo sa 2c se bontsha matrix ya pherekano e hlahisitsweng ho tswa ho netefatso ya ho tshela e leave-it-alone, e ileng ya sebediswa ho netefatsa botsitso ba mokgwa wa ho arola. Setšoantšo sa 2d se akaretsa tlhahlobo ya teko ya tlhahlobo ya mokgwa, ho kenyeletswa kutlwisiso, ho totobala, boleng bo botle ba ho bolela esale pele (PPV) le boleng bo bobe ba ho bolela esale pele (NPV).

Li-biosensor tse thehiloeng ho li-smartphone

Ho nolofatsa liteko tsa sampole ntle le ho sebelisa li-spectrophotometer, bafuputsi ba sebelisitse bohlale ba maiketsetso (AI) ho hlalosa 'mala oa tharollo le ho khetholla pakeng tsa batho ba tloaelehileng le ba nang le mofetše. Ka lebaka lena, pono ea khomphutha e sebelisitsoe ho fetolela 'mala oa tharollo ea Cyst/AuNPs ho DNA e tloaelehileng (e pherese) kapa DNA e nang le mofetše (e khubelu) ho sebelisoa litšoantšo tsa lipoleiti tse 96 tse nkiloeng ka khamera ea mohala oa thekeng. Bohlale ba maiketsetso bo ka fokotsa litšenyehelo le ho ntlafatsa phihlello ho tolokeng 'mala oa litharollo tsa nanoparticle, le ntle le ho sebelisa lisebelisoa life kapa life tsa smartphone tsa hardware ea optical. Qetellong, mehlala e 'meli ea ho ithuta ka mochini, ho kenyeletsoa Random Forest (RF) le Support Vector Machine (SVM) e ile ea koetlisetsoa ho haha ​​mehlala. mehlala ea RF le SVM ka bobeli e hlophisitse lisampole ka nepo e le tse ntle le tse mpe ka ho nepahala ha 90.0%. Sena se fana ka maikutlo a hore tšebeliso ea bohlale ba maiketsetso ho biosensing e thehiloeng fonong ea thekeng e ka khoneha haholo.

Setšoantšo sa 3.(a) Sehlopha sa sepheo sa tharollo se tlalehiloeng nakong ea ho lokisa sampole bakeng sa mohato oa ho fumana setšoantšo. (b) Mohlala oa setšoantšo o nkiloeng nakong ea mohato oa ho fumana setšoantšo. (c) Matla a 'mala oa tharollo ea cyst/AuNPs selibeng se seng le se seng sa poleiti ea liliba tse 96 e nkiloeng setšoantšong (b).

Ka ho sebedisa Cyst/AuNPs, bafuputsi ba atlehile ho ntshetsa pele sethala se bonolo sa ho lemoha sebaka sa methylation le sensor e kgonang ho kgetholla DNA e tlwaelehileng ho DNA ya mofetshe ha ba sebedisa disampole tsa madi a nnete bakeng sa tlhahlobo ya leukaemia. Sensor e ntsheditsweng pele e bontshitse hore DNA e ntshitsweng disampoleng tsa madi a nnete e kgonne ho lemoha ka potlako le ka theko e tlase bongata bo bonyenyane ba DNA ya mofetshe (3nM) ho bakudi ba leukaemia ka metsotso e 15, mme e bontshitse ho nepahala ha 95.3%. Ho nolofatsa tlhahlobo ya sampole ka ho tlosa tlhoko ya spectrophotometer, ho ithuta ka mochini ho sebedisitswe ho toloka mmala wa tharollo le ho kgetholla pakeng tsa batho ba tlwaelehileng le ba nang le mofetshe ba sebedisa foto ya mohala wa thekeng, mme ho nepahala ho ile ha boela ha fihlellwa ho 90.0%.

Referense: DOI: 10.1039/d2ra05725e