Desenvolvimento de método eletroanalítico utilizando sensores eletroquímicos descartáveis para detecção do biomarcador miRNA-203 visando o diagnóstico de câncer de cabeça e pescoço
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13182 |
Resumo: | A great effort has been made in the development of new analytical methods for biomarker detection aiming at the diagnosis of cancer. Therefore, in this work it was developed an electroanalytical method using low-cost disposable electrochemical sensors (DESs) for the early diagnosis of head and neck cancer (HNC) in a simple, fast, and accurate way. The DESs were fabricated using a craft cutter printer and disposable materials, such as polyester sheets (transparency film for laser printers), vinyl adhesives, laminating pouch masks, carbon conductive and Ag/AgCl inks. All electrodes present in the DES were fabricated employing the screen printing technique, which were used for the detection of the microRNA-203 biomarker (miRNA-203) related to the HNC. The analytical method for the miRNA-203 detection was developed using a capture probe DNA sequence (DNACp) which was immobilized in magnetic particles (MPs) to capture miRNA-203 (MPCp) through hybridization assays resulting in the formation of the bioconjugate MPCp-miRNA-203, after the capture of miRNA-203 a detection probe DNA sequence (DNADp) complementary to DNACp was immobilized on gold nanoparticles (AuNPsDp) allowing its binding in the terminal region of DNACp forming the bioconjugate MPCp-miRNA203-AuNPsDp. The bioconjugate formed was characterized using the techniques Scanning Electron Microscopy, Transmission Electron Microscopy and, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy. The analytical signal was obtained using the Square Wave Voltammetry (SWV) technique and a 0.2 mol L−1 HCl solution as a supporting electrolyte. After the optimization of the SWV parameters, the method was applied in samples of total RNA from cell lines and lymph nodes of patients with HNC provided by the Molecular Oncology Research Center of the Barretos Cancer Hospital. The electroanalytical method developed presented an analytical curve with a linear range from 1.0 to 500.0 fmol L−1, linear correlation coefficient of 0.997, and limit of detection of 0.52 fmol L−1. The proposed method differentiated healthy individuals and patients with HNC through the amount of miRNA-203 found in the lymph node samples and was presented as an alternative method of low cost, very attractive for the early diagnosis of HNC in a simple, fast and, precise way, which could contribute to a more effective treatment to patients with the disease. |
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Therefore, in this work it was developed an electroanalytical method using low-cost disposable electrochemical sensors (DESs) for the early diagnosis of head and neck cancer (HNC) in a simple, fast, and accurate way. The DESs were fabricated using a craft cutter printer and disposable materials, such as polyester sheets (transparency film for laser printers), vinyl adhesives, laminating pouch masks, carbon conductive and Ag/AgCl inks. All electrodes present in the DES were fabricated employing the screen printing technique, which were used for the detection of the microRNA-203 biomarker (miRNA-203) related to the HNC. The analytical method for the miRNA-203 detection was developed using a capture probe DNA sequence (DNACp) which was immobilized in magnetic particles (MPs) to capture miRNA-203 (MPCp) through hybridization assays resulting in the formation of the bioconjugate MPCp-miRNA-203, after the capture of miRNA-203 a detection probe DNA sequence (DNADp) complementary to DNACp was immobilized on gold nanoparticles (AuNPsDp) allowing its binding in the terminal region of DNACp forming the bioconjugate MPCp-miRNA203-AuNPsDp. The bioconjugate formed was characterized using the techniques Scanning Electron Microscopy, Transmission Electron Microscopy and, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy. The analytical signal was obtained using the Square Wave Voltammetry (SWV) technique and a 0.2 mol L−1 HCl solution as a supporting electrolyte. After the optimization of the SWV parameters, the method was applied in samples of total RNA from cell lines and lymph nodes of patients with HNC provided by the Molecular Oncology Research Center of the Barretos Cancer Hospital. The electroanalytical method developed presented an analytical curve with a linear range from 1.0 to 500.0 fmol L−1, linear correlation coefficient of 0.997, and limit of detection of 0.52 fmol L−1. The proposed method differentiated healthy individuals and patients with HNC through the amount of miRNA-203 found in the lymph node samples and was presented as an alternative method of low cost, very attractive for the early diagnosis of HNC in a simple, fast and, precise way, which could contribute to a more effective treatment to patients with the disease.Um grande esforço tem sido realizado no desenvolvimento de novos métodos analíticos para a detecção de biomarcadores visando o diagnóstico de câncer. Diante disso, neste trabalho foi desenvolvido um método eletroanalítico empregando sensores eletroquímicos descartáveis (SEDs) de baixo custo para o diagnóstico precoce de câncer de cabeça e pescoço (CCP) de forma simples, rápida e precisa. Os SEDs foram fabricados utilizando uma impressora de recorte para artesanato e materiais descartáveis, tais como folhas de poliéster (transparência para impressora a laser), adesivos de vinil, máscaras de polaseal (plástico para plastificação), tintas condutora de carbono e Ag/AgCl. Todos os eletrodos presentes no SED foram fabricados empregando a técnica de serigrafia, os quais foram utilizados para a detecção do biomarcador microRNA-203 (miRNA-203) relacionado ao CCP. O método analítico para a detecção de miRNA-203 foi desenvolvido utilizando uma sequência de DNA sonda de captura (DNASc) a qual foi imobilizada em partículas magnéticas (PMs) para captura do miRNA-203 (PMSc) por meio de ensaios de hibridização resultando na formação do bioconjugado PMSc-miRNA-203, após a captura do miRNA-203 uma sequência de DNA sonda de detecção (DNASd) complementar à DNASc foi imobilizada em nanopartículas de ouro (AuNPsSd) permitindo a sua ligação na região terminal da DNASc formando o bioconjugado PMSc-miRNA203-AuNPsSd. O bioconjugado formado foi caracterizado utilizando as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Transmissão, e Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X. O sinal analítico foi obtido empregando a técnica de Voltametria de Onda Quadrada (SWV) e solução de HCl 0,2 mol L−1 como eletrólito de suporte. Após a otimização dos parâmetros da SWV, o método foi aplicado em amostras de RNA total extraído de linhagens celulares e de linfonodos de pacientes com CCP cedidas pelo Centro de Pesquisa em Oncologia Molecular do Hospital de Amor de Barretos-SP. O método eletroanalítico desenvolvido apresentou uma curva analítica com faixa linear de 1,0 a 500,0 fmol L−1, coeficiente de correlação linear de 0,997 e limite de detecção de 0,52 fmol L−1. O método proposto diferenciou indivíduos saudáveis e pacientes portadores de CCP por meio da quantidade de miRNA-203 encontrada nas amostras de linfonodos e apresentou-se como um método alternativo de baixo custo bastante atrativo para o diagnóstico precoce de CCP de forma simples, rápida e precisa o que pode vir a contribuir para um tratamento mais efetivo aos pacientes portadores da doença.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: Código de Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCâncer de cabeça e pescoçoBiomarcadormiRNADetecção eletroquímicaPartículas magnéticasNanopartículas de ouroSensores eletroquímicos descartáveisHead and neck cancerBiomarkerElectrochemical detectionGold nanoparticlesMagnetic particlesDisposable electrochemical sensorsCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICADesenvolvimento de método eletroanalítico utilizando sensores eletroquímicos descartáveis para detecção do biomarcador miRNA-203 visando o diagnóstico de câncer de cabeça e pescoçoDevelopment of electroanalytical method using disposable electrochemical sensors for miRNA-203 biomarker detection aiming diagnosis of head and neck cancerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006000e05d8c5-0f80-49a6-98a8-b6645fe6f1e3reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese_Wilson_Final_Corrigida.pdfTese_Wilson_Final_Corrigida.pdfapplication/pdf5398652https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/1/Tese_Wilson_Final_Corrigida.pdf87dbadf67ea1fdff0d730d1551be588fMD51carta-comprovante_homologacao_Wilson.pdfcarta-comprovante_homologacao_Wilson.pdfapplication/pdf341603https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/3/carta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf8eef25d69d37e9b99e567b1d75480c79MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/4/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54TEXTTese_Wilson_Final_Corrigida.pdf.txtTese_Wilson_Final_Corrigida.pdf.txtExtracted texttext/plain179661https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/5/Tese_Wilson_Final_Corrigida.pdf.txt083732c590c509af4edff4d047705ce0MD55carta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf.txtcarta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf.txtExtracted texttext/plain1462https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/7/carta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf.txt6835206a3e5d7ba8768c72f55a9df248MD57THUMBNAILTese_Wilson_Final_Corrigida.pdf.jpgTese_Wilson_Final_Corrigida.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11839https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/6/Tese_Wilson_Final_Corrigida.pdf.jpg568ef76f8ee1a91444375ce7f9d298e0MD56carta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf.jpgcarta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12269https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13182/8/carta-comprovante_homologacao_Wilson.pdf.jpgc2fea6cc45cf1c428a7eba29aaf73f4fMD58ufscar/131822023-09-18 18:31:59.839oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13182Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:59Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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