Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi
Yıl: 2021 Cilt: 46 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 208 - 215 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17826/cumj.791587 İndeks Tarihi: 30-06-2021
Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi
Öz: Amaç: Bu çalışmanın amacı, maternal kandaki “cell-free”fetal DNA'dan paternal mutasyon tayini için nanopolimerbazlı genosensör ile yeni bir prosedür geliştirmektir.Gereç ve Yöntem: Kuvars-kristal mikrobalans (QCM) vebiyosensör teknolojilerini kullanılarak β-talasemi IVS1-110mutasyonun analizine uygulanmıştır. Bu amaçla,mutasyona ait problar genosensör elektrodu üzerinePoliHema-MAC nanopolimeri aracılığıyla bağlandı ve dahasonra örnekler tespit amacıyla çalışma hücresine eklendi.Genosensörün optimizasyon, karakterizasyon, duyarlılıkve özgüllük çalışmaları yapıldı.Bulgular: Biyosensör ölçümleri -0,6 - 0,8 V sabit akımaralığında döngüsel volatmetriyle elde edildi. Girişimselolmayan doğum öncesi tanı testi yapılan fetüslerde ARMSyöntemiyle ortak sonuçlar elde edilmiştir. ARMS sonuçlarıgenosensör sonuçları ile istatistiksel olarakkarşılaştırıldığında çizilen ROC eğrisinde %99 uyumlulukoranı elde edilmiştir.Sonuç: Geliştirilen biyosensör, yüzeyinde bulunan probaözgül olarak, fetüsün paternal mutasyonunun varlığınıortaya koyabilmektedir. Rutinde kullanılan gelenekselyöntemlerle karşılaştırıldığında, daha düşük maliyetli, hızlısonuç verebilen, özgüllüğü ve saptama etkinliği yüksekolarak bulunmuştur.
Anahtar Kelime: A novel non-invasive prenatal test technique with genosensor
Öz: Purpose: The aim of this study is to develop a new procedure with nanopolymer based genosensor for the determination of paternal mutation from cell-free fetal DNA in maternal blood. Materials and Methods: β-thalassemia IVS1-110 mutation analysis was performed using quartz-crystal microbalance (QCM) and biosensor technologies. For this purpose, the probes of the mutation were immobilized on the genosensor electrode surface by means of Poly HemaMAC nanopolymer and then samples were added to the working cell for detection. Optimization, characterization, sensitivity and specificity studies of the genosensor were performed. Results: Biosensor measurements were obtained between -0.6 and 0.8 V in a constant current range by cyclic voltammetry. Common results were obtained with ARMS method in fetuses who had non-invasive prenatal diagnosis tests. When the ARMS results were compared with the genosensor results statistically, a 99% concordance rate was obtained in the ROC curve drawn. Conclusions: The developed biosensor can detect the presence of paternal mutation of the fetüs specific to the probe on its surface. Compared with the traditional methods used in routine, it was found to be more costeffective, faster, with high specificity and detection efficiency.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Beattie KL, Beattie WG, Meng L, Turner SL, CoralVazquez R, Smith DD et al. Advances in genosensor research. Clin Chem. 1995;41:700-6.
- 2. Sabahi A, Salahandish R, Ghaffarinejad A, Omidinia E. Electrochemical nano-genosensor for highly sensitive detection of miR-21 biomarker based on SWCNT-grafted dendritic Au nanostructure for early detection of prostate cancer. Talanta. 2020;209:120595.
- 3. Daneshpour M, Moradi LS, Izadi P, Omidfar K. Femtomolar level detection of RASSF1A tumor suppressor gene methylation by electrochemical nanogenosensor based on Fe3O4/TMC/Au nanocomposite and PT-modified electrode. Biosens Bioelectron. 2016;77:1095-1103.
- 4. Kokbas U, Kayrin L, Tuli A. Lab-on-a-chip based biosensor for the real-time multiplex analysis of alpha thalassemia mutations from cell-free DNA. Febs Open Bio. 2019;9:374.
- 5. Semsi R, Kokbas U, Arslan B, Dincel AS, Ergunol E, Kayrin L. Comparison of chemiluminescence immunoassay and biosensor methods for measurement of saliva glucose levels in adults. Febs Open Bio. 2019;9:129.
- 6. Fernandes AM, Abdalhai MH, Ji J, Xi BW, Xie J, Sun J et al. Development of highly sensitive electrochemical genosensor based on multiwalled carbon nanotubes-chitosan-bismuth and lead sulfide nanoparticles for the detection of pathogenic Aeromonas. Biosens Bioelectron. 2015;63:399-406.
- 7. Malecka K, Swieton E, Verwilst P, Stachyra A, Sirko A, Dehaen W et al. Ultrasensitive electrochemical genosensor for direct detection of specific RNA sequences derived from avian influenza viruses present in biological samples. Acta Biochim Pol. 2019;66:299-304.
- 8. Kanwal S, Bukhari S, Perveen S. Molecular genetics and prenatal diagnosis of beta thalassemia to control transfusion dependent births in carrier Pakistani couples. J Pak Med Assoc. 2017;67:1030-4.
- 9. Fortunati S, Rozzi A, Curti F, Giannetto M, Corradini R, Careri M. Novel amperometric genosensor based on peptide nucleic acid (PNA) probes immobilized on carbon nanotubes-screen printed electrodes for the determination of trace levels of non-amplified DNA in genetically modified (GM) soy. Biosens Bioelectron. 2019;129:7-14.
- 10. Yenilmez ED, Kokbas U, Kartlasmis K, Kayrin L, Tuli A. A new biosensor for noninvasive determination of fetal RHD status in maternal blood of RhD negative pregnant women. Plos One. 2018;13: e0197855.
- 11. Fries N, Le Garrec S, Egloff M, Sault C, Dreux S, Mangione R et al. Non-invasive prenatal testing: what are we missing? Ultrasound Obstet Gynecol. 2020.
- 12. Park AL, Huang T, Meschino WS, Iqbal J, Ray JG. Prenatal Biochemical Screening and a woman's longterm risk of cancer: a population-based cohort study. JNCI Cancer Spectr. 2020;4:pkz077.
- 13. van Campen J, Silcock L, Yau S, Daniel Y, Ahn JW, Ogilvie C et al. A novel non-invasive prenatal sickle cell disease test for all at-risk pregnancies. Br J Haematol. 2020;190:119-24.
- 14. lparslan MM, Yenilmez ED, Sanna B, Kokbas U, Tuli A. Alpha/Beta globin mRNA ratio informs the gene function for personalized mutation data in molecular screening of thalasemia carriers. Febs J. 2016;283:182- 3.
- 15. Zafari M, Kosaryan M, Gill P, Alipour A, Shiran M, Jalalli H et al. Non-invasive prenatal diagnosis of betathalassemia by detection of the cell-free fetal DNA in maternal circulation: a systematic review and metaanalysis. Ann Hematol. 2016;95:1341-50.
- 16. Farzin L, Sadjadi S, Shamsipur M, Sheibani S. Electrochemical genosensor based on carbon nanotube/amine-ionic liquid functionalized reduced graphene oxide nanoplatform for detection of human papillomavirus (HPV16)-related head and neck cancer. J Pharm Biomed Anal. 2020;179:112989.
- 17. Ye Y, Mao S, He S, Xu X, Cao X, Wei Z et al. Ultrasensitive electrochemical genosensor for detection of CaMV35S gene with Fe3O4-Au@Ag nanoprobe. Talanta. 2020;206:120205.
- 18. Newton C, Graham A, Heptinstall L, Powell S, Summers C, Kalsheker N et al. Analysis of any point mutation in DNA. The amplification refractory mutation system (ARMS). 1989;17:2503-16.
- 19. Bahn E, Alber M. On the limitations of the area under the ROC curve for NTCP modelling. Radiother Oncol. 2020;144:148-51.
- 20. Cheng W, Tang N. Smoothed empirical likelihood inference for ROC curve in the presence of missing biomarker values. Biom J. 2020;62:1038-59.
- 21. Lv W, Linpeng S, Li Z, Liang D, Jia Z, Meng D et al. Non-invasive prenatal diagnosis for pregnancies at risk for beta-thalassemia: a retrospective study. BJOG. 2020; doi: 10.1111/1471-0528.
- 22. Liang D, Lin Y, Li H, Hu P, Xu ZF. [Analysis of follow-up information and pregnancy outcomes of cell free DNA prenatal screening]. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2020;55:106-11.
- 23. Wong P, Suannum P, Jermnim S, Charoenporn P, Chan-In M, Tapprom A et al. Lessons learned from a prenatal diagnosis program for thalassemia in Thailand. Prenat Diagn. 2020;doi: 10.1002/pd.5723.
- 24. Tang J, Zhou C, Shi H, Mo Y, Tan W, Sun T et al. Prenatal diagnosis of skeletal dysplasias using whole exome sequencing in China. Clin Chim Acta. 2020;507:187-93.
- 25. Togneri FS, Kilby MD, Young E, Court S, Williams D, Griffiths MJ et al. Implementation of cell-free DNA-based non-invasive prenatal testing in a National Health Service Regional Genetics Laboratory. Genet Res (Camb). 2019;101:e11.
- 26. Wang Y, Li S, Wang W, Dong Y, Zhang M, Wang X et al. Cell-free DNA screening for sex chromosome aneuploidies by non-invasive prenatal testing in maternal plasma. Mol Cytogenet. 2020;13:10.
- 27. Kökbaş U, KAYRIN L, Abdullah TJAKTD. Biyosensörler ve tıpta kullanım alanları. 2013;22:499- 513.
- 28. Chen PQ, Liang QN, Huang TS, Liu TC, Li M. A Simple, Rapid, and Highly Sensitive Electrochemical DNA Sensor for the Detection of alpha- and betaThalassemia in China. J Clin Lab Anal. 2016;30:719- 726.
- 29. Chomean S, Potipitak T, Promptmas C, Ittarat W. Quartz crystal microbalance-based biosensor for the detection of alpha-thalassemia 1 (SEA deletion). Clin Chem Lab Med. 2010;48:1247-54.
- 30. Chau MHK, Lam YMD, Zhu X, Kwok YKY, Ting YH, Chan WP et al. The utility of genome-wide cellfree DNA screening in the prenatal diagnosis of Pallister-Killian syndrome. Prenat Diagn. 2020.
- 31. Feriotto G, Breveglieri G, Gardenghi S, Carandina G, Gambari R. Surface plasmon resonance and biosensor technology for real-time molecular diagnosis of beta o 39 thalassemia mutation. Mol Diagn. 2004;8:33-41.
- 32. Wangmaung N, Promptmas C, Chomean S, Sanchomphu C, Ittarat W. Low cost biosensor-based molecular differential diagnosis of alpha-thalassemia (Southeast Asia deletion). Clin Chem Lab Med. 2013;51:1199-205.
- 33. Hussain KK, Gurudatt NG, Akhtar MH, Seo KD, Park DS, Shim YB. Nano-biosensor for the in vitro lactate detection using bi-functionalized conducting polymer/N, S-doped carbon; the effect of alphaCHC inhibitor on lactate level in cancer cell lines. Biosens Bioelectron. 2020;155:112094.
- 34. Liu F, Lin Z, Jin Q, Wu Q, Yang C, Chen HJ et al. Protection of Nanostructures-Integrated Microneedle Biosensor Using Dissolvable Polymer Coating. ACS Appl Mater Interfaces. 2019;11:4809-19.
- 35. Zhang P, Sun T, Rong S, Zeng D, Yu H, Zhang Z et al. A sensitive amperometric AChE-biosensor for organophosphate pesticides detection based on conjugated polymer and Ag-rGO-NH2 nanocomposite. Bioelectrochemistry. 2019;127:163- 70.
| APA | Kökbaş U, Tuli A, kayrın l (2021). Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. , 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| Chicago | Kökbaş Umut,Tuli Abdullah,kayrın levent Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. (2021): 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| MLA | Kökbaş Umut,Tuli Abdullah,kayrın levent Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. , 2021, ss.208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| AMA | Kökbaş U,Tuli A,kayrın l Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. . 2021; 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| Vancouver | Kökbaş U,Tuli A,kayrın l Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. . 2021; 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| IEEE | Kökbaş U,Tuli A,kayrın l "Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi." , ss.208 - 215, 2021. 10.17826/cumj.791587 |
| ISNAD | Kökbaş, Umut vd. "Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi". (2021), 208-215. https://doi.org/10.17826/cumj.791587 |
| APA | Kökbaş U, Tuli A, kayrın l (2021). Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. Cukurova Medical Journal, 46(1), 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| Chicago | Kökbaş Umut,Tuli Abdullah,kayrın levent Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. Cukurova Medical Journal 46, no.1 (2021): 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| MLA | Kökbaş Umut,Tuli Abdullah,kayrın levent Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. Cukurova Medical Journal, vol.46, no.1, 2021, ss.208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| AMA | Kökbaş U,Tuli A,kayrın l Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. Cukurova Medical Journal. 2021; 46(1): 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| Vancouver | Kökbaş U,Tuli A,kayrın l Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi. Cukurova Medical Journal. 2021; 46(1): 208 - 215. 10.17826/cumj.791587 |
| IEEE | Kökbaş U,Tuli A,kayrın l "Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi." Cukurova Medical Journal, 46, ss.208 - 215, 2021. 10.17826/cumj.791587 |
| ISNAD | Kökbaş, Umut vd. "Genosensör ile yeni bir girişimsel olmayan doğum öncesi tanı yöntemi". Cukurova Medical Journal 46/1 (2021), 208-215. https://doi.org/10.17826/cumj.791587 |
