Stratégie de détection électrochimique basée sur la marche en boucle de l'ADN bipède. Crédit :Miao et al.
L'analyse des acides nucléiques est principalement utilisée dans la détection d'agents pathogènes, l'identification de maladies génétiques et le diagnostic précoce du cancer. Par exemple, l'analyse quantitative de l'ADN tumoral circulant (ctDNA), un fragment d'ADN libre dérivé de cellules malignes qui porte des changements de séquence spécifiques à la tumeur, peut aider à obtenir des informations abondantes sur les tumeurs, y compris la mutation ponctuelle du gène, l'intégrité du génome. Par conséquent, le ctDNA est considéré comme un marqueur tumoral personnalisé et joue un rôle clé dans le diagnostic du cancer et l'évaluation de la malignité.
Le groupe de Miao Peng de l'Institut d'ingénierie et de technologie biomédicales de Suzhou (SIBET) de l'Académie chinoise des sciences a récemment développé une nanomachine électrochimique à ADN basée sur la réaction de marche bipède en boucle de l'ADN pour une analyse très sensible des acides nucléiques. Les résultats pertinents ont été publiés dans ACS Central Science .
Miao et son équipe ont construit une nanostructure d'ADN à triple hélice intermoléculaire contrôlable par le pH entre les sondes d'ADN A et B grâce à la conception de séquences, puis ont construit une interface d'électrode modifiée renouvelable.
Ils ont conçu une stratégie d'amplification par déplacement de brin simple mais efficace pour amplifier les informations d'une séquence cible. "Grâce à l'intégration de l'amorce et de la matrice dans une seule sonde d'ADN structurée en épingle à cheveux, la vitesse de réaction a été efficacement améliorée", a déclaré Miao.
En présence d'une séquence cible, un grand nombre de produits d'ADN simple brin pourraient être produits.
De plus, ils ont développé une nouvelle stratégie de marche de l'ADN bipède en boucle. Les deux boucles de la sonde d'ADN structurée en haltère contenaient des séquences d'ADNzyme, qui ne pouvaient pas réagir initialement avec les brins de piste à l'interface de l'électrode (état inactivé).
Lorsqu'il a été activé par l'ADN simple brin produit par l'amplification par déplacement de brin ci-dessus, une sonde d'ADN structurée en boucle a été formée à partir de la sonde haltère. Les marcheurs bipèdes ont été activés pour une interaction supplémentaire avec les brins de piste à la surface de l'électrode, induisant les changements de réponse électrochimique.
Sur la base de la méthode développée, une sensibilité de 2,2 aM (environ 1,3 copie/μL) a pu être réalisée dans des conditions expérimentales optimisées, en fonction de leurs résultats. "Cette méthode montre une bonne sélectivité", a déclaré Miao.
Les échantillons cliniques de sérum et les prélèvements de gorge ont été testés et vérifiés plus avant.
Grâce à l'analyse des signaux électrochimiques anormaux, les patients correspondants peuvent être efficacement identifiés parmi les groupes témoins sains, selon Miao.
La stratégie fournit également un nouveau moyen rapide et sensible de détecter les marqueurs ADN des maladies infectieuses aiguës. Des scientifiques développent de nouveaux circuits logiques d'ADN
