Użycie nowych metod analitycznych opartych na biosensorach SPRi w panelu diagnostycznym w chorobach neurodegeneracyjnych oraz onkologicznych

Abstract

Podczas badań wchodzących w skład niniejszej rozprawy doktorskiej skonstruowano 10 nowych biosensorów SPRi (czułe na HIF-1α, angiopoetynę-2 (ANG-2), interleukinę-1β (IL-1β), 2,3-dioksygenazę indoloaminy (IDO-1), interferon-γ (IFN-γ), dwa biosensory o różnych podstawach na fosfo-tau-181 (ptau-181), białko całkowite tau (total tau), erytropoetynę (EPO) i YKL-40), które stanowiły podstawę nowych metod analitycznych, a następnie paneli diagnostycznych trzech jednostek chorobowych: glejaka mózgu, Choroby Alzheimera, raka pęcherza. W badaniach wykorzystano również trzy czujniki (czułe na VEGF-A, FGF-2, VEGFR-2), skonstruowane wcześniej w Pracowni Bioanalizy. W budowie stosowanych biosensorów zastosowano różne modyfikacje powierzchni, które wymagały użycia trzech różnych tioli. Biosensory SPRi połączono w odpowiednie kombinacje w panelach analitycznych do diagnostyki wyżej wymienionych chorób. Wszystkie wyniki poddano analizie statystycznej, by stwierdzić istotne różnice pomiędzy grupą pacjentów z danym schorzeniem a grupą kontrolną. Analizowano również wpływ różnych parametrów dostępnych w opisie klinicznym na poziomy badanych biomarkerów i relacje między nimi. Uzyskane zależności pozwoliły na sformułowanie odpowiednich wniosków, związanych z funkcją biologiczną i występowaniem danego potencjalnego biomarkera.

As part of the research for this doctoral dissertation, ten new SPRi biosensors were constructed—targeting HIF-1α, angiopoietin-2 (ANG-2), interleukin-1β (IL-1β), indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO-1), interferon-γ (IFN-γ), phospho-tau-181 (ptau-181)—using two different sensor designs—total tau, erythropoietin (EPO), and YKL-40. These sensors formed the basis for new analytical methods and, subsequently, diagnostic panels for three medical conditions: brain glioma, Alzheimer's disease, and bladder cancer. The study also utilized three sensors (targeting VEGF-A, FGF-2, and VEGFR-2) previously developed in the Bioanalysis Laboratory. Various surface modifications, requiring the use of three different thiols, were employed in the construction of these biosensors. The SPRi biosensors were combined into appropriate sets to form analytical panels for diagnosing the aforementioned diseases. All results underwent statistical analysis to identify significant differences between the patient groups and the control group. The study also analyzed the influence of various clinical parameters on the levels of the investigated biomarkers and the relationships between them. The observed correlations enabled the formulation of conclusions regarding the biological function and presence of each potential biomarker.