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Scientific Reports volume 12, Artigo número: 3299 (2022) Citar este artigo

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A avaliação do domínio extracelular do status do oncomarker do receptor-2 do fator de crescimento epidérmico humano (HER2-ECD) é um fator impressionante na triagem, diagnóstico e monitoramento do câncer de mama (CM) em estágio inicial. Foi desenvolvido um nanobiosensor eletroquímico baseado em aptâmero com alta sensibilidade e seletividade para medição quantitativa e qualitativa do marcador oncomar HER2-ECD. Neste estudo, o nanocompósito feito por materiais distintos incluiu nanofolhas reduzidas de óxido de grafeno (rGONs) e nanopartículas de ródio (Rh-NPs) na superfície do eletrodo de grafite (GE). Essa estrutura resultou em atividade eletroquímica amplificada, alta área superficial, estabilidade e biocompatibilidade. Cada uma das etapas de preparação de nanomateriais e montagem de biossensores foram cuidadosamente examinadas por técnicas analíticas e eletroquímicas. Vários eletrodos modificados foram construídos e analisados ​​em termos de desempenho eletroquímico, morfologia, tamanho e forma dos nanomateriais. O aptasensor baseado em GE teve resultados notáveis ​​e propícios contra HER2-ECD com uma ampla faixa dinâmica de 10,0–500,0 ng/mL, um limite baixo de detecção (LOD) de 0,667 ng/mL (significativamente menor que o ponto de corte clínico ) e um limite baixo de quantificação (LOQ) de 2,01 ng/mL. Os benefícios fornecidos por este aptasensor, como ampla faixa dinâmica, alta sensibilidade, seletividade, estabilidade, reprodutibilidade e baixo custo, sugerem um enorme potencial para detecção e monitoramento não invasivo dos níveis de HER2-ECD no cuidado do CM e no diagnóstico clínico.

Atualmente, a incidência de doenças oncológicas representa uma grande ameaça à saúde humana1. Segundo estatísticas divulgadas em 2021, o BC com uma população de 2,26 milhões de pessoas tem o maior número de pacientes com câncer em todo o mundo2,3. O CM é uma doença complexa que causa alterações graves nos níveis de genes, proteínas e metabólitos4. É impossível fornecer tratamento adequado e oportuno sem um diagnóstico completo. Métodos de teste de diagnóstico sensíveis, seletivos e rápidos não só abrem caminho para um tratamento mais eficaz, mas também têm um grande impacto na prevenção de uma variedade de cancros, especialmente BC5. Portanto, o rastreio médico e a detecção precoce do CM através de medições quantitativas de marcadores oncológicos são essenciais para o acompanhamento oportuno, aumentar a taxa de sobrevivência e reduzir a mortalidade6. Os procedimentos definitivos para diagnosticar estágios primários de CM incluem mastografia, biópsia, ultrassonografia e ressonância magnética (MRI). Além disso, técnicas baseadas na expressão e quantificação gênica, como imuno-histoquímica (IHQ), radioimunoensaio (RIA) e imunoensaio enzimático (EIA), são utilizadas para diagnosticar CM em mulheres7,8,9. No entanto, a maioria dessas técnicas enfrenta diversas limitações, incluindo alta complexidade, sendo muito caras e uma redução significativa na sensibilidade e especificidade10,11,12. Por estas razões, os investigadores têm priorizado o desenvolvimento de tecnologias de diagnóstico não invasivas, baratas, sensíveis e de fácil utilização para monitorizar o CM em momentos específicos para um tratamento eficaz13. Como resultado, novas técnicas analíticas, como os testes no local de atendimento (POCT) para esta doença em seus estágios iniciais, fornecem resultados mais rápidos no local de prestação de cuidados em ambientes com recursos limitados, permitindo um tratamento oportuno e adequado.

Biossensores eletroquímicos têm sido utilizados como uma ferramenta diagnóstica promissora para determinação qualitativa e quantitativa de marcadores tumorais devido à sua reação rápida, facilidade de uso, baixo custo e baixo limite de detecção. Na fabricação de novos biossensores eletroquímicos, é crucial selecionar uma matriz de eletrodo perfeita para otimizar a resposta eletroquímica . É necessária a identificação dos marcadores tumorais usados ​​para detecção precoce, recorrência e monitoramento de metástase de BC. O HER2-ECD é um desses marcadores tumorais no processo de diagnóstico e tratamento do CM por meio da terapia direcionada ao HER2. O principal mecanismo de superexpressão do receptor HER2-ECD é a amplificação de seu oncogene encontrado no cromossomo 17q12. A presença desse marcador onco é essencial para o crescimento e avanço de certas malignidades agressivas, como câncer de pulmão, ovário, mama, gástrico e oral18. A concentração de HER2-ECD no sangue de pessoas saudáveis ​​e pacientes com CM está na faixa de 4,0 a 14 ng/mL e 15 a 75 ng/mL, respectivamente. que pode ser utilizado para diagnóstico e vigilância ativa de pacientes em risco ou em tratamento19. HER2-ECD com níveis acima do normal são chamados de HER2-positivo ou HER2+. Pessoas que são identificadas como HER2+ nos processos de diagnóstico de CM, entram no protocolo de tratamento com Herceptin. Herceptin é um anticorpo monoclonal (Ab) especificamente projetado e aprovado para atingir os receptores HER2 na superfície das células BC e impedi-las de receber sinais de crescimento20.