Meme kanseri hücresi tanımlayan biyosensör
BREAST CANCER DETECTING BIOSENSOR
Yazar: Ozden Piskin, Ayse Kevser
Dergi: Ege Tıp Dergisi, Vol. 63 No. 3, 2023
Anahtar kelimeler: Cancer Genetics ; Kanser Genetiği ; Cancer Cell Biology ; Kanser Hücre Biyolojisi ; Cancer Diagnosis ; Kanser Tanısı ; Breast cancer,biosensor,QCM,receptor ; Meme kanseri,biyosensör,QCM,reseptör

Amaç: Bu çalışmada meme kanseri hücrelerini membran reseptörleri aracıyla tanımlayabilen yüksek hassasiyet ve özgüllükle çalışan hızlı bir tanı aracı oluşturmak hedeflendi. Kuvars kristal mikrodenge (QCM) sistemi  hücrelerin reseptörlerine özgü ligantlarla işlevselleştirilerek etkin bir biyosensör geliştirmek amaçlandı.Gereç ve Yöntem: Biyosensörler afinite prensibiyle çalışan biyoreseptör ve dönüştürücü bölümden oluşan hassas tanı araçlarıdır. Kuvars kristal mikrodenge sistemi kuvars kristal rezonatörünün frekansındaki minimal kütle artışlarına  bağlı değişimi saptar. QCM çipi öncelikle hazırladığımız polimerik nanopartiküllerle kaplandı. Nanopartikül tabakasının üzerine transferrin, noç 4 ve her2/neu monoklonal antikoru gibi ligantlar bağlanarak yüzey işlevselleştirildi. Modifiye edilen QCM çip yüzeyinin kimyasal ve fiziksel özellikleri incelendi. İnsan meme kanseri hücreleri MDA-MB 231 ve SKBR3 ile kontrol fibroblast hücreleri  L929,  kültürde çoğaltılarak deneylere hazırlandı. Hücreler PBS içinde çip yüzeyinden geçirildi ve QCM sisteminde hücre tutunmasına bağlı olarak oluşan frekans değişimleri saptandı. Geliştirilen biyosensör sisteminin bağlanma kinetiği, hassasiyeti  ve  tekrar kullanılabilirliği belirlendi.Bulgular: QCM çipi kaplamak için hazırlanan nanopartiküllerin çapı 73.22 nm  ve polidispersitesi 0.229 olarak bulundu ve yüzeyi homojen bir şekilde kapladıkları gözlendi. Transferrin, noç 4 ve her2/neu monoklonal antikoru ile işlevselleştirilen QCM’in saptama limiti 4-10 hücre/ml olarak saptandı. Bağlanmanın Langmuir tipinde olduğu hesaplandı.Sonuç: Geliştirilen QCM temelli biyosensör meme kanseri hücrelerini reseptörleri aracılığıyla hızlı, hassas ve seçici biçimde tanımladı. Biyosensör tekrarlı kullanımda etkinliğini korudu. Bu hızlı tanı aracının klinik uygulamalarda yer alabileceği sonucuna varıldı.

Aim: This study aims to develop a rapid detection system, which is highly sensitive and selective for breast cancer cells. An efficient biosensor is aimed to be formed by functionalizing quartz crystal microbalance (QCM) system  with ligands those are specific for breast cancer cell membrane receptors.Materials and Methods: Biosensors are sensitive diagnostic devices based on affinity principle are composed of a bioreceptor and a transducer. Quartz crystal microbalance (QCM) system detects the changes in the frequency of crystal resonator created by minimal changes in the mass. The QCM chip was first coated with polymeric nanoparticles that we prepared. Its surface is functionalized by attaching ligands like transferrin, notch 4 and her2/neu monoclonal antibodies on the nanoparticle layer. The chemical and physical features of modified QCM chip surface is analyzed. The human breast cancer cells MCF 7, MDA-MB 231, SKBR3 and control fibroblast cells L929 are prepared for experiments by growing in culture. Cells suspended in PBS are passed over the QCM surface and frequency changes resulting from cell binding are recorded. The binding kinetics, affinity and reusability of the biosensor is determined. Results: The nanoparticles for coating the QCM chip had a diameter of 73.22 nm and the polydispersity was 0.229. It is observed that they covered the surface homogeneously.  The detection limit of transferrin, notch 4 and her2/neu functionalized QCM was 4-10 cells/ml.. Binding kinetics best fitted to Langmuir type binding.Conclusion: The QCM based biosensor detected breast cancer cells through their membrane receptor rapidly with high affinity and selectivity. The biosensor retained its efficiency in repeated usage. It is concluded that this rapid detection system may find a place in clinical applications.