Utilização de genossensores eletroquímicos para diagnóstico de câncer de próstata

• Main Author: SANTANA, Mariana Souza Arruda de
• Other Authors: http://lattes.cnpq.br/2834403735297272
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Pernambuco 2018
• Subjects: Próstata- câncer; Biossensores; Diagnóstico
• Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/27617

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima ([e-mail]) on 2018-10-09T19:43:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Mariana Souza Arruda de Santana.pdf: 2796865 bytes, checksum: 0aa061173cd03226c1887478c5c3b48d (MD5) === Approved for entry into archive by Alice Araujo ([e-mail]) on 2018-11-21T19:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Mariana Souza Arruda de Santana.pdf: 2796865 bytes, checksum: 0aa061173cd03226c1887478c5c3b48d (MD5) === Made available in DSpace on 2018-11-21T19:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Mariana Souza Arruda de Santana.pdf: 2796865 bytes, checksum: 0aa061173cd03226c1887478c5c3b48d (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 === CAPES === O câncer de próstata é uma doença que causa 30.720 mortes por ano na população mundial. Isto significa que 1 em cada 6 homens é diagnosticado com câncer de próstata. Os métodos de diagnóstico, atualmente adotados, são altamente invasivos, necessitando de uma melhor forma de diagnóstico. O uso de biossensor é postulada como sendo uma alternativa atrativa para o diagnóstico de várias doenças. Este é um dispositivo de análise que compreende um elemento de reconhecimento biológico, tal como ácidos nucleicos, utilizado diretamente na interface de um transdutor, que converte a informação biológica em um sinal mensurável. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi desenvolver genossensores eletroquímicos para o diagnóstico do câncer de próstata, através do encontro de uma seqüência específica para o câncer de próstata utilizando ferramentas de bioinformática, testar a concentração ideal para imobilização de DNA, analisar a menor concentração que o sistema foi capaz de detectar (Detecção Limite) e confirmar os resultados obtidos frente as amostras biológicas (sangue) proveniente do Hospital das Clinicas de Pernambuco (HC/UFPE). Em primeiro lugar, a sequência do marcador de câncer de próstata foi coletada a partir do banco de dados do Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia e analisados pelo software CLC Workbench principal. O primeiro biossensor foi composto por três eletrodos impressos: eletrodo de trabalho constituído de ouro; eletrodo de referência constituído de Ag/AgCl e eletrodo auxiliar constituído de carbono. O outro modelo de biossensor foi formado por dois eletrodos impressos, um eletrodo de trabalho constituído por Carbono e um eletrodo de referência constituído de Ag/AgCl. Nos dois biossensores propostos, um sonda de DNA específica para o Câncer de próstata (PCA3 gene) foi imobilizada sob o eletrodo de trabalho e, em seguida, uma sequência alvo foi hibridizada com a sonda imobilizada. Tanto no primeiro quanto no segundo biossensor, os alvos foram os oligonucleotídicos sintéticos e o DNA extraído de amostras de pacientes. Os sinais redox da hibridização, nos dois biossensores, foram analisados pela técnica de voltametria de pulso diferencial. Os resultados mostraram que os biossensores puderam diferenciar a hibridização da não-hibridização. Os dois biossensores propostos apresentaram elevada sensibilidade cujos limites de detecção foram para o primeiro biossensor de 2,28 pg/μL (1 nM) e o segundo biossensor de 0.22 pg/μL (0.1 nM). Os dados obtidos com os biossensores mostraram viabilidade para o diagnóstico do câncer de próstata, permitindo com isso o desenvolvimento de um sistema pioneiro para detecção portátil do câncer. Após a análise do biossensor, foi proposto um estudo visando entender o papel das sirtuínas no processo da tumorigênese da próstata, pois várias vias de sinalização celular e fatores de transcrição estão envolvidos no controle do metabolismo do câncer. Nós utilizamos PCA3 como controle da expressão do câncer de próstata, bem como, e as sirtuínas 1 e 3 para entender os seus respectivos papéis no câncer. Amostras de sangue foram coletadas e analizadas para verificação da expressão do PCA3, SIRT-1 and SIRT-3. A SIRT-3 apresentou baixa expressão em pacientes com câncer de próstata (P = 0.027) mostrando correlação negativa com este câncer. Não foi observado diferença estatística significativa da expressão da SIRT-1 entre os grupos analisados (P = 0.082). Mais estudos são necessário para compreender o seu papel e envolvimento na tumorigênese da próstata. A SIRT3 pode ser usado como um biomarcador prognóstico no câncer de próstata, porém, um exame cuidadoso do papel de SIRT3 no metabolismo do câncer ainda é necessário, a fim de desenvolver melhores abordagens terapêuticas. === Prostate cancer is a disease that causes 30,720 deaths per year worldwide. This means that 1 in 6 men is diagnosed with prostate cancer. The diagnostic methods are highly invasive, requiring a best diagnosis. The use of biosensor is postulated to be an attractive alternative for the diagnosis of various diseases. This is a test device comprising a biological recognition element such as nucleic acids, used directly in the interface of a transducer which converts the biological information in a measurable signal. The aim of this study was to find a specific sequence for prostate cancer using bioinformatics tools, test the optimal concentration for immobilization of DNA, analyze the lowest concentration that the system was able to detect (detection limit) and confirm the results of the front biological samples (blood) from the Hospital das Clinicas de Pernambuco (HC / UFPE). Firstly, the sequence marker of prostate cancer were collected from the database of the National Center for Biotechnology Information and analyzed by the software CLC Main Workbench. These results show the possibility of developing a new portable device, non-invasive, more sensitive and specific than current methods. The first biosensor was composed of three screen-printing electrodes: a working electrode constituted of gold; a reference electrode constituited of Ag/AgCl; and auxiliary electrode constituted of carbon. The other model biosensor was composed of two screen-printing electrodes: a working electrode constituted of carbon and a reference electrode constituited of Ag/AgCl. In both biosensors proposed, a DNA probe specific for prostate cancer (PCA3 gene) was immobilized on the working electrode by electrodeposition and then a target sequence was hybridized with the probe immobilized. Both the first and the second biosensor, the targets were the synthetic oligonucleotide and extracted sample DNA from patients. The results showed that biosensors could differentiate hybridization of non-hybridization. The two biosensors showed high sensitivity which detection limits were in the first biosensor 2,28 pg/μL (1 nM) and the second biosensor 0.22 pg/μL (0.1 nM). The data obtained with the biosensors showed viability for the diagnosis of prostate cancer, thereby allowing the pioneering development of a new portable detection system for cancer. After examination of the biosensor, a study aimed at understanding the role of sirtuins in prostate tumorigenesis process was proposed, but several pathways cell signaling and transcription factors are involved in the control of cancer metabolism.We used the prostate cancer gene 3 (PCA3) as control of expression of prostate cancer, as well, the role of sirtuins 1 and 3 in prostate cancer. Blood samples were collected and analyzed for the expression of the PCA3, SIRT-1 and SIRT-3. SIRT-3 presented low expression in patients with prostate cancer (P = 0.027) showing negative correlation with this cancer. No clear differences were observed in SIRT-1 expression between the analyzed groups (P = 0.082). Further studies about the role of SIRT1 in PCa are necessary in order to understand its involvement in tumorigenesis while SIRT3 can be used as a prognostic biomarker in PCa. A careful examination of the role of SIRT3 in prostate cancer metabolism is still necessary in order to develop better therapeutic approaches.