Qu'est-ce que les biosenseurs à base d'aptamères et leurs applications?

Les biosenseurs à base d'aptamères se composent généralement de trois composants : l'aptamère en tant qu'élément de reconnaissance, un transducteur et une sortie de signal. L'aptamère se lie à la molécule cible, et cet événement de liaison est ensuite transduit en un signal détectable par le transducteur. La sortie de signal peut être optique, électrochimique ou basée sur la masse, en fonction du transducteur utilisé.

Les biosenseurs à base d'aptamères présentent plusieurs avantages par rapport aux outils de diagnostic traditionnels. Premièrement, les aptamères sont hautement spécifiques et sélectifs, ce qui permet la détection de faibles concentrations de la molécule cible dans des échantillons complexes. Deuxièmement, les aptamères sont stables et peuvent être facilement synthétisés, modifiés et marqués avec diverses molécules de signalisation, ce qui les rend hautement adaptables à différentes plateformes de diagnostic. Troisièmement, les aptamères ont une faible immunogénicité, ce qui les rend adaptés à une utilisation chez les humains et les animaux

Les biosenseurs à base d'aptamères ont été utilisés dans une large gamme d'applications de diagnostic, notamment la détection de petites molécules, de protéines et même de cellules. Voici quelques exemples de leurs applications:

Détection de petites molécules:

Les aptamères peuvent être utilisés pour détecter de petites molécules telles que l'adénosine, la cocaïne et le glucose. Par exemple, un biosenseur à base d'aptamère pour la détection de l'adénosine a été développé en immobilisant un aptamère de l'adénosine sur une électrode en or. L'aptamère se lie à l'adénosine, provoquant un changement de potentiel électrode, qui peut être détecté par un transducteur électrochimique.¹.

Détection des Protéines:

Les aptamères peuvent être utilisés pour détecter des protéines telles que les cytokines, les anticorps et les enzymes. Par exemple, un biosenseur basé sur les aptamères pour la détection de l'alpha-fœtoprotéine (AFP), un biomarqueur du cancer du foie, a été développé en utilisant un microcavité photonic cristal en silicium combiné avec une stratégie d'amplification des aptamères. L'aptamère a été utilisé pour capturer et amplifier le signal de l'AFP, ce qui a permis une détection ultrasensible avec une limite de détection de 0,15 pg/mL. Le biosenseur a montré une excellente spécificité et sélectivité pour l'AFP et a pu détecter l'AFP dans des échantillons de sérum avec une bonne précision. Cette étude démontre le potentiel des biosenseurs basés sur les aptamères pour la détection de biomarqueurs protéiques dans des échantillons cliniques.².

Détection des cellules:

Les aptamères peuvent également être utilisés pour détecter des cellules telles que des cellules cancéreuses et des bactéries. Par exemple, un biosenseur à base d'aptamères pour la détection d'E. coli utilisant la polarisation de la fluorescence. Le biosenseur a montré une grande sensibilité et sélectivité pour E. coli, avec une limite de détection de 1,1 × 10^3 UFC/mL. Le biosenseur a également été capable de détecter E. coli dans des échantillons de lait contaminés avec une bonne précision. Cette étude démontre le potentiel des biosenseurs à base d'aptamères pour la détection de pathogènes bactériens dans les échantillons alimentaires et environnementaux.³.

La traduction des biosenseurs à base d'aptamères du laboratoire à la clinique a été lente. L'une des principales raisons de cela est le manque de protocoles normalisés pour la sélection, la caractérisation et la validation des aptamères, ce qui a entraîné une large gamme de biosenseurs à base d'aptamères aux performances variées. De plus, les obstacles réglementaires et la nature conservatrice de l'industrie du diagnostic ont ralenti l'adoption des biosenseurs à base d'aptamères dans les paramètres cliniques. Néanmoins, les efforts de recherche en cours visent à relever ces défis et à améliorer les performances et l'utilité des biosenseurs à base d'aptamères pour les applications de diagnostic. Avec davantage de recherche et de développement, les biosenseurs à base d'aptamères ont le potentiel de révolutionner le domaine du diagnostic et d'améliorer les résultats des patients grâce à une détection plus précoce et plus précise des maladies.

Chez NeoVentures Biotechnology, nous menons une révolution innovante dans la création de biosenseurs à base d'aptamères. Notre approche de sélection d'aptamères de prochaine génération garantit une stabilité, une sélectivité et une sensibilité accrues, ce qui rend ces biosenseurs extrêmement robustes et fiables pour les applications commerciales. Grâce à cette plateforme innovante, nous sommes prêts à transformer le paysage de la technologie de biosenseurs, ouvrant de nouvelles possibilités pour des solutions de diagnostic rapides, précises et rentables. Contactez notre équipe pour plus d'informations. here.

 

¹ Kim, J. M., Park, S. H., & Lee, J. (2017). Surveillance en temps réel de l'adénosine à l'aide d'un biosenseur à transistors à effet de champ basé sur les aptamères. Biosensors and Bioelectronics, 89, 722-728. doi: 10.1016/j.bios.2016.10.014

² Huang, R., He, Y., Zhang, J., & Liu, B. (2015). Immunodétection ultrasensible, sans marquage et en temps réel de l'alpha-fœtoprotéine à l'aide de microcavités photonic crystal en silicium combinées à une amplification par les aptamères. Biosensors and Bioelectronics, 68, 499-504. doi: 10.1016/j.bios.2015.01.051

³ Wang, Y., Wu, J., Guo, J., & Liu, H. (2019). Un biosenseur à base d'aptamère pour la détection d'E. coli utilisant la polarisation de fluorescence. Méthodes analytiques, 11(5), 676-680. doi: 10.1039/c8ay02634b