アポおよびホロトランスフェリン結合に基づくがん免疫センサー

Cancer immunosensor based on apo and holo transferrin binding.

• Sthéfane Valle de Almeida
• Juliana Cancino-Bernardi
• Jucimara Kulek de Andrade
• Maria Lurdes Felsner
• Valtencir Zucolotto
• Andressa Galli

抄録

電極表面に固定化したポリクローナル抗体トランスフェリン（抗Tf）をバイオ認識プラットフォームとして用いて、アポ-Tf（非鉄結合）とホロ-Tf（鉄結合）の定量を目的とした無電解化学免疫センサーを開発した。モニタリングは、鉄サイクルが一定であることと、がん細胞表面での抗Tfの過剰発現によるがん細胞の検出を可能にする両方のTf形態との抗Tf結合に基づくものであった。免疫センサーの特性評価は、KFe(CN)レドックス基を用いて抗原-抗体のインピメトリーバイオレコグニションを評価する電気化学インピーダンス分光法(EIS)を用いて行った。この免疫センサーは、電荷移動抵抗(R)の観点から、両形態のTfを検出することができた。分析曲線の検出限界はapo-Tfで0.049ngmL、holo-Tfで0.053ngmLであった。この免疫センサーを肺がん細胞A549と乳がん細胞MCF-7の検出に適用し、健常細胞BHK570と比較した。健常細胞のインピメトリー応答は、がん細胞のインピメトリー応答とは有意に異なり、95％信頼度（10細胞mL）のDunnett検定で明らかになったことから、両タイプの細胞を識別する免疫センサーの実現可能性を示している。apo-Tf とホロ-Tf の結合に基づく抗Tf の間接的な検出は、がん認識のための先進的なアプローチと考えられる。グラフィカルアブストラクト。

An electrochemical immunosensor was developed for the determination of apo-Tf (non-iron-bound) and holo-Tf (iron-bound) using polyclonal antibody transferrin (anti-Tf) immobilized at an electrode surface as a biorecognition platform. The monitoring was based on the anti-Tf binding with both Tf forms which allows the detection of cancer cells due to the constant iron cycle and the overexpression of anti-Tf on the cancer cell surface. The immunosensor characterization was performed using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), which evaluated the impedimetric biorecognition of the antigens-antibody by the use of KFe(CN) redox group. The immunosensor was able to detect both forms of Tf in terms of charge transfer resistance (R). Analytical curves showed a limit of detection of 0.049 and 0.053 ng mL for apo-Tf and holo-Tf, respectively. The immunosensor was applied to the detection of the two cancer cells A549 (lung carcinoma) and MCF-7 (breast carcinoma) and compared with BHK570, a healthy cell line. The impedimetric response of healthy cells differs significantly from that of the cancerous cells, as revealed by a Dunnett's test in 95% confidence level-ca. 10 cells mL-indicating the feasibility of the immunosensor to discriminate both types of cells. The indirect detection of anti-Tf based on apo-Tf and holo-Tf binding can be considered an advanced approach for cancer recognition. Graphical abstract.