神経変性疾患プロテンを検出する新しいバイオセンサーを開発(A Novel Biosensor for Detecting Neurogenerative Disease Protiens)

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2023-07-14 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

◆EPFLの研究者たちは、神経変性疾患(NDD)の診断において、ImmunoSEIRAセンサーと呼ばれる新しいデバイスを開発しました。このセンサーは、NDDに関連する変性タンパク質バイオマーカーの検出と同定が可能であり、人工知能(AI)も活用して疾患の進行段階を評価することができます。この技術の進歩により、NDDの早期検出とモニタリング、および疾患進行の各段階での治療オプションの評価が可能となります。
◆この研究は、バイオセンシング、赤外分光法、ナノフォトニクス、および神経変性疾患のバイオマーカーの分野で重要な進歩を示しており、AIを活用したImmunoSEIRAセンサーの展開は、神経変性疾患の早期検出、疾患モニタリング、および薬物効果の評価において重要な役割を果たすことが期待されます。

<関連情報>

神経変性疾患の構造タンパク質バイオマーカー検出のための人工知能結合プラズモニック赤外線センサー Artificial intelligence–coupled plasmonic infrared sensor for detection of structural protein biomarkers in neurodegenerative diseases

Deepthy Kavungal,Pedro Magalhães,Senthil T. Kumar,Rajasekhar Kolla,Hilal A. Lashuel, and Hatice Altug
Science Advances  Published:12 Jul 2023
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adg9644

Abstract

Diagnosis of neurodegenerative disorders (NDDs) including Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease is challenging owing to the lack of tools to detect preclinical biomarkers. The misfolding of proteins into oligomeric and fibrillar aggregates plays an important role in the development and progression of NDDs, thus underscoring the need for structural biomarker–based diagnostics. We developed an immunoassay-coupled nanoplasmonic infrared metasurface sensor that detects proteins linked to NDDs, such as alpha-synuclein, with specificity and differentiates the distinct structural species using their unique absorption signatures. We augmented the sensor with an artificial neural network enabling unprecedented quantitative prediction of oligomeric and fibrillar protein aggregates in their mixture. The microfluidic integrated sensor can retrieve time-resolved absorbance fingerprints in the presence of a complex biomatrix and is capable of multiplexing for the simultaneous monitoring of multiple pathology-associated biomarkers. Thus, our sensor is a promising candidate for the clinical diagnosis of NDDs, disease monitoring, and evaluation of novel therapies.

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生物工学一般
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