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Ultrasensitive Luminescence-based Yeast Sensors for Specific Early Cancer Sensing

Descrizione del progetto

La biologia dei vermi per individuare il cancro

La diagnosi precoce rimane una sfida importante per il cancro al seno e alla prostata. Gli attuali strumenti di screening sono invasivi o hanno costi proibitivi, il che limita la possibilità per i pazienti di ottenere una diagnosi tempestiva. I ricercatori stanno ora prendendo in considerazione un piccolo verme come potenziale soluzione. Questo verme possiede un olfatto estremamente sensibile, in grado di rilevare i segnali chimici associati al cancro. Il progetto ULYSSES, finanziato dal CEI, mira a sviluppare un test delle urine portatile per l’identificazione dei marcatori tumorali. Utilizzerà cellule di lievito contenenti recettori olfattivi provenienti dal verme, collegate a un sistema di rilevamento a emissione di luce. Quando le molecole associate al cancro interagiscono con queste cellule di lievito geneticamente modificate, generano un segnale ottico rilevabile. Il dispositivo utilizzerà l’apprendimento automatico per interpretare questi segnali, individuando rapidamente e in modo non invasivo i segni distintivi del cancro.

Obiettivo

ULYSSES is a pioneering project aimed at developing a non-invasive, portable, and user-friendly biosensor for the early detection of breast and prostate cancers through urine analysis. Its core vision is to identify cancer-related volatile organic compounds (VOCs) and develop a biotechnological device for their detection in urine. The innovation lies in mimicking the extraordinary olfactory system of the nematode Caenorhabditis elegans, which can distinguish cancerous from healthy urine with over 90% accuracy. This ability is mediated by a large repertoire of olfactory receptors (ORs) expressed on specialized sensory neurons. ULYSSES replicates this sensing capacity in a synthetic biology framework by introducing selected C. elegans ORs into engineered yeast (Saccharomyces cerevisiae). These ORs are functionally coupled to a bioluminescence resonance energy transfer (BRET)-based biosensing construct. Upon binding cancer-associated VOCs, conformational changes in the ORs trigger measurable BRET signal shifts, serving as indicators of cancer-specific profiles with nanomolar sensitivity. In parallel, urine VOCs will be analysed via gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS). Machine learning will be applied to the spectral data to identify key compounds that differentiate cancer from healthy samples and link them to specific OR activation profiles. Engineered yeast biosensors, each with a distinct OR-BRET construct, will be arrayed on a disposable device. Upon urine exposure, BRET signal changes will be recorded and interpreted via an AI algorithm trained on activation heatmaps. This enables the identification of cancer-related patterns with high sensitivity and specificity. Feasibility is ensured by the convergence of expertise within a strongly interdisciplinary consortium. ULYSSES lays the foundation for a versatile diagnostic platform with broad applications in health monitoring and personalized medicine, with strong potential for societal and healthcare impact.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-EIC-2025-PATHFINDEROPEN

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Coordinatore

DISRUPTIVE TECHNOLOGICAL ADVANCES IN LIFE SCIENCE S.R.L. - SOCIETA BENEFIT, IN FORMA ABBREVIATA D-TAILS S.R.L. SB
Contributo netto dell'UE
€ 1 100 000,00
Indirizzo
Via Agrigento 4A-4B
00161 Roma
Italia
PMI
Sì
Regione
Centro (IT) Lazio Roma
Tipo di attività
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Collegamenti
Costo totale
€ 1 100 000,00

Partecipanti (3)