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A Dual Amplification Photoelectrochemical Platform for KRAS Mutation Detection

Projektbeschreibung

Neuer Weg zum Nachweis von Krebsgenmutationen

Der Nachweis spezifischer KRAS-Mutationen ist für die Diagnose, Überwachung und Auswahl von Therapien bei verschiedenen Krebsarten von entscheidender Bedeutung. Zwar sind fortgeschrittene Nachweisverfahren wie die Polymerasekettenreaktion und die Sequenzierung der nächsten Generation äußerst genau, doch erfordern sie thermische Wechselbelastung, teure Ausrüstung und spezielle Laboranlagen. Das Team des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts PEAKRAS zielt darauf ab, eine hochempfindliche, dezentrale patientennahe Testplattform für KRAS-Onkogenmutationen zu entwickeln. Basierend auf einem photoelektrochemischen Ansatz wird auf der Plattform das Mismatch-Haarnadelstruktur-Recycling mit dem Singulett-Sauerstoff-Redoxzyklus kombiniert und auf diese Weise eine doppelte Signalverstärkung geschaffen, um eine extrem niedrige Nachweisgrenze zu erreichen. Dieses Konzept lässt sich in ein tragbares Testgerät integrieren, mit dem die Krebsfrüherkennung erschwinglicher und zugänglicher wird.

Ziel

Cancer causes ~10 million deaths annually and a projected $25.2 trillion economic burden by 2050. Nearly half of cases are diagnosed late, underscoring the need for rapid and sensitive diagnostic tools. The KRAS oncogene is a major driver of colorectal, pancreatic, and lung cancers and serves as a critical biomarker for early detection, prognosis, treatment selection, and recurrence monitoring. With approved KRAS inhibitors and >85 investigational agents, the demand for accurate mutation testing is rising.

Current circulating tumor DNA assays rely on polymerase chain reaction (PCR) and next-generation sequencing (NGS), which achieve low mutant allele fraction (MAF) thresholds but require thermal cycling, costly instruments, and central laboratories. Optical and electrochemical alternatives simplify hardware but remain limited to picomolar detection and often lack selectivity in high wild-type backgrounds.

To address these challenges, I introduce PEAKRAS, a highly sensitive, dual-amplification photoelectrochemical (PEC) assay for KRAS mutation detection. The platform physically integrates mismatch hairpin recycling with singlet oxygen–mediated PEC redox cycling, enabling two layers of amplification without thermal cycling or electrode modification. This design targets a limit of detection of 0.1–10 fM while enabling reliable discrimination of mutant alleles below 1% MAF in plasma. By combining molecular selectivity encoded in mismatch hairpin kinetics with a simple, portable PEC transduction scheme, PEAKRAS overcomes major barriers to point-of-care mutation testing.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

UNIVERSITEIT ANTWERPEN
Netto-EU-Beitrag
€ 216 240,00
Adresse
PRINSSTRAAT 13
2000 Antwerpen
Belgien
Region
Vlaams Gewest Prov. Antwerpen Arr. Antwerpen
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten