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A Dual Amplification Photoelectrochemical Platform for KRAS Mutation Detection

Description du projet

Une nouvelle méthode de détection des mutations génétiques associées au cancer

La détection de mutations spécifiques du gène KRAS est essentielle au diagnostic, au suivi et au choix des traitements de divers cancers. Si les méthodes de détection avancées, telles que la réaction en chaîne par polymérase et le séquençage de nouvelle génération, sont très précises, elles requièrent toutefois des cycles thermiques, des équipements coûteux et des laboratoires spécialisés. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PEAKRAS entend développer une plateforme de dépistage au chevet du patient, hautement sensible et décentralisée, pour les mutations de l’oncogène KRAS. Basée sur une approche photoélectrochimique, la plateforme combine le recyclage des épingles à cheveux avec mésappariement et le cycle redox de l’oxygène singulet, créant ainsi une double couche d’amplification du signal pour atteindre une limite de détection ultra-basse. Cette technologie peut être intégrée à des dispositifs de test portables, pour un dépistage précoce du cancer plus abordable et plus accessible.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

UNIVERSITEIT ANTWERPEN
Contribution nette de l'UE
€ 216 240,00
Adresse
PRINSSTRAAT 13
2000 Antwerpen
Belgique
Région
Vlaams Gewest Prov. Antwerpen Arr. Antwerpen
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée