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A Dual Amplification Photoelectrochemical Platform for KRAS Mutation Detection

Descrizione del progetto

Un nuovo metodo per individuare le mutazioni genetiche associate al cancro

L'individuazione di specifiche mutazioni del gene KRAS è fondamentale per la diagnosi, il monitoraggio e la scelta delle terapie per vari tipi di tumore. Sebbene i metodi di rilevamento avanzati, quali la reazione a catena della polimerasi e il sequenziamento di nuova generazione, siano altamente accurati, richiedono cicli termici, attrezzature costose e strutture di laboratorio specializzate. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PEAKRAS intende sviluppare una piattaforma di analisi al letto del paziente altamente sensibile e decentralizzata per le mutazioni dell’oncogene KRAS. Basata su un approccio fotoelettrochimico, la piattaforma combina il riciclaggio a forcina dei mismatch e il ciclo redox dell’ossigeno singoletto, creando un doppio strato di amplificazione del segnale per raggiungere un limite di rilevamento estremamente basso. Tale sistema può essere integrato in apparecchiature di analisi portatili, rendendo lo screening precoce del cancro più economico e accessibile.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

UNIVERSITEIT ANTWERPEN
Contributo netto dell'UE
€ 216 240,00
Indirizzo
PRINSSTRAAT 13
2000 Antwerpen
Belgio
Regione
Vlaams Gewest Prov. Antwerpen Arr. Antwerpen
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato