Международный журнал сердечно-сосудистых исследований

Электрохимический биосенсор для обнаружения интерлейкина-10 в плазме крови реальных пациентов с сердечной недостаточностью: биомедицинское применение

Абдуллатиф Баракет, Майкл Ли, Надя Зин, Рафаэле Карузо, Мария Джованна Тривелла и Абдельхамид Эррашид

В настоящем исследовании мы проанализировали реальный эффект человеческой плазмы для обнаружения цитокинового биомаркера; интерлейкина-10 (ИЛ-10) с использованием биосенсора на основе электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС). ИЛ-10 является одним из многих антигенов, которые секретируются на острых стадиях воспаления после имплантации левожелудочкового вспомогательного устройства (LVAD) пациентам, страдающим сердечной недостаточностью (СН). Для этого интереса был разработан биосенсор с целью повышения чувствительности обнаружения в сложной среде и в присутствии других помех: интерлейкина-6 (ИЛ-6) и интерлейкина-1 (ИЛ-1), которые также секретируются после имплантации LVAD. Моноклональные антитела против человеческого IL-10 (анти-IL-10 mAb) были иммобилизованы на золотых микроэлектродах посредством функционализации с самоорганизующимися монослоями (SAM) 16-меркаптогексадекановой кислоты b(MHDA) с последующей карбодиимидной химией. Циклическая вольтамперометрия (CV) применялась в процессе функционализации микроэлектрода для характеристики свойств поверхности золотого микроэлектрода. Анализ EIS был выполнен для изучения эффекта человеческой плазмы и для обнаружения цитокинов. Биосенсор был высокоселективным и чувствительным к соответствующим цитокинам IL-10. Они были обнаружены в реальных образцах человеческой плазмы, разбавленных в 1000 раз, с помощью EIS: до имплантации LVAD, через 24 часа и через 72 часа имплантации LVAD при 16,9 ± 1,5 пг/мл, 62,4 ± 2,6 пг/мл и 37,6 ± 6,2 пг/мл соответственно. IL-10 также был обнаружен с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) с использованием тех же образцов плазмы за те же периоды имплантации LVAD при 11,3 пг/мл, 57,2 пг/мл и 34,0 пг/мл соответственно. Настоящий электрохимический биосенсор является очень многообещающим для альтернативной, быстрой, недорогой и чувствительной методики обнаружения цитокинов, которая может быть у постели пациента с использованием тестирования в месте оказания помощи (POCT). Это может предоставить врачам и клиницистам быструю количественную информацию для прогнозирования первых признаков воспаления после имплантации LVAD.