Development of a bead-based aptamer/antibody detection system for C-reactive protein

Simple item page

Simple item page

Full item details

dc.contributor.author

Bernard, Elyse D.

Nguyen, Kathy C.

DeRosa, Maria C.

Tayabali, Azam F.

Aranda-Rodriguez, Rocio

dc.date.accessioned

2024-05-03T22:31:08Z

dc.date.available

2024-05-03T22:31:08Z

dc.date.issued

2014-12-03

dc.description - en

Humans are exposed to chemicals through contact with a variety of media, such as air, water, food, soil, and consumer products. In order to evaluate the risks that some of these chemicals may pose to human health, it is important to determine their toxicity and how much people are exposed to them. The analysis of chemicals in environmental media typically requires the use of expensive instrumentation; however, the development of alternative high throughput systems that allow for rapid sample analysis could provide invaluable tools to assess exposure. Several existing technologies rely on the use of biological molecules such as antibodies, but it is difficult to obtain antibodies for the detection of small molecules and toxins. RNA and DNA sequences called aptamers are alternative options that can be used instead of antibodies, since they bind to a variety of compounds and proteins of interest. In this study, Health Canada sought to incorporate aptamers into an existing high throughput system that normally uses antibodies. A biomarker of cardiovascular disease was chosen for this study, as a model to demonstrate proof-of-concept. It was found that higher concentrations of the biomarker could be measured using the RNA aptamer system compared to a commercial kit that uses only antibodies. This permitted less sample preparation prior to analysis when compared to the commercial kit. In the future, such methodology could be expanded to include the detection of biomarkers of exposure to numerous environmental contaminants.

dc.description.abstract - en

A multiplexing bead-based platform provides an approach for the development of assays targeting specific analytes for biomonitoring and biosensing applications. Multi-Analyte Profiling (xMAP) assays typically employ a sandwich-type format using antibodies for the capture and detection of analytes of interest, and the system permits the simultaneous quantitation of multiple targets. In this study, an aptamer/antibody assay for the detection of C-reactive protein (CRP) was developed. CRP is an acute phase marker of inflammation whose elevated basal levels are correlated with an increased risk for a number of pathologies. For this assay, an RNA aptamer that binds CRP was conjugated to beads to act as the capture agent. Biotinylated anti-CRP antibody coupled to fluorescently labeled streptavidin was used for quantification of CRP. The detection limit of the CRP assay was 0.4 mg/L in diluted serum. The assay was then used to detect spiked CRP samples in the range of 0.4 to 10mg/L in diluted serum with acceptable recoveries (extrapolated values of 70-130%), including that of a certified reference material (129% recovery). The successful incorporation of the CRP aptamer into this platform demonstrates that the exploration of other aptamer-target systems could increase the number of analytes measurable using xMAP-type assays.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Une plateforme basée sur des billes de multiplexage fournit une approche pour le développement de tests ciblant des analytes spécifiques pour des applications de biosurveillance et de biodétection. Les tests de profilage multi-analytes (xMAP) utilisent généralement un format de type sandwich utilisant des anticorps pour la capture et la détection des analytes d'intérêt, et le système permet la quantification simultanée de plusieurs cibles. Dans cette étude, un test aptamère/anticorps pour la détection de la protéine C-réactive (CRP) a été développé. La CRP est un marqueur de phase aiguë de l’inflammation dont les niveaux basaux élevés sont corrélés à un risque accru de nombreuses pathologies. Pour cet essai, un aptamère d’ARN qui se lie à la CRP a été conjugué à des billes pour agir comme agent de capture. Un anticorps anti-CRP biotinylé couplé à de la streptavidine marquée par fluorescence a été utilisé pour la quantification de la CRP. La limite de détection du test CRP était de 0,4 mg/L dans le sérum dilué. Le test a ensuite été utilisé pour détecter des échantillons enrichis de CRP dans la plage de 0,4 à 10 mg/L dans du sérum dilué avec des récupérations acceptables (valeurs extrapolées de 70 à 130 %), y compris celle d'un matériau de référence certifié (récupération de 129 %). L'incorporation réussie de l'aptamère CRP dans cette plateforme démontre que l'exploration d'autres systèmes cibles d'aptamère pourrait augmenter le nombre d'analytes mesurables à l'aide de tests de type xMAP.

dc.description.fosrctranslation - fr

Les humains sont exposés à des produits chimiques par contact avec divers milieux, tels que l'air, l'eau, les aliments, le sol et les produits de consommation. Afin d’évaluer les risques que certains de ces produits chimiques peuvent présenter pour la santé humaine, il est important de déterminer leur toxicité et le degré d’exposition des personnes. L'analyse des produits chimiques dans les milieux environnementaux nécessite généralement l'utilisation d'instruments coûteux ; cependant, le développement de systèmes alternatifs à haut débit permettant une analyse rapide des échantillons pourrait fournir des outils précieux pour évaluer l’exposition. Plusieurs technologies existantes reposent sur l’utilisation de molécules biologiques telles que les anticorps, mais il est difficile d’obtenir des anticorps pour la détection de petites molécules et de toxines. Les séquences d’ARN et d’ADN appelées aptamères sont des options alternatives qui peuvent être utilisées à la place des anticorps, car elles se lient à une variété de composés et de protéines d’intérêt. Dans cette étude, Santé Canada a cherché à intégrer les aptamères dans un système à haut débit existant qui utilise normalement des anticorps. Un biomarqueur des maladies cardiovasculaires a été choisi pour cette étude, comme modèle pour démontrer la preuve de concept. Il a été constaté que des concentrations plus élevées du biomarqueur pouvaient être mesurées à l’aide du système aptamère ARN par rapport à un kit commercial utilisant uniquement des anticorps. Cela a permis de réduire la préparation des échantillons avant l'analyse par rapport au kit commercial. À l’avenir, cette méthodologie pourrait être étendue pour inclure la détection de biomarqueurs d’exposition à de nombreux contaminants environnementaux.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.ab.2014.11.017

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2413

dc.language.iso

en

dc.publisher

Elsevier

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.title - en

Development of a bead-based aptamer/antibody detection system for C-reactive protein

dc.type - en

Article

dc.type - fr

Article

Download(s)

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name: Development of a bead-based aptamer-antibody detection system for C-reactive protein.pdf

Size: 458.68 KB

Format: PDF

Download file