Specific Magnetic Isolation of E6 HPV16 Modified Magnetizable Particles Coupled with PCR and Electrochemical Detection

The majority of carcinomas that were developed due to the infection with human papillomavirus (HPV) are caused by high-risk HPV types, HPV16 and HPV18. These HPV types contain the E6 and E7 oncogenes, so the fast detection of these oncogenes is an important point to avoid the development of cancer. Many different HPV tests are available to detect the presence of HPV in biological samples. The aim of this study was to design a fast and low cost method for HPV identification employing magnetic isolation, polymerase chain reaction (PCR) and electrochemical detection. These assays were developed to detect the interactions between E6-HPV16 oncogene and magnetizable particles (MPs) using commercial Dynabeads M-280 Streptavidin particles and laboratory-synthesized “homemade” particles called MANs (MAN-37, MAN-127 and MAN-164). The yields of PCR amplification of E6-HPV16 oncogene bound on the particles and after the elution from the particles were compared. A highest yield of E6-HPV16 DNA isolation was obtained with both MPs particles commercial M-280 Streptavidin and MAN-37 due to reducing of the interferents compared with the standard PCR method. A biosensor employing the isolation of E6-HPV16 oncogene with MPs particles followed by its electrochemical detection can be a very effective technique for HPV identification, providing simple, sensitive and cost-effective analysis.
Většina karcinomů, které byly vyvolané v důsledku infekce lidským papilomavirem (HPV), jsou způsobeny vysoce rizikovými typy HPV, HPV16 a HPV18. Tyto typy HPV obsahují E6 a E7 onkogeny, takže rychlá detekce těchto onkogenů je důležitý bod k zabránění rozvoje rakoviny. Mnoho různých HPV testů je k dispozici pro detekci přítomnosti HPV v biologických vzorcích. Cílem této studie bylo navrhnout rychlou a levnou metodu pro identifikaci HPV využívající magnetickou izolaci, polymerázovou řetězovou reakci (PCR) a elektrochemickou detekci. Tyto testy byly vyvinuty s cílem odhalit interakce mezi E6-HPV16 onkogenem a magnetizovatelnými částicemi (MPS) s použitím komerčních částic Dynabeads M-280 Streptavidin a laboratorně syntetizovaných "homemade" částic zvaných MAN (MAN-37, MAN-127 a MAN-164). Byly porovnány výnosy z PCR amplifikace onkogenu E6-HPV16 vázaného na částicích a po eluci z částic. Nejvyšším výnos z izolace E6-HPV16 DNA byl získán s oběma komerčními MPs částicemi M-280 Streptavidin a MAN-37 v důsledku snížení interferencí ve srovnání se standardní metodou PCR. Biosenzor používající izolaci E6-HPV16 onkogenu s MPs částicemi následovaný jeho elektrochemickou detekci může být velmi účinná technika pro identifikaci HPV, která umožňuje jednoduchou, citlivou a nákladově efektivní analýzu.

Keywords

elektrochemie, lidský papilomavirus, magnetická izolace, detekce nukleové kyseliny, magnetizovatelné částice, PCR, electrochemistry, human papillomavirus, magnetic isolation, nucleic acid detection, magnetizable particles, PCR

Citation

International Journal of Molecular Sciences. 2016, vol. 17, issue 5, p. 1-15.
http://www.mdpi.com/1422-0067/17/5/585

Document type

Peer-reviewed

Document version

Published version

Language of document

en

Document licence

Creative Commons Attribution 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/