A highly specific and sensitive nanoimmunosensor for the diagnosis of neuromyelitis optica spectrum disorders

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Moraes, Ariana de Souza ^{[1, 2, 3]} ; Brum, Doralina Guimaraes ^{[3, 4]} ; Magalhaes Ierich, Jessica Cristiane ^{[1, 2, 3]} ; Higa, Akemi Martins ^{[1, 2, 3]} ; Jabur Assis, Amanda Stefanie ^{[1, 3]} ; Miyazaki, Celina Massumi ^[1] ; Shimizu, Flavio Makoto ^[5] ; Peroni, Luis Antonio ^[6] ; Machini, M. Teresa ^[7] ; Barreira, Amilton Antunes ^[8] ; Ferreira, Marystela ^[1] ; Oliveira Jr, Osvaldo N. ; Leite, Fabio Lima ^{[1, 3]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed Sao Carlos, Dept Phys Chem & Math, BR-18052780 Sorocaba, SP - Brazil

^[2] Univ Sao Paulo, Inst Trop Med Sao Paulo, BR-05403000 Sao Paulo, SP - Brazil

^[3] Univ Fed Sao Carlos, Nanoneurobiophys Res Grp GNN, BR-18052780 Sorocaba, SP - Brazil

^[4] Sao Paulo State Univ, Dept Neurol Psychol & Psychiat, BR-18618687 Botucatu, SP - Brazil

^[5] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

^[6] Rheabiotech Lab Res & Dev, Campinas, SP - Brazil

^[7] Univ Sao Paulo, Inst Chem, Dept Biochem, BR-05508000 Sao Paulo - Brazil

^[8] Univ Sao Paulo, Ribeirao Preto Med Sch, Dept Neurosci & Behav Sci, Ribeirao Preto, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 9, NOV 6 2019.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

A precise diagnosis for neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD) is crucial to improve patients' prognostic, which requires highly specific and sensitive tests. The cell-based assay with a sensitivity of 76% and specificity of 100% is the most recommended test to detect anti-aquaporin-4 antibodies (AQP4-Ab). Here, we tested four AQP4 external loop peptides (AQP4(61-70), AQP4(131-140), AQP4(141-150), and AQP4(201-210)) with an atomic force microscopy nanoimmunosensor to develop a diagnostic assay. We obtained the highest reactivity with AQP4(61-70)-nanoimunosensor. This assay was effective in detecting AQP4-Ab in sera of NMOSD patients with 100% specificity (95% CI 63.06-100), determined by the cut-off adhesion force value of 241.3 pN. NMOSD patients were successfully discriminated from a set of healthy volunteers, patients with multiple sclerosis, and AQP4-Ab-negative patients. AQP4(61-70) sensitivity was 81.25% (95% CI 56.50-99.43), slightly higher than with the CBA method. The results with the AQP4(61-70)-nanoimmunosensor indicate that the differences between NMOSD seropositive and seronegative phenotypes are related to disease-specific epitopes. The absence of AQP4-Ab in sera of NMOSD AQP4-Ab-negative patients may be interpreted by assuming the existence of another potential AQP4 peptide sequence or non-AQP4 antigens as the antibody target. (AU)

• Processo FAPESP: 16/19387-0 - Desenvolvimento de filmes nanoestruturados automontados (layer-by-layer) e langmuir-blodgett (lb) incorporando emodina para sistemas carreadores
• Beneficiário: Marystela Ferreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/50869-6 - INCT 2014: em Eletrônica Orgânica INEO
• Beneficiário: Roberto Mendonça Faria
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 14/15093-7 - Estudos de sistemas nanoestruturados por ressonância plasmônica de superfície (SPR): aplicações em biossensoriamento
• Beneficiário: Celina Massumi Miyazaki
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/50839-4 - Desenvolvimento de um novo método para detecção do anticorpo anti-aquaporina 4 na neuromielite óptica
• Beneficiário: Doralina Guimarães Brum Souza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/12082-4 - Modelagem molecular das interações do complexo antígeno-anticorpo na investigação de doenças desmielinizantes autoimunes
• Beneficiário: Jéssica Cristiane Magalhães Ierich
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 15/05283-6 - Desenvolvimento de nanoimunossensores para estudo e detecção da neuromielite óptica
• Beneficiário: Ariana de Souza Moraes dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 15/06847-0 - Síntese e caracterização de nanopartículas de prata aplicadas à detecção de imunoglobulinas G autorreativas
• Beneficiário: Akemi Martins Higa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 15/14360-4 - Nanocatalisadores enzimáticos magnéticos: preparação, caracterização, propriedades e uso em química de proteínas e peptídeos
• Beneficiário: Maria Teresa Machini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular