DNA aptamer- and PNA-based sensing systems

Abstract

L'obiettivo principale del lavoro presentato in questa tesi di dottorato è legato allo studio di bio-recettori con proprietà versatili per applicazioni in campo sensoristico. Le capacità di legame di aptameri a base di DNA sono state applicate per sviluppare sistemi sensoristici efficaci per il monitoraggio di proteine ad alto interesse diagnostico, quali trombina e proteina spike del virus SARS-CoV-2. L'elevata sensibilità offerta da dispositivi ottici basati sul fenomeno di Surface Plasmon Resonance (SPR) ha permesso di mettere a punto un sensore per il monitoraggio in tempo reale di trombina in siero umano. Analogamente, un dispositivo elettrochimico è stato elaborato per l'analisi diretta e veloce della proteina spike espressa da SARS-CoV-2, dimostrando il potenziale dei cosiddetti E-DNA sensors per future applicazioni in campo diagnostico. Inoltre, è stato iniziato uno studio per valutare la possibilità di utilizzare derivati sintetici del DNA, basati su acidi peptido nucleici (PNA) come potenziali recettori per legare proteine in sostituzione dei DNA aptameri. I PNA, infatti, hanno largamente dimostrato la loro efficienza in diversi campi biotecnologici, come il rilevamento di sequenze target di interesse biologico e inibizione dell'attività di microRNA(miR). In questo ultimo proposito, sono state ottimizzate sequenze di antimiR-PNA per identificare miRs sovraespressi in cellule tumorali attraverso tecniche di radio-tracing.