Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21037
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Title: ATR-FTIR spectroscopy analysis of saliva components as a diagnostic and prognostic tool for Breast Cancer: a preliminary study
Alternate title (s): Análise da espectroscopia ATR-FTIR de componentes da saliva como ferramenta diagnóstica e prognóstica para o Câncer de Mama: um estudo preliminar
Author: Ferreira, Izabella Cristina Costa
First Advisor: Maia, Yara Cristina de Paiva
First member of the Committee: Priuli, Angela Aparecida Servino de Sena
Second member of the Committee: Silva, Robinson Sabino da
Summary: A crescente incidência mundial de câncer de mama e a ausência de métodos confiáveis e suficientes para detecção precoce exigem a busca de técnicas mais efetivas. Uma potencial técnica candidata é a reflexão total atenuada - infravermelho de transformação de Fourier (ATR-FTIR), que consiste em uma espectroscopia vibratória que pode efetivamente fornecer informações sobre a estrutura e composição química de materiais biológicos a nível molecular. A maioria dos trabalhos sobre a aplicação de FTIR para detecção de câncer de mama utiliza tecido e sangue. No entanto, são necessários mais métodos não invasivos, por exemplo, usando saliva. Este estudo tem como objetivo investigar as diferenças nos espectros entre os grupos analisados, bem como a influência específica das características clínicas relevantes dos pacientes com câncer de mama. Além disso, são descritos os possíveis modos vibracionais e moléculas que contribuem para as diferenças dos espectros. As amostras de saliva foram coletadas antes da cirurgia de 10 pacientes com câncer de mama confirmado por exame clínico, histológico e patológico; 10 pacientes com doença benigna da mama; e 10 sem achados patológicos, o grupo controle. As amostras de saliva foram processadas e liofilizadas durante a noite. Os espectros foram medidos em um espectrômetro FTIR VERTEX 70 / 70v acoplado com diamante de platina ATR. A espectroscopia ATR-FTIR foi capaz de discriminar a saliva de pacientes com câncer de mama da saliva de pacientes com doença benigna da mama e controles. Verificaram-se maiores níveis de absorbância em pacientes com câncer de mama no número de onda 1041 cm-1, com acurácia razoável e na área de 1433-1302,9 cm-1, com boa acurácia. Este aumento nos níveis de absorbância entre o câncer de mama e os outros dois grupos de pacientes foi associado a mudanças nos modos vibracionais de ácidos nucleicos, proteínas, lipídios e carboidratos. As alterações nas bandas de absorção no grupo do câncer de mama revelaram-se dependentes do fenótipo do tumor e relacionadas principalmente a proteína e ácido nucleico. Portanto, a espectroscopia FTIR foi capaz de mostrar alterações bioquímicas nos componentes da saliva como resultado da carcinogênese da mama que causa diferentes modos vibracionais nas biomoléculas. Este estudo é o primeiro a gerar espectros FTIR da saliva e derivar “fingerprints” químicas para fins de diagnóstico e prognóstico do câncer de mama. É importante notar que, diferentemente de outros métodos que pesquisam biomarcadores na saliva, o FTIR detecta mudanças em um nível multi-molecular, sendo uma ferramenta promissora para o diagnóstico precoce e prognóstico do câncer de mama.
Abstract: The increasing worldwide incidence of breast cancer and the absence of sufficient and reliable methods for early detection require search for more effective techniques. A potential candidate technique is the attenuated total reflection-Fourier transform infrared (ATR-FTIR), which consists on a vibrational spectroscopy that can effectively provide information concerning the structure and chemical composition of biological materials at the molecular level. Most of the work on the application of FTIR for breast cancer detection use tissue and blood. However, more non-invasive methods are required, for example, using saliva. This study aims to investigate differences in the spectra between the analyzed groups of patients, as well as the specific influence of the relevant clinical characteristics of breast cancer patients. Moreover, the possible vibrational modes and molecules that contribute to the spectral differences are described. Saliva samples were collected before surgery from 10 patients with confirmed breast cancer by clinical, histological, and pathologic examination; 10 patients with benign breast disease; and 10 without pathological findings, the control group. Saliva samples were processed and lyophilized overnight. The spectra were measured in a FTIR spectrometer VERTEX 70/70v coupled with platinum diamond ATR. ATR-FTIR spectroscopy was capable to discriminate breast cancer saliva from benign breast disease and control. It was found higher absorbance levels in breast cancer patients at wavenumber 1041 cm-1, with reasonable accuracy, and in the area of 1433-1302.9 cm-1 region, with good accuracy. These increase in absorbance levels between breast cancer and the other two groups of patients was associated to changes in vibrational modes of nucleic acids, protein, lipids and carbohydrates. Changes in absorptions bands within breast cancer group were found to be dependent of the tumor phenotype and related mainly to protein and nucleic acid. Therefore, the FTIR spectroscopy was capable to show biochemical changes in saliva components as result of breast carcinogenesis that cause different vibrational modes in the biomolecules. This study is the first to generate FTIR spectra from saliva and derive chemical fingerprints for the purpose of diagnosis and prognosis of breast cancer. It is important to note that differently from other methods that search biomarkers in saliva, FTIR detect changes at a multi-molecular level, being a promising tool for early diagnosis and prognosis of breast cancer.
Keywords: Breast cancer
Saliva
ATR-FTIR spectroscopy
Câncer de mama
Espectroscopia ATR-FTIR
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: FERREIRA, Izabella Cristina Costa. ATR-FTIR spectroscopy analysis of saliva components as a diagnostic and prognostic tool for breast cancer: a preliminary study. 2017. 77 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.140
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21037
Date of defense: 31-Jul-2017
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Genética e Bioquímica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Atr-ftirSpectroscopyAnalysis.pdf
  Until 2019-07-31
2.39 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open    Request a copy


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.