
Technical University Eindhoven
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Open Access Mandate for Publications assignment_turned_in Project2023 - 2026Partners:Technical University Eindhoven, IST-ID, Technical University Eindhoven, IST-IDTechnical University Eindhoven,IST-ID,Technical University Eindhoven,IST-IDFunder: Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. Project Code: 2022.04076.PTDCFunder Contribution: 248,854 EUROne of the great challenges posed to chemical sensors is the capability to discriminate minute amounts of an analyte against a noisy background, while at the same time providing absolute quantification. In this application, an innovative scheme is proposed for an optical sensor for detection of RNA biomarkers for clinical diagnostics. It is based on the signal amplification of a dye reporter by a gold nanodimer antenna. The conjugation of a dye emitting in the near infrared with a gold nanodimer antenna is sought here to achieve a detection sensitivity at single-molecule level, which can provide for a digital sensor readout. The proof-of-concept will be done for the detection of circulating microRNA’s proposed as disease biomarkers. For this purpose, the gold nanosensors will be integrated into a miniaturized optical microscope, in order to demonstrate its potential as an amplification-free and portable tool to perform medical diagnostics at the point-of-care. Um dos maiores desafios no desenvolvimento de sensores químicos é a capacidade de descriminar quantidades diminutas de um analito em amostras complexas, e ao mesmo tempo providenciar uma quantificação absoluta. Nesta proposta será desenvolvido um esquema inovador para um sensor ótico com capacidade para deteção de biomarcadores de ARN a serem usados em diagnóstico médico. Este sensor é baseado na resposta intensificada da emissão de um corante orgânico por uma nanoantena de ouro. A conjugação de um corante orgânico com emissão no infravermelho próximo com uma nanoantena de ouro permitirá atingir sensibilidade suficiente para a deteção de moléculas únicas e assim conduzirá ao desenvolvimento de um sensor com resposta digital. A prova-de-conceito será realizada com microARN's circulatórios devido ao seu potencial como marcadores para o diagnóstico de doenças, tais como o cancro e doenças cardiovasculares ou neurodegenerativas. Para o efeito, os nano-sensores de ouro serão integrados num microscópio miniaturizado, de modo a demonstrar o seu potencial para a deteção direta destes ácidos nucleicos com vista à sua aplicação em testes rápidos e portáteis para diagnóstico médico.
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For further information contact us at helpdesk@openaire.euOpen Access Mandate for Publications assignment_turned_in Project2025 - 2026Partners:IST-ID, Technical University Eindhoven, INESC MN, BAC3GEL, Technical University Eindhoven +1 partnersIST-ID,Technical University Eindhoven,INESC MN,BAC3GEL,Technical University Eindhoven,IST-IDFunder: Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. Project Code: 2023.13896.PEXFunder Contribution: 50,000 EURColorectal cancer (CRC) remains a leading cause of cancer-related deaths, with increasing incidence and mortality rates despite significant progress has been done in screening and treatment in the last decades. The role of the gut microbiota has recently been highlighted as one of the key players in CRC initiation and progression as certain microbial metabolites promote carcinogenesis or resistance to therapeutics. Such influence of the gut microbiota on CRC, underscores the need for innovative research models accounting for this, which is currently neglected. Therefore, in order to advance CRC research, there is a pressing need to develop more physiologically relevant models in vitro that accurately represents the tumour microenvironment and the complex relationship between CRC and gut microbiota. Despite the increasing evidence of the role of microbial metabolites and specific bacteria like Fusobacterium nucleatum in CRC development, current in vitro models fail to mimic these dynamics. This is in part due to the lack of models available that recapitulate in high detail the heterogenicity of gut microbiota. In BIOMIMIC-CRC we propose the development of advanced in vitro platforms that combine CRC with highly representative models of healthy and pathological gut microbiota provided by our industrial partner, Bac3Gel, using bioprinting and microfluidic technologies. These platforms aim to replicate the complex dynamics between CRC and gut microbiota for its potential applications in drug screening and personalised medicine to elucidate the CRC-microbiota interactions. In order to reach that aim, three main objectives have been established in BIOMIMIC-CRC which are directly related to the tasks of the project: Development of healthy and pathological models of gut microbiota to evaluate the impact of specific microbial populations on three CRC lines (HT29, SW620 and LoVo) in static 2D conditions. CRC cell’s proliferation, invasion, aggressiveness and chemoresistance will be evaluated. Formulation of bioinks and 3D bioprinting of bi-layered micropillars containing gut microbiota and CRC cells for the assessment of their dynamics in a more structurally accurate context and; Development of a CRC-on-chip replicating the biophysical stimuli of the colon to provide a bio-inspired miniaturised platform for CRC research. This multidisciplinary approach, combining tissue engineering, microbiology, and microfluidics, is expected to have significant scientific, technological, and societal impacts, from advancing CRC research to developing high-throughput systems for drug screening applications with potential to optimise treatment strategies and reduce healthcare burdens. Additionally, the strategy proposed in BIOMIMIC-CRC has the potential to be translated to other systems where an interaction between microbiota and mammalian cells occurs such as inflammatory bowel diseases. The team of BIOMIMIC-CRC is composed by a multidisciplinary team of young and motivated researchers, committed to the development of more accessible and physiologically relevant models that have the potential to propel CRC research. ??????? O cancro colorretal (CCR) continua a ser uma das principais causas de morte relacionada com o cancro, com taxas crescentes de incidência e mortalidade apesar do significativo progresso feito na triagem e tratamento nas últimas décadas. O papel da microbiota intestinal tem sido recentemente destacado como um dos principais intervenientes na iniciação e progressão do CCR, uma vez que certos metabolitos microbianos promovem a carcinogénese ou resistência aos tratamentos. Tal influência da microbiota intestinal no CCR sublinha a necessidade de modelos de investigação inovadores que levem isso em conta, o que é atualmente negligenciado. Portanto, para avançar na investigação do CCR, há uma necessidade premente de desenvolver modelos in vitro mais fisiologicamente relevantes que representem com precisão o microambiente tumoral e a relação complexa entre o CCR e a microbiota intestinal. Apesar das evidências crescentes do papel dos metabolitos microbianos e de bactérias específicas como a Fusobacterium nucleatum no desenvolvimento do CCR, os modelos in vitro atuais falham em imitar essas dinâmicas. Isto é em parte devido à falta de modelos disponíveis que recapitulem em detalhe a heterogeneidade da microbiota intestinal. No BIOMIMIC-CRC, propomos o desenvolvimento de plataformas avançadas in vitro que combinem o CCR com modelos altamente representativos da microbiota intestinal saudável e patológica fornecidos pelo nosso parceiro industrial, Bac3Gel, usando tecnologias de bioimpressão e microfluídica. Estas plataformas visam replicar as dinâmicas complexas entre o CCR e a microbiota intestinal para suas potenciais aplicações na triagem de medicamentos e medicina personalizada para elucidar as interações CCR-microbiota. Para alcançar esse objetivo, foram estabelecidos três objetivos principais no BIOMIMIC-CRC, que estão diretamente relacionados com as tarefas do projeto: Desenvolvimento de modelos saudáveis e patológicos de microbiota intestinal para avaliar o impacto de populações microbianas específicas em três linhas de CCR (HT29, SW620 e LoVo) em condições 2D estáticas. A proliferação celular do CCR, invasão, agressividade e resistência à quimioterapia serão avaliadas Formulação de bioinks e bioimpressão 3D de micropilares bi-camada contendo microbiota intestinal e células de CCR para a avaliação das suas dinâmicas num contexto estrutural mais preciso e, Desenvolvimento de um CCR-on-chip replicando os estímulos biofísicos do cólon para fornecer uma plataforma miniaturizada bioinspirada para a investigação do CCR. Esta abordagem multidisciplinar, combinando engenharia de tecidos, microbiologia e microfluídica, espera-se que tenha impactos científicos, tecnológicos e sociais significativos, desde o avanço da pesquisa do CCR até o desenvolvimento de sistemas de triagem de medicamentos em grande escala com potencial para otimizar estratégias de tratamento e reduzir os encargos do SNS. Além disso, a estratégia proposta no BIOMIMIC-CRC tem o potencial de ser traduzida para outros sistemas onde ocorre interação entre microbiota e células de mamíferos, como doenças inflamatórias intestinais. A equipa do BIOMIMIC-CRC é composta por uma equipa multidisciplinar de jovens investigadores motivados, comprometidos com o desenvolvimento de modelos mais acessíveis e fisiologicamente relevantes que têm o potencial de impulsionar a pesquisa do CCR.
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