Rapid Visual Screening and Programmable Subtype Classification of Ebola Virus Biomarkers

Advanced Healthcare Materials

Volumn 6, Issue 2, 2017, Pages

  Balcioglu, Mustafa ^a   Rana, Muhit ^a   Hizir, Mustafa Salih ^a   Robertson, Neil M ^a   Haque, Kashfia ^a   Yigit, Mehmet V ^a  

^a STATE UNIVERSITY OF NEW YORK   (United States)

Author keywords

hybridization chain reaction; multitarget detection; nanoparticles; pathogenic oligonucleotides; reprogrammable

Indexed keywords

BIOMARKERS; COST EFFECTIVENESS; DIAGNOSIS; MAMMALS; MOLECULES; NANOPARTICLES; OLIGONUCLEOTIDES; VIRUSES;

BIOSENSING PLATFORMS; HYBRIDIZATION CHAIN REACTIONS; MULTI-TARGET DETECTION; RAPID IDENTIFICATION; REPROGRAMMABLE; TARGET SEQUENCES; VISUAL DETECTION; VISUAL SCREENING;

DISEASES;

BIOLOGICAL MARKER; GOLD NANOPROBE; MAGNESIUM ION; NANOPARTICLE; OLIGONUCLEOTIDE; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; BIOPSY TECHNIQUE; CHEMICAL REACTION; CONTROLLED STUDY; COST EFFECTIVENESS ANALYSIS; EBOLAVIRUS; FALSE NEGATIVE RESULT; FALSE POSITIVE RESULT; GEL ELECTROPHORESIS; HYBRIDIZATION CHAIN REACTION; LIQUID BIOPSY; NANOPROBE; NONHUMAN; POLYMERIZATION; SENSITIVITY ANALYSIS; SEQUENCE ALIGNMENT; SEQUENCE ANALYSIS; SURFACE PLASMON RESONANCE; URINALYSIS; VIRUS CLASSIFICATION; VIRUS DETECTION; VIRUS TYPING; ANIMAL; CHEMISTRY; EBOLA HEMORRHAGIC FEVER; HOMINID; HUMAN; URINE; VIROLOGY;

ANIMALS; BIOMARKERS; EBOLAVIRUS; HEMORRHAGIC FEVER, EBOLA; HOMINIDAE; HUMANS; NANOPARTICLES;

EID: 85006992340     PISSN: 21922640     EISSN: 21922659     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adhm.201600739     Document Type: Article

References (64)

1. E. C. Dunham, L. Banadyga, A. Groseth, A. I. Chiramel, S. M. Best, H. Ebihara, H. Feldmann, T. Hoenen, Nat. Commun. 2015, 6, 8000;
2. S. K. Gire, A. Goba, K. G. Andersen, R. S. Sealfon, D. J. Park, L. Kanneh, S. Jalloh, M. Momoh, M. Fullah, G. Dudas, S. Wohl, L. M. Moses, N. L. Yozwiak, S. Winnicki, C. B. Matranga, C. M. Malboeuf, J. Qu, A. D. Gladden, S. F. Schaffner, X. Yang, P. P. Jiang, M. Nekoui, A. Colubri, M. R. Coomber, M. Fonnie, A. Moigboi, M. Gbakie, F. K. Kamara, V. Tucker, E. Konuwa, S. Saffa, J. Sellu, A. A. Jalloh, A. Kovoma, J. Koninga, I. Mustapha, K. Kargbo, M. Foday, M. Yillah, F. Kanneh, W. Robert, J. L. Massally, S. B. Chapman, J. Bochicchio, C. Murphy, C. Nusbaum, S. Young, B. W. Birren, D. S. Grant, J. S. Scheiffelin, E. S. Lander, C. Happi, S. M. Gevao, A. Gnirke, A. Rambaut, R. F. Garry, S. H. Khan, P. C. Sabeti, Science 2014, 345, 1369;
3. S. Baize, D. Pannetier, L. Oestereich, T. Rieger, L. Koivogui, N. Magassouba, B. Soropogui, M. S. Sow, S. Keita, H. De Clerck, A. Tiffany, G. Dominguez, M. Loua, A. Traore, M. Kolie, E. R. Malano, E. Heleze, A. Bocquin, S. Mely, H. Raoul, V. Caro, D. Cadar, M. Gabriel, M. Pahlmann, D. Tappe, J. Schmidt-Chanasit, B. Impouma, A. K. Diallo, P. Formenty, M. Van Herp, S. Gunther, N. Engl. J. Med. 2014, 371, 1418.
4. A. C. Ghani, D. H. Burgess, A. Reynolds, C. Rousseau, Nature 2015, 528, S50;
5. P. Nouvellet, T. Garske, H. L. Mills, G. Nedjati-Gilani, W. Hinsley, I. M. Blake, M. D. Van Kerkhove, A. Cori, I. Dorigatti, T. Jombart, S. Riley, C. Fraser, C. A. Donnelly, N. M. Ferguson, Nature 2015, 528, S109.
6. L. V. Stamm, Am. J. Trop. Med. Hyg. 2015, 93, 438.
7. S. J. Anthony, A. Islam, C. Johnson, I. Navarrete-Macias, E. Liang, K. Jain, P. L. Hitchens, X. Che, A. Soloyvov, A. L. Hicks, R. Ojeda-Flores, C. Zambrana-Torrelio, W. Ulrich, M. K. Rostal, A. Petrosov, J. Garcia, N. Haider, N. Wolfe, T. Goldstein, S. S. Morse, M. Rahman, J. H. Epstein, J. K. Mazet, P. Daszak, W. I. Lipkin, Nat. Commun. 2015, 6, 8147;
8. H. J. Chung, C. M. Castro, H. Im, H. Lee, R. Weissleder, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 369.
9. F. Inci, C. Filippini, M. Baday, M. O. Ozen, S. Calamak, N. G. Durmus, S. Wang, E. Hanhauser, K. S. Hobbs, F. Juillard, P. P. Kuang, M. L. Vetter, M. Carocci, H. S. Yamamoto, Y. Takagi, U. H. Yildiz, D. Akin, D. R. Wesemann, A. Singhal, P. L. Yang, M. L. Nibert, R. N. Fichorova, D. T. Lau, T. J. Henrich, K. M. Kaye, S. C. Schachter, D. R. Kuritzkes, L. M. Steinmetz, S. S. Gambhir, R. W. Davis, U. Demirci, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, E4354;
10. C. W. Yen, H. de Puig, J. O. Tam, J. Gomez-Marquez, I. Bosch, K. Hamad-Schifferli, L. Gehrke, Lab Chip 2015, 15, 1638.
11. G. Lu, J. Zhang, C. Zhang, X. Li, D. Shi, Z. Yang, C. Wang, PLoS One 2015, 10, e0126281;
12. T. R. Gibb, D. A. Norwood Jr., N. Woollen, E. A. Henchal, J. Clin. Microbiol. 2001, 39, 4125.
13. W. H. O. E. R. Team, N. Engl. J. Med. 2014, 371, 1481.
14. A. Rivera, I. Messaoudi, ACS Infect. Dis. 2015, 1, 186.
15. D. G. Bausch, J. S. Towner, S. F. Dowell, F. Kaducu, M. Lukwiya, A. Sanchez, S. T. Nichol, T. G. Ksiazek, P. E. Rollin, J. Infect. Dis. 2007, 196, S142.
16. H. Feldmann, T. W. Geisbert, Lancet 2011, 377, 849;
17. R. Parkes-Ratanshi, A. Elbireer, B. Mbambu, F. Mayanja, A. Coutinho, C. Merry, PLoS One 2014, 9, e100333;
18. J. H. Kuhn, Y. Bao, S. Bavari, S. Becker, S. Bradfute, J. R. Brister, A. A. Bukreyev, K. Chandran, R. A. Davey, O. Dolnik, J. M. Dye, S. Enterlein, L. E. Hensley, A. N. Honko, P. B. Jahrling, K. M. Johnson, G. Kobinger, E. M. Leroy, M. S. Lever, E. Mühlberger, S. V. Netesov, G. G. Olinger, G. Palacios, J. L. Patterson, J. T. Paweska, L. Pitt, S. R. Radoshitzky, E. O. Saphire, S. J. Smither, R. Swanepoel, J. S. Towner, G. van der Groen, V. E. Volchkov, V. Wahl-Jensen, T. K. Warren, M. Weidmann, S. T. Nichol, Arch. Virol. 2013, 158, 301.
19. M. W. Carroll, D. A. Matthews, J. A. Hiscox, M. J. Elmore, G. Pollakis, A. Rambaut, R. Hewson, I. Garcia-Dorival, J. A. Bore, R. Koundouno, S. Abdellati, B. Afrough, J. Aiyepada, P. Akhilomen, D. Asogun, B. Atkinson, M. Badusche, A. Bah, S. Bate, J. Baumann, D. Becker, B. Becker-Ziaja, A. Bocquin, B. Borremans, A. Bosworth, J. P. Boettcher, A. Cannas, F. Carletti, C. Castilletti, S. Clark, F. Colavita, S. Diederich, A. Donatus, S. Duraffour, D. Ehichioya, H. Ellerbrok, M. D. Fernandez-Garcia, A. Fizet, E. Fleischmann, S. Gryseels, A. Hermelink, J. Hinzmann, U. Hopf-Guevara, Y. Ighodalo, L. Jameson, A. Kelterbaum, Z. Kis, S. Kloth, C. Kohl, M. Korva, A. Kraus, E. Kuisma, A. Kurth, B. Liedigk, C. H. Logue, A. Ludtke, P. Maes, J. McCowen, S. Mely, M. Mertens, S. Meschi, B. Meyer, J. Michel, P. Molkenthin, C. Munoz-Fontela, D. Muth, E. N. Newman, D. Ngabo, L. Oestereich, J. Okosun, T. Olokor, R. Omiunu, E. Omomoh, E. Pallasch, B. Palyi, J. Portmann, T. Pottage, C. Pratt, S. Priesnitz, S. Quartu, J. Rappe, J. Repits, M. Richter, M. Rudolf, A. Sachse, K. M. Schmidt, G. Schudt, T. Strecker, R. Thom, S. Thomas, E. Tobin, H. Tolley, J. Trautner, T. Vermoesen, I. Vitoriano, M. Wagner, S. Wolff, C. Yue, M. R. Capobianchi, B. Kretschmer, Y. Hall, J. G. Kenny, N. Y. Rickett, G. Dudas, C. E. Coltart, R. Kerber, D. Steer, C. Wright, F. Senyah, S. Keita, P. Drury, B. Diallo, H. de Clerck, M. Van Herp, A. Sprecher, A. Traore, M. Diakite, M. K. Konde, L. Koivogui, N. Magassouba, T. Avsic-Zupanc, A. Nitsche, M. Strasser, G. Ippolito, S. Becker, K. Stoecker, M. Gabriel, H. Raoul, A. Di Caro, R. Wolfel, P. Formenty, S. Gunther, Nature 2015, 524, 97;
20. http://apps.who.int/ebola/en/current-situation (accessed: May 2016);
21. J. Quick, N. J. Loman, S. Duraffour, J. T. Simpson, E. Severi, L. Cowley, J. A. Bore, R. Koundouno, G. Dudas, A. Mikhail, N. Ouedraogo, B. Afrough, A. Bah, J. H. Baum, B. Becker-Ziaja, J. P. Boettcher, M. Cabeza-Cabrerizo, A. Camino-Sanchez, L. L. Carter, J. Doerrbecker, T. Enkirch, I. Garcia-Dorival, N. Hetzelt, J. Hinzmann, T. Holm, L. E. Kafetzopoulou, M. Koropogui, A. Kosgey, E. Kuisma, C. H. Logue, A. Mazzarelli, S. Meisel, M. Mertens, J. Michel, D. Ngabo, K. Nitzsche, E. Pallasch, L. V. Patrono, J. Portmann, J. G. Repits, N. Y. Rickett, A. Sachse, K. Singethan, I. Vitoriano, R. L. Yemanaberhan, E. G. Zekeng, T. Racine, A. Bello, A. A. Sall, O. Faye, O. Faye, N. Magassouba, C. V. Williams, V. Amburgey, L. Winona, E. Davis, J. Gerlach, F. Washington, V. Monteil, M. Jourdain, M. Bererd, A. Camara, H. Somlare, A. Camara, M. Gerard, G. Bado, B. Baillet, D. Delaune, K. Y. Nebie, A. Diarra, Y. Savane, R. B. Pallawo, G. J. Gutierrez, N. Milhano, I. Roger, C. J. Williams, F. Yattara, K. Lewandowski, J. Taylor, P. Rachwal, D. J. Turner, G. Pollakis, J. A. Hiscox, D. A. Matthews, M. K. O'Shea, A. M. Johnston, D. Wilson, E. Hutley, E. Smit, A. Di Caro, R. Wolfel, K. Stoecker, E. Fleischmann, M. Gabriel, S. A. Weller, L. Koivogui, B. Diallo, S. Keita, A. Rambaut, P. Formenty, S. Gunther, M. W. Carroll, Nature 2016, 530, 228.
22. A. Kaushik, S. Tiwari, R. Dev Jayant, A. Marty, M. Nair, Biosens. Bioelectron. 2016, 75, 254;
23. Y. Lu, J. Lu, J. Zhao, J. Cusido, F. M. Raymo, J. Yuan, S. Yang, R. C. Leif, Y. Huo, J. A. Piper, J. Paul Robinson, E. M. Goldys, D. Jin, Nat. Commun. 2014, 5, 3741.
24. A. A. Yanik, M. Huang, O. Kamohara, A. Artar, T. W. Geisbert, J. H. Connor, H. Altug, Nano Lett. 2010, 10, 4962;
25. G. G. Daaboul, C. A. Lopez, J. Chinnala, B. B. Goldberg, J. H. Connor, M. S. Unlu, ACS Nano 2014, 8, 6047;
26. Y. Li, Y. T. Cu, D. Luo, Nat. Biotechnol. 2005, 23, 885.
27. Y. Huang, N. Xing, Z. Wang, X. Zhang, X. Zhao, Q. Du, L. Chang, D. Tong, PLoS One 2015, 10, e0141545;
28. A. R. Trombley, L. Wachter, J. Garrison, V. A. Buckley-Beason, J. Jahrling, L. E. Hensley, R. J. Schoepp, D. A. Norwood, A. Goba, J. N. Fair, D. A. Kulesh, Am. J. Trop. Med. Hyg. 2010, 82, 954.
29. Y. Huang, H. Wei, Y. Wang, Z. Shi, H. Raoul, Z. Yuan, Virol. Sin. 2012, 27, 273.
30. C. Drosten, S. Gottig, S. Schilling, M. Asper, M. Panning, H. Schmitz, S. Gunther, J. Clin. Microbiol. 2002, 40, 2323.
31. M. Saijo, M. Niikura, S. Morikawa, I. Kurane, J. Clin. Microbiol. 2001, 39, 776.
32. T. Ikegami, M. Saijo, M. Niikura, M. E. Miranda, A. B. Calaor, M. Hernandez, D. L. Manalo, I. Kurane, Y. Yoshikawa, S. Morikawa, Microbiol. Immunol. 2002, 46, 633.
33. M. Niikura, T. Ikegami, M. Saijo, I. Kurane, M. E. Miranda, S. Morikawa, J. Clin. Microbiol. 2001, 39, 3267.
34. E. Nakayama, A. Yokoyama, H. Miyamoto, M. Igarashi, N. Kishida, K. Matsuno, A. Marzi, H. Feldmann, K. Ito, M. Saijo, A. Takada, Clin. Vaccine Immunol. 2010, 17, 1723.
35. N. P. Pai, C. Vadnais, C. Denkinger, N. Engel, M. Pai, PLoS Med. 2012, 9, e1001306.
36. S. Zhang, G. Han, Z. Xing, S. Zhang, X. Zhang, Anal. Chem. 2014, 86, 3541;
37. A. E. Prigodich, P. S. Randeria, W. E. Briley, N. J. Kim, W. L. Daniel, D. A. Giljohann, C. A. Mirkin, Anal. Chem. 2012, 84, 2062;
38. W. Pan, T. Zhang, H. Yang, W. Diao, N. Li, B. Tang, Anal. Chem. 2013, 85, 10581;
39. B. Zhao, J. L. Shen, S. X. Chen, D. F. Wang, F. Li, S. Mathur, S. P. Song, C. H. Fan, Chem. Sci. 2014, 5, 4460.
40. B. Koos, G. Cane, K. Grannas, L. Lof, L. Arngarden, J. Heldin, C. M. Clausson, A. Klaesson, M. K. Hirvonen, F. M. de Oliveira, V. O. Talibov, N. T. Pham, M. Auer, U. H. Danielson, J. Haybaeck, M. Kamali-Moghaddam, O. Soderberg, Nat. Commun. 2015, 6, 7294;
41. D. Evanko, Nat. Methods 2004, 1, 186;
42. H. M. Choi, V. A. Beck, N. A. Pierce, ACS Nano 2014, 8, 4284;
43. S. Bi, M. Chen, X. Jia, Y. Dong, Z. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2015, 54, 8144;
44. Z. Cheglakov, T. M. Cronin, C. He, Y. Weizmann, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6116;
45. Z. Wu, G. Q. Liu, X. L. Yang, J. H. Jiang, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6829;
46. F. Xuan, I. M. Hsing, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9810.
47. P. D. Howes, R. Chandrawati, M. M. Stevens, Science 2014, 346, 1247390;
48. W. Zhou, X. Gao, D. Liu, X. Chen, Chem. Rev. 2015, 115, 10575;
49. N. L. Rosi, C. A. Mirkin, Chem. Rev. 2005, 105, 1547;
50. M. Balcioglu, M. Rana, M. V. Yigit, J. Mater. Chem. B 2013, 1, 6187;
51. Q. Wei, R. Nagi, K. Sadeghi, S. Feng, E. Yan, S. J. Ki, R. Caire, D. Tseng, A. Ozcan, ACS Nano 2014, 8, 1121;
52. K. L. Hamner, C. M. Alexander, K. Coopersmith, D. Reishofer, C. Provenza, M. M. Maye, ACS Nano 2013, 7, 7011.
53. R. M. Dirks, N. A. Pierce, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 15275.
54. M. Rana, M. Balcioglu, M. Kovach, M. S. Hizir, N. M. Robertson, I. Khan, M. V. Yigit, Chem. Commun. 2016, 52, 3524.
55. G. A. Richards, S. Murphy, R. Jobson, M. Mer, C. Zinman, R. Taylor, R. Swanepoel, A. Duse, G. Sharp, I. C. De La Rey, C. Kassianides, Crit. Care Med. 2000, 28, 240.
56. D. Hessels, J. A. Schalken, Nat. Rev. Urol. 2009, 6, 255.
57. Y. H. Su, M. Wang, D. E. Brenner, P. A. Norton, T. M. Block, Ann. N. Y. Acad. Sci. 2008, 1137, 197.
58. K. Kosco, J. C. Poole, S. Hancock, E. Samuelsz, T. T. Lu, E. Clark, L. Hassaine, S. Guerrero, C. R. T. Vibat, V. Melnikova, M. G. Erlander, Cancer Res. 2015, 75.
59. M. Moreau, C. Spencer, J. G. Gozalbes, R. Colebunders, A. Lefevre, S. Gryseels, B. Borremans, S. Gunther, D. Becker, J. A. Bore, F. R. Koundouno, A. Di Caro, R. Wolfel, T. Decroo, M. Van Herp, L. Peetermans, A. M. Camara, Euro. Surveill. 2015, 20, pii: 21017.
60. J. Liu, Y. Lu, Nat. Protoc. 2006, 1, 246;
61. M. S. Hizir, M. Top, M. Balcioglu, M. Rana, N. M. Robertson, F. S. Shen, J. Sheng, M. V. Yigit, Anal. Chem. 2016, 88, 600.
62. M. Balcioglu, M. Rana, N. Robertson, M. V. Yigit, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 12100;
63. M. Rana, M. Balcioglu, M. V. Yigit, Bionanosci. 2014, 4, 195.
64. M. Rana, M. Balcioglu, N. M. Robertson, M. S. Hizir, S. Yumak, M. V. Yigit, Chem. Sci. 2016, DOI: 10.1039/C6SC03444F.