Exosomes show potential for cancer diagnostics because they transport molecular contents of the cells from which they originate. Detection and molecular profiling of exosomes is technically challenging and often requires extensive sample purification and labeling. Here we describe a label-free, high-throughput approach for quantitative analysis of exosomes. Our nano-plasmonic exosome (nPLEX) assay is based on transmission surface plasmon resonance through periodic nanohole arrays. Each array is functionalized with antibodies to enable profiling of exosome surface proteins and proteins present in exosome lysates. We show that this approach offers improved sensitivity over previous methods, enables portable operation when integrated with miniaturized optics and allows retrieval of exosomes for further study. Using nPLEX to analyze ascites samples from ovarian cancer patients, we find that exosomes derived from ovarian cancer cells can be identified by their expression of CD24 and EpCAM, suggesting the potential of exosomes for diagnostics.

Patients recall or comprehend as little as half of what physicians convey during an outpatient encounter. To enhance recall, comprehension, and adherence, it is recommended that physicians elicit patients' comprehension of new concepts and tailor subsequent information, particularly for patients with low functional health literacy. It is not known how frequently physicians apply this interactive educational strategy, or whether it is associated with improved health outcomes.We used direct observation to measure the extent to which primary care physicians working in a public hospital assess patient recall and comprehension of new concepts during outpatient encounters, using audiotapes of visits between 38 physicians and 74 English-speaking patients with diabetes mellitus and low functional health literacy. We then examined whether there was an association between physicians' application of this interactive communication strategy and patients' glycemic control using information from clinical and administrative databases.Physicians assessed recall and comprehension of any new concept in 12 (20%) of 61 visits and for 15 (12%) of 124 new concepts. Patients whose physicians assessed recall or comprehension were more likely to have hemoglobin A(1c) levels below the mean (< or = 8.6%) vs patients whose physicians did not (odds ratio, 8.96; 95% confidence interval, 1.1-74.9) (P =.02). After multivariate logistic regression, the 2 variables independently associated with good glycemic control were higher health literacy levels (odds ratio, 3.97; 95% confidence interval, 1.09-14.47) (P =.04) and physicians' application of the interactive communication strategy (odds ratio, 15.15; 95% confidence interval, 2.07-110.78) (P<.01).Primary care physicians caring for patients with diabetes mellitus and low functional health literacy rarely assessed patient recall or comprehension of new concepts. Overlooking this step in communication reflects a missed opportunity that may have important clinical implications.

Extracellular vesicles, including exosomes, are nanoscale membrane particles that carry molecular information on parental cells. They are being pursued as biomarkers of cancers that are difficult to detect or serially follow. Here we present a compact sensor technology for rapid, on-site exosome screening. The sensor is based on an integrated magneto–electrochemical assay: exosomes are immunomagnetically captured from patient samples and profiled through electrochemical reaction. By combining magnetic enrichment and enzymatic amplification, the approach enables (i) highly sensitive, cell-specific exosome detection and (ii) sensor miniaturization and scale-up for high-throughput measurements. As a proof-of-concept, we implemented a portable, eight-channel device and applied it to screen extracellular vesicles in plasma samples from ovarian cancer patients. The sensor allowed for the simultaneous profiling of multiple protein markers within an hour, outperforming conventional methods in assay sensitivity and speed.

Ovarian cancer is a heterogeneous group of tumors in both cell type and natural history. While outcomes are generally favorable when detected early, the most common subtype, high-grade serous carcinoma (HGSOC), typically presents at an advanced stage and portends less favorable prognoses. Its aggressive nature has thwarted early detection efforts through conventional detection methods such as serum CA125 and ultrasound screening and thus inspired the investigation of novel biomarkers. Here, we report the systematic development of an extracellular-vesicle (EV)-based test to detect early-stage HGSOC. Our study is based on emerging insights into HGSOC biology, notably that it arises from precursor lesions within the fallopian tube before traveling to ovarian and/or peritoneal surfaces. To identify HGSOC marker candidates, we established murine fallopian tube (mFT) cells with oncogenic mutations in Brca1/2, Tp53 , and Pten genes, and performed proteomic analyses on mFT EVs. The identified markers were then evaluated with an orthotopic HGSOC animal model. In serially-drawn blood samples of tumor-bearing mice, mFT-EV markers increased with tumor initiation, supporting their potential use in early cancer detection. A pilot human clinical study ( n = 51) further narrowed EV markers to five candidates, EpCAM, CD24, VCAN, HE4, and TNC. Combined expression of these markers achieved high OvCa diagnostic accuracy (cancer vs. non-cancer) with a sensitivity of 0.89 and specificity of 0.93. The same five markers were also effective in a three-group classification: non-cancer, early-stage (I & II) HGSOC, and late-stage (III & IV) HGSOC. In particular, they differentiated early-stage HGSOC from the rest with a specificity of 0.91. Minimally invasive and repeatable, this EV-based testing could be a versatile and serial tool for informing patient care and monitoring women at high risk for ovarian cancer.

Abstract Extracellular vesicles (EVs) are recognized cancer biomarkers, however, clinical analysis has been difficult due to a lack of simple and sensitive assays. Here, we describe a bead-enhanced flow cytometry method, BEAD flow, using biotinylated EVs captured on streptavidin particles. With this method, we show analysis of patient-derived EVs using a panel of pancreatic cancer biomarkers. BEAD flow is easily translatable to any biomarker or cancer type and can be run with conventional flow cytometers, making it highly flexible and adaptable to diverse research and clinical needs.

Addressing the global disparity in cancer care necessitates the development of rapid and affordable nucleic acid (NA) testing technologies. This need is particularly critical for cervical cancer, where molecular detection of human papillomavirus (HPV) has emerged as an accurate screening method. However, implementing this transition in low- and middle-income countries has been challenging due to the high costs and centralized facilities required for current NA tests. Here, we present CreDiT (CRISPR Enhanced Digital Testing) for on-site NA detection. The CreDiT platform integrates i) a one-pot CRISPR strategy that simultaneously amplifies both target NAs and analytical signals and ii) a robust fluorescent detection based on digital communication (encoding/decoding) technology. These features enable a rapid assay (<35 minutes) in a single streamlined workflow. We demonstrate the sensitive detection of cell-derived HPV DNA targets down to single copies and accurate identification of HPV types in clinical cervical brushing specimens (n = 121).

Development of efficient portable sensors for accurately detecting biomarkers is crucial for early disease diagnosis, yet remains a significant challenge. To address this need, we introduce the enhanced luminescence lateral-flow assay, which leverages highly luminescent upconverting nanoparticles (UCNPs) alongside a portable reader and a smartphone app. The sensor's efficiency and versatility were shown for kidney health monitoring as a proof of concept. We engineered Er

Lens-free digital in-line holography (LDIH) is a promising microscopic tool that overcomes several drawbacks (e.g., limited field of view) of traditional lens-based microcopy. However, extensive computation is required to reconstruct object images from the complex diffraction patterns produced by LDIH, which limits LDIH utility for point-of-care applications, particularly in resource limited settings. Here, we describe a deep transfer learning (DTL) based approach to process LDIH images in the context of cellular analyses. Specifically, we captured holograms of cells labeled with molecular-specific microbeads and trained neural networks to classify these holograms without reconstruction. Using raw holograms as input, the trained networks were able to classify individual cells according to the number of cell-bound microbeads. The DTL-based approach including a VGG19 pretrained network showed robust performance even with noisy experimental data. Combined with the developed DTL approach, LDIH could be realized as a low-cost, portable tool for point-of-care diagnostics.

5592 Background: In a phase 2 study, letrozole/abemaciclib demonstrated an objective response rate (ORR) of 30% and median progression free survival (PFS) of 9.1 months in recurrent ER positive EC. While tissue-based tumor profiling revealed several mechanistically relevant candidate baseline genomic predictors of response ( CTNNB1, KRAS,and CDKN2A mutations) and absence of response ( TP53mutations), circulating tumor DNA (ctDNA) is a less invasive alternative to monitor therapeutic efficacy and define acquired resistance. Methods: Serial plasma specimens were obtained at baseline, cycle 2 day 1 (C2D1), C3D1, C8D1, time of objective response, and at the time of progression from participants who consented for this optional collection. Samples were analyzed using the Guardant Infinity assay, which includes genotyping of > 750 genes and methylation-based tumor fraction (TF). Treatment response was assessed using the Guardant methylation-informed Molecular Response algorithm. Patients with 50% or more decrease in ctDNA levels or with absolute low ctDNA levels were defined as achieving Molecular Response (MR). Comparison of survival curves was performed using the logrank test. Results: 99/102(97%) samples from 28 patients were successfully analyzed. Three samples were excluded from analysis for not meeting sequencing quality control thresholds. Detection of ctDNA at baseline, measured via methylation-based TF, was associated with worse median PFS, (ctDNA detected (n = 18): 3.5 months vs ctDNA undetected (n = 8): 16.5 months, p = 0.006, HR = 12.5) and overall survival (OS), (ctDNA detected: 11.6 months vs ctDNA undetected: not yet reached, p = 0.008, HR = 4.7e7). Patients who achieved MR after the first or second cycle of letrozole/abemaciclib therapy exhibited better median PFS (MR(n = 13): 12.8 vs not-MR(n = 10): 3.5 months, p < 0.001, HR = 0.1) and were more likely to demonstrate clinical benefit (objective response and/or progression free survival for ≥6 months) from this regimen (MR: 84.6% vs not-MR: 10.0%, p < 0.001, odds ratio (OR) = 49.5). ctDNA analysis of post-progression specimens identified several acquired genomic alterations associated with resistance to combined aromatase/CDK4&6 inhibitor therapy, such as ESR1 mutations/amplification, RB1 mutations, ERBB2 amplification/mutations and CCNE1 amplification. Of note, 2 of the 3 patients with mismatch repair deficient (dMMR) ECs acquired ESR1 mutations at the time of progression; both patients had exhibited durable objective responses to therapy. Conclusions: Baseline and on-treatment ctDNA dynamics may provide an early indication of long-term outcomes and benefit from letrozole/abemaciclib in EC. ctDNA at the time of progression may identify genomic alterations of acquired resistance (such as ESR1, RB1, CCNE1,and ERBB2 alterations) that may guide selection of subsequent therapy.