At gøre sygdomsagenter til værktøjer til sundhed og bedre levevis

Virus, der angriber planter, insekter, pattedyr og bakterier har vist sig at være effektive platforme til levering af medicin og billeddannelseskemikalier til specifikke celler i kroppen, som byggesten til små batterielektroder og computerdatalagringsenheder, og andre nanoteknologier.

Udbruddet af forskning gennem de sidste to årtier, med forklaringer rettet mod bachelor- og kandidatstuderende og videnskabsmænd inden for og uden for feltet, er beskrevet i en ny bog skrevet af Nicole Steinmetz, en assisterende professor i biomedicinsk teknik ved Case Western Reserve University, og Marianne Manchester, en professor i farmaci og farmaceutiske videnskaber ved University of California i San Diego.

Lærebogen, Virale nanopartikler:Værktøjer til materialevidenskab og biomedicin, opsummerer arbejdet udført af ingeniører, kemikere, fysikere, materialeforskere, medicinske forskere og andre; de anvendte vira og applikationerne. Bogen er tilgængelig nu.

"Fagtet udvider sig hurtigt, med folk fra flere og flere baggrunde, der kommer ind i det, sagde Steinmetz, som har manipuleret med vira, siden hun var bachelor-forsker. Tidligere i sin karriere skabte hun flerlagede tyndfilmarrays lavet af flere 3-dimensionelle virale nanopartikler til brug i sensorer eller nanoelektronik, men fokuserer nu på anvendelsen af ​​plantevirus til medicinsk brug, såsom kræftdetektion og billeddannelse og målrettet lægemiddellevering.

Manchester har længe specialiseret sig i grænsefladen mellem virale nanopartikler og fysiologiske systemer, at definere måder, hvorpå vira interagerer med celleoverflader og organer i kroppen. "Feltet er nu klar til at bevæge sig fremad mod kommercielle og kliniske applikationer, " sagde hun. "Bogen giver et overblik over disse udfordringer og muligheder".

Vira finder en bred vifte af anvendelser inden for nanovidenskab og nanoteknologi, på grund af en lang række praktiske træk, forklarer hun. Vira er allerede i nanostørrelse - 100, 000-vis af gange mindre end bredden af ​​et menneskehår. Deres strukturer er blevet optimeret af naturen, fysisk og kemisk er hver enhed af den samme virusstamme identisk, de er billige og nemme at producere, og de samles nemt selv i to- og tredimensionelle strukturer.

De smitsomme stoffer er også stabile, hårdfør og biokompatibel.

Bogen beskriver, hvordan forskere har mineraliseret vira til at producere nanotråde, der bruges i nanoelektronik, og opbygge tynd-film mikro-arrays. Forfatterne forklarer, hvordan videnskabsmænd har gjort de smitsomme stoffer godartede, samt genetisk eller kemisk ændrede versioner til specifikke anvendelser.

De fortæller, hvordan de og andre har ændret overfladerne af virale nanopartikler for at forbinde med mål, såsom tumorceller, og ændrede deres interiør til at bære medicin, fluorescerende kemikalier, der anvendes i billedbehandlingsapplikationer, eller anden last.