Virus som angriper växter, insekter, däggdjur och bakterier har visat sig vara effektiva plattformar för att leverera mediciner och avbildningskemikalier till specifika celler i kroppen, som byggstenar för små batterielektroder och datalagringsenheter, och annan nanoteknik.
Utbrottet av forskning under de senaste två decennierna, med förklaringar riktade till studenter och forskare inom och utanför fältet, beskrivs i en ny bok skriven av Nicole Steinmetz, en biträdande professor i biomedicinsk teknik vid Case Western Reserve University, och Marianne Manchester, en professor i farmaci och farmaceutiska vetenskaper vid University of California i San Diego.
Läroboken, Virala nanopartiklar:verktyg för materialvetenskap och biomedicin, sammanfattar arbetet utfört av ingenjörer, apotek, fysiker, materialvetare, medicinska forskare och andra; de virus som används och applikationerna. Boken finns tillgänglig nu.
"Fältet expanderar snabbt, med människor från fler och fler bakgrunder som kommer in i det, sade Steinmetz, som har manipulerat virus sedan hon var forskare. Tidigare i sin karriär skapade hon flerskiktiga tunnfilmsuppsättningar gjorda av flera 3-dimensionella virala nanopartiklar för användning i sensorer eller nanoelektronik, men fokuserar nu på tillämpningen av växtvirus för medicinskt bruk, såsom cancerdetektering och avbildning och riktad läkemedelsleverans.
Manchester har länge specialiserat sig på gränssnittet mellan virala nanopartiklar och fysiologiska system, definiera hur virus interagerar med cellytor och organ i kroppen. "Fältet är nu redo att gå framåt mot kommersiella och kliniska tillämpningar, ", sa hon. "Boken ger en översikt över dessa utmaningar och möjligheter".
Virus hittar ett brett spektrum av användningsområden inom nanovetenskap och nanoteknik, på grund av en mängd praktiska egenskaper, förklarar hon. Virus är redan i nanostorlek – 100, 000-tals gånger mindre än bredden på ett människohår. Deras strukturer har optimerats av naturen, fysiskt och kemiskt är varje enhet av samma virusstam identisk, de är billiga och enkla att tillverka och de monteras enkelt ihop till två- och tredimensionella strukturer.
Smittämnena är också stabila, tålig och biokompatibel.
Boken beskriver hur forskare har mineraliserat virus för att producera nanotrådar som används i nanoelektronik, och bygga tunnfilmsmikro-arrayer. Författarna förklarar hur forskare har gjort smittämnena godartade, såväl som genetiskt eller kemiskt förändrade versioner för specifika användningar.
De berättar hur de och andra har modifierat ytorna på virala nanopartiklar för att länka till mål, såsom tumörceller, och modifierade sina interiörer för att bära mediciner, fluorescerande kemikalier som används i bildbehandlingstillämpningar, eller annan last.
