I naturen, virus använder nanocages för att skydda sitt genom. Vissa av dessa virus kan demonteras till proteinenheter för att ta bort deras genom. Dessa proteinenheter kan sedan sättas ihop till nanocages med andra mallar, de så kallade virusliknande partiklarna. För hennes Ph.D. avhandling, University of Twente kandidat Shuqin Cao arbetade på en ny mall för dessa virusliknande partiklar för att använda dem i flera olika biomedicinska tillämpningar.

Cao arbetade med Cowpea Chlorotic Mottic Virus (CCMV). CCMV är – som namnet antyder – ett växtvirus, som är väldigt lätt att tillverka, är inte skadligt för människor och har använts för läkemedels- och genleverans. Normalt är CCMV sfärisk och på grund av sin naturliga struktur, nanocage har begränsningar för inkapsling av icke-sfärisk funktionell last.

Beläggning av nanodiamanter

Cao kunde belägga olika oorganiska, icke-sfäriska material som fluorescerande nanodiamanter (fNDs), med proteinerna från CCMV nanocage. Dessa extremt små diamanter avger ljus när de träffas med gult ljus, gör det möjligt att spåra dem. "Genom att belägga fNDs med proteiner av CCMV, celler kunde ta upp fND, vilket är unikt, " säger Cao. Beläggningen av proteinerna fungerar som en barriär som skyddar lasten från dess miljö men också skyddar miljön från lasten.

I sin Ph.D. avhandling, Cao beskriver två andra exempel på last med biomedicinska tillämpningar som hon kunde belägga med proteinet från CCMV. Till exempel, guldnanorör och kolnanorör. "Guldnanorods kan användas för bioavbildning, precis som fNDs men också för andra applikationer som att förstöra oönskade (cancer)celler, " säger Cao. Värmen som guld nanorods skapar när de träffas med grönt ljus kan orsaka intensiv celldöd. Istället för att använda en beläggning som också är giftig för resten av kroppen, CCMV-proteiner kan användas som ett säkert alternativ.

Andra former

Enligt Cao, denna princip att belägga lasten med proteiner skulle kunna utvidgas till andra typer av nanocages. Det finns också fortfarande vissa utmaningar att övervinna, såsom stabiliteten hos de använda proteinerna. Ändå, protein nanocages har stor potential som byggstenar för att skapa mer funktionella material.