ENGINEERINGNET.BE - In de natuur gebruiken virussen nanokooien om hun genoom te beschermen. Sommige van deze virussen zijn tot losse eiwiteenheden uit elkaar te halen, om hun genoom te bevrijden.
Deze eiwiteenheden zijn dan weer op te bouwen tot nanokooien met andere sjablonen, de zogenaamde virusachtige deeltjes. Cao werkte aan het Cowpea Chlorotic Mottic Virus (CCMV). Dit is een plantenvirus, dat zeer eenvoudig te produceren is, niet schadelijk is voor de mens en gebruikt wordt voor het toedienen van medicijnen en genen.
Normaal gesproken is CCMV bolvormig en door zijn natuurlijke structuur heeft de nanokooi beperkingen voor de verpakking van de niet-bolvormige, functionele lading.
Cao was in staat om verschillende anorganische, niet-bolvormige materialen – zoals fluorescerende nanodiamanten (fND's) – te coaten met de eiwitten van de CCMV-nanokooi. Deze extreem kleine diamanten stralen licht uit wanneer ze met geel licht worden beschenen, waardoor het mogelijk is om ze te volgen met een microscoop.
"Door de fND's te bedekken met eiwitten van CCMV konden de cellen de fND's opnemen, dat is uniek", zegt Cao. De coating van de eiwitten werkt als een barrière die de lading beschermt tegen de omgeving, maar ook de omgeving beschermt tegen de lading.
Twee andere voorbeelden van lading met biomedische toepassingen die Cao kon coaten met het eiwit van CCMV zijn gouden nanostaven en koolstofnanobuizen. "Gouden nanostaven zijn te gebruiken voor bio-imaging, net als fND's, en voor andere toepassingen zoals het vernietigen van ongewenste kankercellen", zegt Cao.
De hitte die de nanostaven creëren als ze met groen licht worden geraakt, kan een cel doden. In plaats van een coating te gebruiken die ook giftig is voor de rest van het lichaam, kunnen CCMV-eiwitten worden gebruikt als een veilig alternatief.
Volgens Cao zou dit principe van het coaten van de lading met eiwitten uit te breiden zijn naar andere soorten nanokooien. Er zijn nog enkele uitdagingen, zoals de stabiliteit van de gebruikte eiwitten, maar toch hebben nanokooien gemaakt van viruseiwitten grote potentie als bouwstenen om meer functionele materialen te maken.
