Od svih različitih tretmana karcinoma, fotodinamička terapija, gdje se svjetlost koristi za ubijanje ćelija karcinoma, može imati jednu od najčudnijih nuspojava: Pacijenti često bolje vide u mraku.
Sada su istraživači shvatili zašto se to događa: rodopsin, protein osjetljiv na svjetlost u mrežnici u našim očima, komunicira sa spojem zvanim hlorin e6, kritičnom komponentom ove vrste liječenja karcinoma.
Rad se temelji na onome što naučnici već znaju o organskom spoju mrežnjače koji se nalazi u oku i obično je neosjetljiv na infracrvenu svjetlost.
Vidljiva svjetlost koja ulazi u oko dovodi do odvajanja mrežnice od rodopsina – to se pretvara u električni signal koji mozak može protumačiti. Iako noću nemamo puno vidljive svjetlosti, ispostavilo se da bi ovaj mehanizam mogao biti uzrokovan drugačijom kombinacijom svjetlosti i hemije.
Uz infracrveno svjetlo i uz ubrizgavanje hlora, mrežnjača se mijenja na isti način kao i kod vidljive svjetlosti.
“To objašnjava povećanu oštrinu vida noću”, rekla je kemičar Antonio Monari sa Univerziteta Lorraine u Francuskoj, Laure Caylos iz CNRS-a.
„Međutim, nismo tačno znali kako su rodopsin i njegova aktivna mrežnjača u interakciji s hlorom. Upravo smo taj mehanizam uspjeli otkriti pomoću molekularnog modeliranja. '
Zajedno s nekim kemijskim proračunima na visokom nivou, tim je koristio molekularno modeliranje za pomicanje pojedinačnih atoma (u smislu njihove privlačnosti ili odbijanja) i prekidanje ili stvaranje hemijskih veza.
Simulacija je trajala mjesecima – i izvodila milione proračuna – prije nego što je mogla precizno simulirati hemijsku reakciju izazvanu infracrvenim zračenjem. U stvarnom životu reakcija će se dogoditi za samo nanosekunde.
“Za našu simulaciju stavili smo virtualni protein rodopsin umetnut u njegovu lipidnu membranu u kontakt s nekoliko molekula hlora e6 i vodom ili desetinama hiljada atoma”, rekao je Monari za CNRS.
Budući da klorin e6 apsorbira infracrveno zračenje, on djeluje s kisikom u tkivu oka, pretvarajući ga u visoko reaktivni singletni kisik – kao i uništavajući stanice karcinoma, singletni kisik također može reagirati s mrežnicom i potaknuti povećanje noćnog vida.
Znanstvenici sada znaju hemiju koja stoji iza ove čudne nuspojave i možda će uspjeti ograničiti vjerovatnoću da se to dogodi kod pacijenata koji se podvrgavaju fotodinamičkoj terapiji koji izvještavaju da vide siluete i obrise u mraku.
U budućnosti se ova hemijska reakcija može koristiti i za liječenje određenih vrsta sljepoće ili preosjetljivosti na svjetlost, iako apsolutno nije poželjno pokušavati koristiti klor e6 za pružanje nadljudskog noćnog vida.
Studija je objavljena u časopisu Physical Chemistry Letters.
Izvori: Foto: Antonio Monari
