Ze všech různých způsobů léčby rakoviny může mít fotodynamická terapie, při níž se světlo používá k ničení rakovinných buněk, jeden z nejpodivnějších vedlejších účinků: Pacienti často vidí lépe ve tmě.
Nyní vědci zjistili, proč se to děje: rhodopsin, protein citlivý na světlo v sítnici v našich očích, interaguje se sloučeninou zvanou chlorin e6, která je kritickou složkou tohoto typu léčby rakoviny.
Práce je založena na tom, co vědci již vědí o organické sloučenině sítnice, která se nachází v oku a je obvykle necitlivá na infračervené světlo.
Viditelné světlo vstupující do oka způsobí oddělení sítnice od rhodopsinu – ten se přemění na elektrický signál, který může mozek interpretovat. I když v noci nemáme mnoho viditelného světla, ukázalo se, že tento mechanismus může být způsoben také jinou kombinací světla a chemie.
U infračerveného světla a vstřikování chloru se sítnice mění stejným způsobem jako u viditelného světla.
„To vysvětluje zvýšenou zrakovou ostrost v noci,“ řekl chemik Antonio Monari z francouzské univerzity v Lorraine Laure Caylos z CNRS.
“Nevěděli jsme však přesně, jak rhodopsin a jeho aktivní skupina sítnice interagují s chlorinem.” Právě tento mechanismus jsme byli schopni zjistit pomocí molekulárního modelování. “
Spolu s některými chemickými výpočty na vysoké úrovni tým použil molekulární modelování k pohybu jednotlivých atomů (z hlediska jejich příslušné přitažlivosti nebo odpudivosti) a rozbití nebo vytvoření chemických vazeb.
Simulace probíhala měsíce – a prováděla miliony výpočtů – než mohla přesně simulovat chemickou reakci způsobenou infračerveným zářením. Ve skutečném životě k reakci dojde jen za nanosekundy.
“Pro naši simulaci jsme dali virtuální protein rhodopsinu vložený do jeho lipidové membrány do kontaktu s několika molekulami chloru e6 a vodou nebo desítkami tisíc atomů,” řekla Monari CNRS.
Vzhledem k tomu, že chlorin e6 absorbuje infračervené záření, interaguje s kyslíkem v oční tkáni a přeměňuje jej na vysoce reaktivní singletový kyslík – stejně jako ničí rakovinné buňky, singletový kyslík může také reagovat se sítnicí a stimulovat zvýšení nočního vidění.
Vědci nyní znají chemii, která stojí za tímto podivným vedlejším účinkem, a mohou být schopni omezit pravděpodobnost, že se to stane u pacientů podstupujících fotodynamickou terapii, kteří uvádějí, že vidí siluety a obrysy ve tmě.
V budoucnu může být tato chemická reakce dokonce použita k léčbě určitých typů slepoty nebo přecitlivělosti na světlo, i když se rozhodně nedoporučuje zkoušet používat chlorin e6 k zajištění nadlidského nočního vidění.
Studie byla publikována v časopise Physical Chemistry Letters.
Zdroje: Foto: Antonio Monari
