От всички различни лечения на рака фотодинамичната терапия, при която светлината се използва за унищожаване на раковите клетки, може да има един от най-странните странични ефекти: Пациентите често виждат по-добре на тъмно.
Сега изследователите са разбрали защо това се случва: родопсинът, светлочувствителен протеин в ретината в нашите очи, взаимодейства със съединение, наречено хлорин е6, критичен компонент на този тип лечение на рак.
Работата се основава на това, което учените вече знаят за органичното съединение на ретината, което се намира в окото и обикновено е нечувствително към инфрачервената светлина.
Видимата светлина, влизаща в окото, кара ретината да се отдели от родопсина – това се превръща в електрически сигнал, който мозъкът може да интерпретира. Въпреки че нямаме много видима светлина през нощта, се оказва, че този механизъм може да бъде причинен и от различна комбинация от светлина и химия.
С инфрачервена светлина и с хлорна инжекция ретината се променя по същия начин, както при видимата светлина.
“Това обяснява повишената зрителна острота през нощта”, каза химикът Антонио Монари от Университета на Лотарингия във Франция, Лоре Кайлос от CNRS.
„Не знаехме обаче как родопсинът и неговата активна група на ретината взаимодействат с хлорина. Този механизъм успяхме да открием с помощта на молекулярно моделиране.
Заедно с някои химически изчисления на високо ниво, екипът използва молекулярно моделиране за преместване на отделни атоми (по отношение на съответното им привличане или отблъскване) и разкъсване или създаване на химически връзки.
Симулацията продължи месеци – и направи милиони изчисления – преди да може да симулира точно химическата реакция, причинена от инфрачервеното лъчение. В реалния живот реакцията ще настъпи само за наносекунди.
„За нашата симулация ние поставихме виртуален родопсинов протеин, вмъкнат в липидната му мембрана в контакт с няколко молекули хлор е6 и вода, или десетки хиляди атоми“, каза Монари пред CNRS.
Тъй като хлоринът e6 абсорбира инфрачервената радиация, той взаимодейства с кислорода в тъканта на окото, превръщайки го в силно реактивен синглетен кислород – както и унищожава раковите клетки, синглетният кислород може да реагира и с ретината и да стимулира повишено нощно виждане.
Сега учените познават химията зад този странен страничен ефект и може да успеят да ограничат вероятността това да се случи при пациенти, подложени на фотодинамична терапия, които съобщават, че виждат силуети и очертания в тъмното.
В бъдеще тази химическа реакция може дори да се използва за лечение на някои видове слепота или свръхчувствителност към светлина, въпреки че абсолютно не е препоръчително да се опитвате да използвате хлорин e6 за осигуряване на свръхчовешко нощно виждане.
Изследването е публикувано в списанието Physical Chemistry Letters.
Източници: Снимка: Антонио Монари
