(Erik Marhoffer/EyeEm/Getty Images) Kaikkien erityyppisten joukossa syöpä hoito, fotodynaaminen terapia - jossa valoa käytetään tuhoamaan pahanlaatuisia soluja - saattaa olla yksi kummallisimmista sivuvaikutuksista: potilaat näkevät usein paremmin pimeässä.
Nyt tutkijat ovat selvittäneet, miksi näin tapahtuu: rodopsiini , valoherkkä proteiini silmämme verkkokalvossa, on vuorovaikutuksessa valoherkän yhdisteen kanssa kloori e6, tärkeä osa tämäntyyppistä syövänhoitoa.
Työ perustuu siihen, mitä tiedemiehet jo tietävät orgaanisesta yhdisteestä verkkokalvo , jota löytyy silmästä ja joka ei yleensä ole herkkä infrapunavalolle.
Näkyvä valo saa verkkokalvon erottumaan rodopsiinista – tämä muunnetaan sähköiseksi signaaliksi, jonka aivomme tulkitsevat näkeväksi. Vaikka emme saa paljon näkyvää valoa yöllä, käy ilmi, että tämä mekanismi voidaan laukaista myös toisella valon ja kemian yhdistelmällä.
Infrapunavalossa ja klooriinjektiolla verkkokalvo muuttuu samalla tavalla kuin näkyvässä valossa.
'Tämä selittää yön näöntarkkuuden kasvun', kemisti Antonio Monari Lorraine-yliopistosta Ranskasta kertoi Laure Caillocelle. CNRS .
'Emme kuitenkaan tienneet tarkasti, kuinka rodopsiini ja sen aktiivinen verkkokalvoryhmä olivat vuorovaikutuksessa kloorin kanssa. Juuri tämän mekanismin olemme nyt onnistuneet selvittämään molekyylisimuloinnin avulla.
Yhdessä joidenkin korkean tason kemiallisten laskelmien kanssa ryhmä käytti molekyylisimulaatiota mallintaakseen yksittäisten atomien liikkeitä (niiden vetovoiman tai hylkimisen suhteen) sekä kemiallisten sidosten katkeamista tai luomista.
Simulaatiota ajettiin useita kuukausia – ja sitä pureskeltiin miljoonien laskelmien läpi – ennen kuin se pystyi mallintamaan tarkasti infrapunasäteilyn aiheuttaman kemiallisen reaktion. Tosielämässä reaktio tapahtuisi vain nanosekunneissa.
'Simulointiamme varten asetimme virtuaalisen rodopsiiniproteiinin, joka oli lisätty sen lipidikalvoon, kosketuksiin useiden kloori e6 -molekyylien ja veden tai useiden kymmenien tuhansien atomien kanssa', Monari kertoi. CNRS .
Koska kloori e6 absorboi infrapunasäteilyä, se on vuorovaikutuksessa silmäkudoksen hapen kanssa, muuttaen sen erittäin reaktiiviseksi singlettihapeksi – syöpäsolujen tuhoamisen lisäksi singlettihappi voi reagoida verkkokalvon kanssa ja tehostaa pimeänäön, molekyylin. simulaatio esityksiä.
Nyt tiedemiehet tietävät tämän oudon sivuvaikutuksen taustalla olevan kemian, ja he saattavat pystyä rajoittamaan sen mahdollisuutta fotodynaamista hoitoa saavilla potilailla, jotka ovat raportoineet näkevänsä siluetteja ja ääriviivoja pimeässä.
Myöhemmin tätä kemiallista reaktiota voitaisiin jopa valjastaa auttamaan tietyntyyppisten sokeuden tai yliherkkyyden hoidossa – vaikka kloori e6:n käyttäminen ei olekaan suositeltavaa.yli-inhimillinen yönäkö.
Se on toinen esimerkki oivalluksista, joita voimme saada myös molekyylisimulaatioista ja siitä, kuinka planeetan tehokkaimmat tietokoneet pystyvät antamaan meillesyvempää ymmärrystätieteestä kuin muuten olisimme.
'Molekyylisimulaatiota käytetään jo valottamaan perusmekanismeja - esimerkiksi miksi tietyt DNA-vauriot ovat paremmin korjattavissa kuin toiset - ja mahdollistamaan potentiaalisten terapeuttisten molekyylien valinta matkimalla niiden vuorovaikutusta valitun kohteen kanssa', Monari kertoi. CNRS .
Tutkimus on julkaistu lehdessä Journal of Physical Chemistry Letters .