Kaikista erilaisista syöpähoidoista fotodynaamisella terapialla, jossa valoa käytetään syöpäsolujen tappamiseen, voi olla yksi omituisimmista sivuvaikutuksista: Potilaat näkevät usein paremmin pimeässä.
Nyt tutkijat ovat selvittäneet, miksi näin tapahtuu: rodopsiini, silmän verkkokalvon valoherkkä proteiini, on vuorovaikutuksessa kloori e6 -nimisen yhdisteen kanssa, joka on kriittinen osa tämän tyyppistä syöpähoitoa.
Työ perustuu siihen, mitä tiedemiehet jo tietävät verkkokalvon orgaanisesta yhdisteestä, joka löytyy silmästä ja on yleensä epäherkkä infrapunavalolle.
Silmään tuleva näkyvä valo saa verkkokalvon irtoamaan rodopsiinista – tämä muuttuu sähköiseksi signaaliksi, jonka aivot voivat tulkita. Vaikka meillä ei ole paljon näkyvää valoa yöllä, käy ilmi, että tämä mekanismi voi johtua myös erilaisesta valon ja kemian yhdistelmästä.
Infrapunavalolla ja klooriruiskutuksella verkkokalvo muuttuu samalla tavalla kuin näkyvällä valolla.
“Tämä selittää lisääntyneen näöntarkkuuden yöllä”, sanoi kemisti Antonio Monari Lorrainen yliopistosta Ranskassa, Laure Caylos CNRS: stä.
”Emme kuitenkaan tienneet tarkalleen, miten rodopsiini ja sen aktiivinen verkkokalvoryhmä olivat vuorovaikutuksessa kloorin kanssa. Tämän mekanismin olemme saaneet selville molekyylimallinnuksella. '
Joidenkin korkean tason kemiallisten laskelmien ohella joukkue käytti molekyylimallinnusta yksittäisten atomien siirtämiseen (niiden vetovoiman tai hylkimisen suhteen) ja hajottamaan tai luomaan kemiallisia sidoksia.
Simulaatio suoritettiin kuukausia – ja suoritettiin miljoonia laskelmia – ennen kuin se pystyi simuloimaan tarkasti infrapunasäteilyn aiheuttamaa kemiallista reaktiota. Todellisessa elämässä reaktio tapahtuu vain nanosekunnissa.
“Simulaatiomme varten laitamme sen lipidikalvoon työnnetyn virtuaalisen rodopsiiniproteiinin kosketuksiin muutaman kloori-e6-molekyylin ja veden tai kymmenien tuhansien atomien kanssa”, Monari kertoi CNRS: lle.
Koska kloori e6 absorboi infrapunasäteilyä, se on vuorovaikutuksessa silmän kudoksen hapen kanssa, muuntaen sen erittäin reaktiiviseksi singletti-hapeksi – ja tuhoamalla syöpäsoluja, singletti-happi voi myös reagoida verkkokalvon kanssa ja stimuloida yönäköä.
Tutkijat tietävät nyt kemian tämän outon sivuvaikutuksen takana, ja he saattavat pystyä rajoittamaan tämän tapahtumisen todennäköisyyttä fotodynaamista hoitoa saavilla potilailla, jotka ilmoittavat näkevänsä siluetteja ja ääriviivoja pimeässä.
Tulevaisuudessa tätä kemiallista reaktiota voidaan käyttää jopa tietyntyyppisen sokeuden tai yliherkkyyden hoitoon valolle, vaikkakaan ei ole suositeltavaa yrittää käyttää klooria e6 yli-inhimillisen yönäköön.
Tutkimus julkaistiin Physical Chemistry Letters -lehdessä.
Lähteet: Kuva: Antonio Monari
