RW Space

Среди всех различных видов лечения рака фотодинамическая терапия, где свет используется для уничтожения злокачественных клеток, может иметь один из самых странных побочных эффектов: пациенты часто начинают лучше видеть в темноте.

Теперь исследователи выяснили, почему это происходит: родопсин, светочувствительный белок сетчатки в наших глазах, взаимодействует с соединением, называемым хлорин e6, важнейшим компонентом этого типа лечения рака.

Работа основана на том, что ученые уже знают об органическом соединении сетчатки, которое находится в глазу и обычно не чувствительно к инфракрасному свету.

Видимый свет, попадая в глаз, приводит к тому, что сетчатка отделяется от родопсина — это преобразуется в электрический сигнал, который мозг может интерпретировать. В то время как ночью мы не много видимого света, оказывается, этот механизм также может быть вызван другой комбинацией света и химии.

При инфракрасном освещении и при инъекции хлорина сетчатка изменяется так же, как и при видимом свете.

«Это объясняет повышение остроты зрения в ночное время», — сказал химик Антонио Монари из Университета Лотарингии во Франции Лор Кэйлос из CNRS.

«Однако мы не знали точно, как родопсин и его активная ретинальная группа взаимодействовали с хлорином. Именно этот механизм нам удалось выяснить с помощью молекулярного моделирования».

Вместе с некоторыми высокоуровневыми химическими расчетами команда использовала молекулярное моделирование для движения отдельных атомов (с точки зрения их соответствующего притяжения или отталкивания), а также разрыва или создания химических связей.

Симуляция проводилась в течение нескольких месяцев — и провела миллионы вычислений — прежде чем она смогла точно смоделировать химическую реакцию, вызванную инфракрасным излучением. В реальной жизни реакция будет происходить всего за наносекунды.

«Для нашего моделирования мы поместили виртуальный белок родопсина, вставленный в его липидную мембрану, в контакт с несколькими молекулами хлорина е6 и водой или несколькими десятками тысяч атомов», — сказал Монари CNRS.

Поскольку хлорин е6 поглощает инфракрасное излучение, он взаимодействует с кислородом в ткани глаза, превращая его в высокореактивный синглетный кислород — а также разрушая раковые клетки, синглетный кислород также может реагировать с сетчаткой и стимулировать увеличение ночного видения.

Теперь ученые знают химию, лежащую в основе этого странного побочного эффекта, возможно, они смогут ограничить вероятность того, что это произойдет у пациентов, проходящих фотодинамическую терапию, которые сообщали о том, что видели силуэты и очертания в темноте.

В дальнейшем эту химическую реакцию можно даже использовать для лечения определенных видов слепоты или повышенной чувствительности к свету, хотя абсолютно не рекомендуется пытаться использовать хлорин е6 для обеспечения сверхчеловеческого ночного видения.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Chemistry Letters.