Di tutti i diversi trattamenti contro il cancro, la terapia fotodinamica, in cui la luce viene utilizzata per uccidere le cellule cancerose, può avere uno degli effetti collaterali più strani: i pazienti spesso vedono meglio al buio.
Ora i ricercatori hanno capito perché questo sta accadendo: la rodopsina, una proteina sensibile alla luce nella retina dei nostri occhi, interagisce con un composto chiamato cloro e6, un componente critico di questo tipo di trattamento del cancro.
Il lavoro si basa su ciò che gli scienziati già conoscono sul composto organico della retina, che si trova negli occhi e di solito è insensibile alla luce infrarossa.
La luce visibile che entra nell'occhio provoca la separazione della retina dalla rodopsina, che viene convertita in un segnale elettrico che il cervello può interpretare. Anche se di notte non abbiamo molta luce visibile, risulta che questo meccanismo potrebbe essere causato anche da un'altra combinazione di luce e chimica.
Con la luce a infrarossi e con l'iniezione di cloro, la retina cambia allo stesso modo della luce visibile.
“Questo spiega la maggiore acuità visiva durante la notte”, ha detto il chimico Antonio Monari dell'Università della Lorena in Francia, Laure Caylos del CNRS.
“Tuttavia, non sapevamo esattamente come la rodopsina e il suo gruppo retinico attivo interagissero con il cloro. È questo il meccanismo che siamo stati in grado di scoprire utilizzando la modellazione molecolare. ”
Insieme ad alcuni calcoli chimici di alto livello, il team ha utilizzato la modellazione molecolare per spostare i singoli atomi (in termini della rispettiva attrazione o repulsione) e rompere o creare legami chimici.
La simulazione è durata mesi e milioni di calcoli, prima di poter modellare con precisione la reazione chimica causata dalla radiazione infrarossa. Nella vita reale, la reazione avverrà in pochi nanosecondi.
“Per la nostra simulazione, abbiamo messo una proteina di rodopsina virtuale inserita nella sua membrana lipidica in contatto con poche molecole di cloro e6 e acqua, o decine di migliaia di atomi”, ha detto Monari al CNRS.
Poiché la cloro e6 assorbe la radiazione infrarossa, interagisce con l'ossigeno nel tessuto dell'occhio, convertendolo in ossigeno singoletto altamente reattivo – oltre a distruggere le cellule tumorali, l'ossigeno singoletto può anche reagire con la retina e stimolare una maggiore visione notturna.
Gli scienziati ora conoscono la chimica alla base di questo strano effetto collaterale e potrebbero essere in grado di limitare la probabilità che ciò accada nei pazienti sottoposti a terapia fotodinamica che riferiscono di aver visto sagome e contorni nell'oscurità.
In futuro, questa reazione chimica può anche essere utilizzata per trattare alcuni tipi di cecità o ipersensibilità alla luce, sebbene non sia assolutamente consigliabile provare a utilizzare la cloro e6 per fornire una visione notturna sovrumana.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Physical Chemistry Letters.
Fonti: Foto: Antonio Monari
