Entre todos los diferentes tipos de tratamiento contra el cáncer, terapia fotodinámica – donde la luz se usa para destruir células malignas – podría tener uno de los efectos secundarios más extraños: los pacientes a menudo pueden ver mejor en la oscuridad.
Ahora los investigadores han descubierto por qué sucede esto: rodopsina, Una proteína sensible a la luz en las retinas en nuestros ojos, interactúa con un compuesto fotosensible llamado clorina e6, un componente crucial de este tipo de tratamiento contra el cáncer.
El trabajo se basa en lo que los científicos ya saben sobre el compuesto orgánico. de retina, que se encuentra en el ojo y generalmente no es sensible a la luz infrarroja.
La luz visible provoca que la retina se separe de la rodopsina, esto se convierte en la señal eléctrica que nuestros cerebros interpretan para ver. Si bien no recibimos mucha luz visible por la noche, resulta que este mecanismo también se puede activar con otra combinación de luz y química.
Bajo luz infrarroja y con una inyección de clorina, la retina cambia de la misma manera que lo hace bajo luz visible.
"Esto explica el aumento de la agudeza visual nocturna", dijo a Laure Cailloce el químico Antonio Monari, de la Universidad de Lorena en Francia. CNRS
"Sin embargo, no sabíamos con precisión cómo la rodopsina y su grupo retiniano activo interactuaban con la clorina. Es este mecanismo el que ahora hemos logrado dilucidar mediante simulación molecular".
Junto con algunos cálculos de química de alto nivel, el equipo utilizó una simulación molecular para modelar los movimientos de átomos individuales (en términos de su respectiva atracción o repulsión), así como la ruptura o creación de enlaces químicos.
La simulación se ejecutó durante varios meses, y se analizó millones de cálculos, antes de poder modelar con precisión la reacción química causada por la radiación infrarroja. En la vida real, la reacción sucedería en meros nanosegundos.
"Para nuestra simulación, colocamos una proteína rodopsina virtual insertada en su membrana lipídica en contacto con varias moléculas de cloro e6 y agua, o varias decenas de miles de átomos", dijo Monari CNRS.
A medida que la clorina e6 absorbe la radiación infrarroja, interactúa con el oxígeno en el tejido ocular, transformándolo en oxígeno singlete altamente reactivo, además de destruir las células cancerosas, el oxígeno singlete también puede reaccionar con la retina y permitir un impulso en la visión nocturna, la molecular espectáculos de simulación.
Ahora que los científicos conocen la química que sustenta este extraño efecto secundario, podrían limitar la posibilidad de que ocurra en pacientes sometidos a terapia fotodinámica, quienes informaron haber visto siluetas y esquemas en la oscuridad.
Más adelante, esta reacción química podría incluso aprovecharse para ayudar a tratar ciertos tipos de ceguera o hipersensibilidad a la luz, aunque no es absolutamente recomendable tratar de usar clorina e6 para administrarse visión nocturna sobrehumana.
Es otro ejemplo de las ideas que podemos obtener de las simulaciones moleculares también, y de cómo las computadoras más poderosas del planeta pueden darnos una comprensión más profunda de ciencia de lo que tendríamos de otra manera.
"La simulación molecular ya se está utilizando para arrojar luz sobre mecanismos fundamentales, por ejemplo, por qué ciertas lesiones de ADN se reparan mejor que otras, y permite la selección de moléculas terapéuticas potenciales al imitar su interacción con un objetivo elegido", dijo Monari CNRS.
La investigación ha sido publicada en el Revista de cartas de química física.