در بین تمام روش های متفاوت درمان سرطان، ممکن است درمان فوتودینامیکی که از نور برای از بین بردن سلول های بدخیم سرطانی استفاده می کند یکی از عجیب ترین عوارض جانبی را داشته باشد:
بیماران بیشتر مواقع در شب بهتر می توانند ببینند.
بالاخره سال گذشته محققان فهمیدند که چرا این اتفاق رخ می دهد: رودوپسین (Rhodopsin) پروتئین حساس به نور در شبکیه چشم ما با ترکیبی به نام کلر ایی6 (chlorin e6)، که به نور حساس و جزء حیاتی در این نوع درمان سرطانی است، بر یکدیگر تأثیر متقابل دارند.
این اتفاق بر اساس آنچه دانشمندان قبلاً درباره ترکیب اصلی شبیکه می دانستند، پایه ریزی شد. که در چشم انسان یافت می شود و معمولاً به نور مادون قرمز حساس نیست. نور قابل دیدن، شبکیه را تحریک می کند تا رودوپسین را از خود جدا کند. این رخداد به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود که سبب دیدن می گردد. از آنجا که ما در شب نور قابل دیدن زیادی دریافت نمی کنیم، معلوم می شود که این ساز و کار می تواند با ترکیب دیگری از نور و خواص شیمیایی تحریک شود. شبکیه همان گونه که زیر نور قابل دیدن تغییر می کند، زیر نور مادون قرمز و با تزریق کلر هم تغییر می کند.
آنتونیو موناری شیمیدان دانشگاه لورن فرانسه، به لوری کایلوس در مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) در ماه ژانویه سال 2020 گفت: «این اتفاق، افزایش قدرت بینایی در شب هنگام را توضیح می دهد.» وی اضافه کرد: «با این حال ما دقیقاً نحوه تأثیر متقابل رودوسپین و شبکیه چشم با کلر را نمی دانستیم. این همان ساز و کاری است که ما اکنون با شبیه سازی مولکولی موفق به توضیح آن شده ایم.»
این گروه تحقیقاتی علاوه بر برخی محاسبات شیمیایی پیشرفته از یک شبیه سازی مولکولی استفاده کرد تا حرکات هر اتم (از نظر جذب یا دفع آنها) و همچنین شکست یا ایجاد پیوندهای شیمیایی آنها را مدل سازی کند. قبل از آنکه گروه تحقیقاتی بتواند این واکنش شیمیایی را که توسط اشعه مادون قرمز تولید شده بود به درستی مدل سازی کند، شبیه سازی یاد شده، ماه ها اجرا و با دقت از طریق میلیون ها محاسبه مورد بررسی قرار گرفت.
موناری به مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) گفت: «ما شبیه سازی خود را با پروتئین رودوسپین مجازی، که غشای لیپیدی آن در تماس با چندین مولکول کلر ایی6 و آب یا چند ده هزار اتم قرار گرفته بود، ارزیابی کردیم.» شبیه سازی مولکولی نشان می دهد چون کلر ای6 اشعه مادون قرمز را جذب می کند، با اکسیژن موجود در بافت چشم بر هم اثر می گذارند و آن را به اکسیژن بسیار واکنش پذیری تبدیل می کند.
همچنین سلول های سرطانی را از بین می برد و اکسیژن هم می تواند با شبکیه واکنش نشان دهد و دید در شب را تقویت کند. اکنون دانشمندان خاصیت شیمیایی این عارضه جانبی اسرارآمیز را می دانند و ممکن است بتوانند شانس وقوع آن را در بیمارانی که تحت درمان فوتودینامیک هستند و دیدن شبح و خطوط اصلی اشیاء را در تاریکی گزارش داده اند، محدود کنند.
به علاوه حتی این واکنش شیمیایی می تواند تحت کنترل قرار گیرد تا به درمان انواع خاصی از نابینایی یا حساسیت شدید به نور کمک کند. اگرچه استفاده از کلر ایی6 برای این که خود را ابر قهرمان دید در شب کنید، مطلقاً پیشنهاد نمی شود. درضمن ما می توانیم از طریق شبیه سازی مولکولی به نمونه دیگری از این بینش ها برسیم که چگونه قدرتمندترین کامپیوترها روی این سیاره می توانند درک عمیق تری از علم به ما بدهند. موناری به CNRS گفت: «اخیراً از شبیه سازی مولکولی برای روشن تر کردن ساز و کارهای اساسی – مانند اینکه چرا زخم های دی ان ای (DNA) خاصی بهتر از بقیه ترمیم می شوند- استفاده می شود؛ و انتخاب مولکول های درمانی بالقوه را با شبیه سازی اثر متقابل آنها با یک هدف انتخاب شده امکان پذیر می سازد.»
این تحقیق در مجله Journal of Physical Chemistry Letters منتشر شده است.
مترجم: سیمین بافنده
منابع:
