Entre todos os diferentes tipos de tratamento do câncer, a terapia fotodinâmica – em que a luz é usada para destruir células malignas – pode ter um dos efeitos colaterais mais estranhos: os pacientes costumam enxergar melhor no escuro.
No ano passado, os pesquisadores finalmente descobriram por que isso acontece: a rodopsina, uma proteína sensível à luz nas retinas de nossos olhos, interage com um composto fotossensível chamado clorina e6, um componente crucial desse tipo de tratamento contra o câncer.
O trabalho baseou-se no que os cientistas já sabiam sobre o composto orgânico da retina, que é encontrado no olho e geralmente não é sensível à luz infravermelha.
A luz visível ativa a retina para se separar da rodopsina – isso é convertido no sinal elétrico que nossos cérebros interpretam para ver. Embora não recebamos muita luz visível à noite, esse mecanismo também pode ser acionado com outra combinação de luz e química.
Sob luz infravermelha e com uma injeção de cloro, a retina muda da mesma forma que sob luz visível.
“Isso explica o aumento da acuidade visual noturna”, disse o químico Antonio Monari, da Universidade de Lorraine, na França, a Laure Cailloce no CNRS em janeiro de 2020.
“No entanto, não sabíamos exatamente como a rodopsina e seu grupo retinal ativo interagiam com o clorina. É esse mecanismo que agora conseguimos elucidar por meio de simulação molecular.”
Juntamente com alguns cálculos químicos de alto nível, a equipe usou uma simulação molecular para modelar os movimentos de átomos individuais (em termos de sua respectiva atração ou repulsão), bem como a quebra ou criação de ligações químicas.
A simulação durou vários meses – e mastigou milhões de cálculos – antes de ser capaz de modelar com precisão a reação química causada pela radiação infravermelha. Na vida real, a reação aconteceria em meros nanossegundos.
“Para nossa simulação, colocamos uma proteína rodopsina virtual inserida em sua membrana lipídica em contato com várias moléculas de clorina e6 e água, ou várias dezenas de milhares de átomos”, disse Monari ao CNRS.
À medida que o clorina e6 absorve a radiação infravermelha, ele interage com o oxigênio do tecido ocular, transformando-o em oxigênio singlete altamente reativo – além de destruir células cancerosas, o oxigênio singlete também pode reagir com a retina e possibilitar um aumento na visão noturna, o molecular simulação mostra.
Agora que os cientistas conhecem a química subjacente a esse estranho efeito colateral, eles podem limitar a chance de isso acontecer em pacientes submetidos à terapia fotodinâmica, que relataram ter visto silhuetas e contornos no escuro.
Mais adiante, essa reação química poderia até ser aproveitada para ajudar a tratar certos tipos de cegueira ou hipersensibilidade à luz – embora não seja absolutamente recomendado tentar usar clorina e6 para obter uma visão noturna sobre-humana.
É outro exemplo dos insights que podemos obter de simulações moleculares também, e como os computadores mais poderosos do planeta são capazes de nos dar uma compreensão mais profunda da ciência do que teríamos de outra forma.
“A simulação molecular já está sendo usada para lançar luz sobre os mecanismos fundamentais – por exemplo, por que certas lesões de DNA são melhor reparadas do que outras – e permitir a seleção de moléculas terapêuticas potenciais, imitando sua interação com um alvo escolhido”, disse Monari ao CNRS.
Publicado em 13/12/2021 09h17
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