De tous les différents traitements contre le cancer, la thérapie photodynamique, où la lumière est utilisée pour tuer les cellules cancéreuses, peut avoir l'un des effets secondaires les plus étranges: les patients voient souvent mieux dans l'obscurité.
Les chercheurs ont maintenant compris pourquoi cela se produit: la rhodopsine, une protéine sensible à la lumière dans la rétine de nos yeux, interagit avec un composé appelé chlorine e6, un composant essentiel de ce type de traitement du cancer.
Le travail est basé sur ce que les scientifiques savent déjà sur le composé organique de la rétine, qui se trouve dans l'œil et est généralement insensible à la lumière infrarouge.
La lumière visible pénétrant dans l'œil provoque la séparation de la rétine de la rhodopsine – cela est converti en un signal électrique que le cerveau peut interpréter. Bien que nous n'ayons pas beaucoup de lumière visible la nuit, il s'avère que ce mécanisme pourrait également être causé par une combinaison différente de lumière et de chimie.
Avec la lumière infrarouge et avec l'injection de chlore, la rétine change de la même manière qu'avec la lumière visible.
«Cela explique l'amélioration de l'acuité visuelle la nuit», explique le chimiste Antonio Monari de l'Université de Lorraine en France, Laure Caillos du CNRS.
«Cependant, nous ne savions pas exactement comment la rhodopsine et son groupe rétinien actif interagissaient avec la chlore. C'est ce mécanisme que nous avons pu découvrir grâce à la modélisation moléculaire ».
En plus de certains calculs chimiques de haut niveau, l'équipe a utilisé la modélisation moléculaire pour déplacer des atomes individuels (en termes d'attraction ou de répulsion respective) et rompre ou créer des liaisons chimiques.
La simulation a duré des mois – et effectué des millions de calculs – avant de pouvoir simuler avec précision la réaction chimique provoquée par le rayonnement infrarouge. Dans la vraie vie, la réaction se produira en quelques nanosecondes.
«Pour notre simulation, nous avons mis en contact une protéine de rhodopsine virtuelle insérée dans sa membrane lipidique avec quelques molécules de chlore e6 et de l'eau, soit des dizaines de milliers d'atomes», a déclaré Monari au CNRS.
Étant donné que la chlore e6 absorbe le rayonnement infrarouge, elle interagit avec l'oxygène dans les tissus de l'œil, le convertissant en oxygène singulet hautement réactif – tout en détruisant les cellules cancéreuses, l'oxygène singulet peut également réagir avec la rétine et stimuler une augmentation de la vision nocturne.
Les scientifiques connaissent maintenant la chimie derrière cet étrange effet secondaire et peuvent être en mesure de limiter la probabilité que cela se produise chez les patients sous thérapie photodynamique qui déclarent avoir vu des silhouettes et des contours dans l'obscurité.
À l'avenir, cette réaction chimique pourra même être utilisée pour traiter certains types de cécité ou d'hypersensibilité à la lumière, bien qu'il ne soit absolument pas recommandé d'essayer d'utiliser la chlorine e6 pour offrir une vision nocturne surhumaine.
L'étude a été publiée dans la revue Physical Chemistry Letters.
Sources: Photo: Antonio Monari
