Химики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана в сотрудничестве с коллегами из Беркли и Бордо продемонстрировали в лабораторных экспериментах возможность подавлять активность отвечающих за боль нейронов
Процедура проходит в присутствии агента, который играет роль светочувствительного выключателя. В перспективе новая технология может стать тем самым «волшебным выключателем», который избавит людей от невыносимой боли.
«Выключатель» представляет собой химическое соединение под названием QAQ. Его молекула состоит из двух функциональных частей, каждая из которых содержит четвертичный аммоний, соединенный двойной азотной связью (N=N). Этот мост является переключателем, реагирующим на облучение светом.
Одна половина QAQ напоминает известный местный анестетик лидокаин, который блокирует восприятие боли, подавляя действие рецепторов в коже.
Нейрорецепторы – это белки, которые охватывают наружную мембрану нервных клеток. У них есть поры, которые открываются в ответ на соответствующие стимулы и проводят внутрь клеток электрически заряженные ионы. Именно этот ионный канал является мишенью части молекулы QAQ, похожей на лидокаин. Молекула QAQ реагирует на тепло и пропускает в нервные клетки положительно заряженные ионы натрия, меняющие потенциал на мембране клетки. При этом QAQ связывается с ионным каналом, только если молекула имеет вытянутую форму. Когда клетки облучают светом с длиной волны 380 нм, мост изгибается и в течение нескольких миллисекунд включается передача нервных импульсов. Воздействие света с длиной волны 500 нм, возвращает молекуле удлиненную форму и выключает передачу нервного импульса. Обезболивающий эффект переключателя подтвержден в ходе экспериментов на животных.
Пока до терапевтического применения QAQ очень далеко. Прежде всего, монохроматический свет, используемый для изомеризации молекулы QAQ, не может проникнуть в кожу человека на глубину, необходимую для воздействия на нейроны. Исследователи надеются найти молекулы, похожие на QAQ, которые реагируют на длинные волны красного света, легко проникающие сквозь кожу.