O estudo de células intactas e seus circuitos de sinalização com luz requer uma estratégia de estimulação que seja focada, profundamente penetrante e que não as danifique. Fibras ópticas implantadas, diodos emissores de luz e materiais luminescentes operados externamente com luz infravermelha (IV) que penetra os tecidos são invasivos ou limitados pela atenuação da luz ao redor do ponto de iluminação. Para superar essas barreiras, a farmacologia de dois fótons aproveita a luz de laser IV pulsada em feixes de femtossegundos para produzir estimulação celular profunda e espacial e temporalmente precisa usando drogas fotocontroláveis especialmente projetadas. Compostos que podem ser ligados covalentemente ao neuroreceptor alvo funcionam particularmente bem. No entanto, os interruptores fotocontroláveis ligados relatados até agora requerem mutagênese da proteína alvo, o que impede o uso da fotofarmacologia para estimular o sistema nervoso em animais selvagens. Aqui, relatamos o primeiro interruptor fotocovalente direcionado otimizado para dois fótons (TCP2P) que combina a isomerização eficiente de dois fótons do azobenzeno orto-fluoro-substituído com a capacidade de se ligar aos resíduos nucleofílicos de proteínas endógenas (receptores glutamatérgicos ionotrópicos AMPA e kainato em neurônios). O TCP2P é obtido prontamente pela acoplamento de cliques de dois compostos precursores antes do uso, e após uma simples incubação, permite controlar a atividade neuronal em excitação de um e dois fótons até 800 nm sem modificações genéticas.
Santini et al. (qui,) estudaram esta questão.