Wnt aktiviraju receptori na površini ćelije, koji pokreću kaskadu reakcija unutar ćelije. Previše ili premalo signala može biti katastrofalno, što otežava proučavanje ovog puta korištenjem standardnih tehnika koje stimuliraju receptore na površini ćelije.
Tokom embrionalnog razvoja, Wnt reguliše razvoj mnogih organa, kao što su glava, kičmena moždina i oči. Takođe održava matične ćelije u mnogim tkivima kod odraslih: iako nedovoljna Wnt signalizacija može uzrokovati neuspjeh popravke tkiva, može dovesti do povišene Wnt signalizacije kod raka.
Teško je postići potrebnu ravnotežu standardnim metodama za regulaciju ovih puteva, kao što je hemijska stimulacija. Kako bi riješili ovaj problem, istraživači su dizajnirali receptorski protein da reagira na plavo svjetlo. Na ovaj način, oni mogu fino podesiti Wnt nivo podešavanjem intenziteta i trajanja svjetla.
"Svjetlo kao strategija liječenja koristi se u fotodinamičkoj terapiji, koja ima prednosti biokompatibilnosti i nema rezidualnog efekta na izloženom području. Međutim, većina fotodinamičkih terapija obično koristi svjetlost za proizvodnju visokoenergetskih kemikalija, kao što su reaktivne vrste kisika. Bez praveći razliku između normalnih i oboljelih tkiva, ciljana terapija postaje nemoguća", rekao je Zhang: "U našem radu smo pokazali da plavo svjetlo može aktivirati signalne puteve u različitim dijelovima embriona žaba. Zamišljamo ispravno Prostorno definirana stimulacija ćelijske funkcije može ublažiti izazov toksičnosti izvan cilja."
Istraživači su demonstrirali svoju tehnologiju i potvrdili njenu prilagodljivost i osjetljivost promicanjem razvoja kičmene moždine i glave embriona žabe. Pretpostavili su da bi se njihova tehnologija mogla primijeniti i na druge receptore vezane za membranu za koje se pokazalo da je teško ciljati, kao i na druge životinje koje dijele Wnt put, kako bi bolje razumjeli kako ovi putevi reguliraju razvoj i šta se dešava kada završe.
"Dok nastavljamo da širimo naš sistem osjetljiv na svjetlo kako bismo pokrili druge osnovne signalne puteve za embrionalni razvoj, pružit ćemo zajednici razvojne biologije skup vrijednih alata koji im mogu pomoći da odrede rezultate signala iza mnogih razvojnih procesa", rekao je Yang .
Istraživači se također nadaju da tehnologija zasnovana na svjetlosti koju koriste za proučavanje Wnt može osvijetliti popravku tkiva i istraživanje raka u ljudskim tkivima.
"Budući da rak obično uključuje pretjerano aktivirane signale, predviđamo da se Wnt aktivatori osjetljivi na svjetlost mogu koristiti za proučavanje progresije raka u živim stanicama", rekao je Zhang. "U kombinaciji sa snimanjem živih ćelija, moći ćemo kvantitativno da odredimo šta može transformisati normalne ćelije u ćelije raka. Prag signala daje glavne podatke za razvoj ciljanih specifičnih tretmana u preciznoj medicini u budućnosti."
