Wnt je aktivován receptory na buněčném povrchu, které spouštějí kaskádu reakcí uvnitř buňky. Příliš mnoho nebo příliš málo signálů může být katastrofální, což velmi znesnadňuje studium této cesty pomocí standardních technik, které stimulují receptory na povrchu buněk.

Během embryonálního vývoje Wnt reguluje vývoj mnoha orgánů, jako je hlava, mícha a oči. Uchovává také kmenové buňky v mnoha tkáních u dospělých: Ačkoli nedostatečná signalizace Wnt může způsobit selhání opravy tkáně, může vést ke zvýšené signalizaci Wnt u rakoviny.

Je obtížné dosáhnout potřebné rovnováhy pomocí standardních metod k regulaci těchto drah, jako je chemická stimulace. K vyřešení tohoto problému vědci navrhli receptorový protein tak, aby reagoval na modré světlo. Tímto způsobem mohou doladit úroveň Wnt úpravou intenzity a trvání světla.

"Světlo jako léčebná strategie bylo použito ve fotodynamické terapii, která má výhody biokompatibility a žádný zbytkový efekt v exponované oblasti. Většina fotodynamických terapií však obvykle využívá světlo k produkci vysokoenergetických chemikálií, jako jsou reaktivní formy kyslíku. Bez rozlišování mezi normálními tkáněmi a nemocnými tkáněmi se stává cílená terapie nemožná," řekl Zhang: "V naší práci jsme ukázali, že modré světlo může aktivovat signální dráhy v různých kompartmentech žabích embryí. Představujeme si to správně Prostorově definovaná stimulace funkce buněk může zmírnit problém toxicity mimo cíl."

Vědci předvedli svou technologii a ověřili její přizpůsobitelnost a citlivost podporou vývoje míchy a hlavy žabích embryí. Předpokládali, že jejich technologie by mohla být také aplikována na jiné membránově vázané receptory, které se ukázaly jako obtížné zacílit, stejně jako na jiná zvířata, která sdílejí Wnt dráhu, aby lépe pochopili, jak tyto dráhy regulují vývoj a co se stane, když skončí.

"Jak pokračujeme v rozšiřování našeho systému citlivého na světlo, abychom pokryli další základní signální cesty pro embryonální vývoj, poskytneme komunitě vývojové biologie sadu cenných nástrojů, které jim mohou pomoci určit výsledky signálů za mnoha vývojovými procesy," řekl Yang. .

Výzkumníci také doufají, že technologie založená na světle, kterou používají ke studiu Wnt, může osvětlit opravy tkání a výzkum rakoviny v lidských tkáních.

"Protože rakovina obvykle zahrnuje příliš aktivované signály, předpokládáme, že aktivátory Wnt citlivé na světlo lze použít ke studiu progrese rakoviny v živých buňkách," řekl Zhang. "V kombinaci se zobrazováním živých buněk budeme schopni kvantitativně určit, co dokáže přeměnit normální buňky na buňky rakovinné. Práh signálu poskytuje hlavní data pro vývoj cílených specifických léčebných postupů v přesné medicíně v budoucnu."