Το Wnt ενεργοποιείται από υποδοχείς στην επιφάνεια του κυττάρου, οι οποίοι πυροδοτούν έναν καταρράκτη αντιδράσεων εντός του κυττάρου. Πάρα πολλά ή πολύ λίγα σήματα μπορεί να είναι καταστροφικά, γεγονός που καθιστά πολύ δύσκολη τη μελέτη αυτής της οδού χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές που διεγείρουν τους υποδοχείς της κυτταρικής επιφάνειας.
Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, το Wnt ρυθμίζει την ανάπτυξη πολλών οργάνων, όπως το κεφάλι, το νωτιαίο μυελό και τα μάτια. Διατηρεί επίσης βλαστοκύτταρα σε πολλούς ιστούς σε ενήλικες: Αν και η ανεπαρκής σηματοδότηση Wnt μπορεί να προκαλέσει αποτυχία επιδιόρθωσης ιστού, μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη σηματοδότηση Wnt στον καρκίνο.
Είναι δύσκολο να επιτευχθεί η απαραίτητη ισορροπία μέσω τυπικών μεθόδων ρύθμισης αυτών των οδών, όπως η χημική διέγερση. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές σχεδίασαν την πρωτεΐνη υποδοχέα για να ανταποκρίνεται στο μπλε φως. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να ρυθμίσουν το επίπεδο Wnt προσαρμόζοντας την ένταση και τη διάρκεια του φωτός.
"Το φως ως στρατηγική θεραπείας έχει χρησιμοποιηθεί στη φωτοδυναμική θεραπεία, η οποία έχει τα πλεονεκτήματα της βιοσυμβατότητας και δεν έχει υπολειπόμενο αποτέλεσμα στην εκτεθειμένη περιοχή. Ωστόσο, οι περισσότερες φωτοδυναμικές θεραπείες χρησιμοποιούν συνήθως το φως για την παραγωγή χημικών ουσιών υψηλής ενέργειας, όπως αντιδρώντα είδη οξυγόνου. Χωρίς κάνοντας διάκριση μεταξύ φυσιολογικών ιστών και ασθενών ιστών, η στοχευμένη θεραπεία γίνεται αδύνατη", είπε ο Zhang: "Στη δουλειά μας, δείξαμε ότι το μπλε φως μπορεί να ενεργοποιήσει μονοπάτια σηματοδότησης σε διαφορετικά διαμερίσματα εμβρύων βατράχων. Οραματιζόμαστε σωστά Η χωρικά καθορισμένη διέγερση της κυτταρικής λειτουργίας μπορεί ανακουφίσει την πρόκληση της τοξικότητας εκτός στόχου».
Οι ερευνητές επέδειξαν την τεχνολογία τους και επαλήθευσαν την προσαρμοστικότητα και την ευαισθησία της, προωθώντας την ανάπτυξη του νωτιαίου μυελού και της κεφαλής των εμβρύων βατράχου. Υπέθεσαν ότι η τεχνολογία τους θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί σε άλλους υποδοχείς δεσμευμένους στη μεμβράνη που έχουν αποδειχθεί δύσκολο να στοχευτούν, καθώς και σε άλλα ζώα που μοιράζονται το μονοπάτι Wnt, για να κατανοήσουν καλύτερα πώς αυτά τα μονοπάτια ρυθμίζουν την ανάπτυξη και τι συμβαίνει όταν τελειώνουν.
«Καθώς συνεχίζουμε να επεκτείνουμε το φωτοευαίσθητο σύστημά μας για να καλύψει άλλες βασικές οδούς σηματοδότησης για την εμβρυϊκή ανάπτυξη, θα παρέχουμε στην αναπτυξιακή βιολογική κοινότητα ένα σύνολο πολύτιμων εργαλείων που μπορούν να τη βοηθήσουν να καθορίσουν τα αποτελέσματα σήματος πίσω από πολλές αναπτυξιακές διαδικασίες», είπε ο Yang. .
Οι ερευνητές ελπίζουν επίσης ότι η τεχνολογία που βασίζεται στο φως που χρησιμοποιούν για τη μελέτη του Wnt μπορεί να φωτίσει την επισκευή των ιστών και την έρευνα για τον καρκίνο στους ανθρώπινους ιστούς.
«Επειδή ο καρκίνος συνήθως περιλαμβάνει υπερενεργοποιημένα σήματα, οραματιζόμαστε ότι οι φωτοευαίσθητοι ενεργοποιητές Wnt μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη της εξέλιξης του καρκίνου σε ζωντανά κύτταρα», είπε ο Zhang. "Σε συνδυασμό με την απεικόνιση ζωντανών κυττάρων, θα είμαστε σε θέση να προσδιορίσουμε ποσοτικά τι μπορεί να μετατρέψει τα φυσιολογικά κύτταρα σε καρκινικά κύτταρα. Το όριο σήματος παρέχει τα κύρια δεδομένα για την ανάπτυξη στοχευμένων ειδικών θεραπειών στην ιατρική ακριβείας στο μέλλον."
