Wnt es activado por receptores en la superficie celular, que desencadenan una cascada de reacciones dentro de la célula. Demasiadas o muy pocas señales pueden ser catastróficas, lo que dificulta mucho el estudio de esta vía utilizando técnicas estándar que estimulan los receptores de la superficie celular.

Durante el desarrollo embrionario, Wnt regula el desarrollo de muchos órganos, como la cabeza, la médula espinal y los ojos. También mantiene las células madre en muchos tejidos en adultos: aunque una señalización de Wnt insuficiente puede causar fallas en la reparación de tejidos, puede conducir a una señalización de Wnt elevada en el cáncer.

Es difícil lograr el equilibrio necesario a través de métodos estándar para regular estas vías, como la estimulación química. Para resolver este problema, los investigadores diseñaron la proteína receptora para responder a la luz azul. De esta forma, pueden afinar el nivel de Wnt ajustando la intensidad y la duración de la luz.

"La luz como estrategia de tratamiento se ha utilizado en la terapia fotodinámica, que tiene las ventajas de la biocompatibilidad y ningún efecto residual en el área expuesta. Sin embargo, la mayoría de las terapias fotodinámicas suelen utilizar la luz para producir sustancias químicas de alta energía, como especies reactivas de oxígeno. Sin Al distinguir entre tejidos normales y tejidos enfermos, la terapia dirigida se vuelve imposible", dijo Zhang: "En nuestro trabajo, hemos demostrado que la luz azul puede activar vías de señalización en diferentes compartimentos de embriones de rana. Prevemos bien La estimulación definida espacialmente de la función celular puede aliviar el desafío de la toxicidad fuera del objetivo".

Los investigadores demostraron su tecnología y verificaron su capacidad de ajuste y sensibilidad al promover el desarrollo de la médula espinal y la cabeza de los embriones de rana. Ellos plantearon la hipótesis de que su tecnología también podría aplicarse a otros receptores unidos a la membrana que han resultado difíciles de atacar, así como a otros animales que comparten la vía Wnt, para comprender mejor cómo estas vías regulan el desarrollo y qué sucede cuando terminan.

"A medida que continuamos expandiendo nuestro sistema sensible a la luz para cubrir otras vías de señalización básicas para el desarrollo embrionario, proporcionaremos a la comunidad de biología del desarrollo un conjunto de herramientas valiosas que pueden ayudarlos a determinar los resultados de la señal detrás de muchos procesos de desarrollo", dijo Yang. .

Los investigadores también esperan que la tecnología basada en la luz que utilizan para estudiar Wnt pueda iluminar la reparación de tejidos y la investigación del cáncer en tejidos humanos.

"Debido a que el cáncer generalmente involucra señales sobreactivadas, imaginamos que los activadores Wnt sensibles a la luz se pueden usar para estudiar la progresión del cáncer en las células vivas", dijo Zhang. "Combinado con imágenes de células vivas, podremos determinar cuantitativamente qué puede transformar células normales en células cancerosas. El umbral de señal proporciona los datos principales para el desarrollo de tratamientos específicos dirigidos en medicina de precisión en el futuro".