Wnt aktiviraju receptori na površini stanice, koji pokreću kaskadu reakcija unutar stanice. Previše ili premalo signala može biti katastrofalno, što čini vrlo teškim proučavanje ovog puta korištenjem standardnih tehnika koje stimuliraju receptore na površini stanice.
Tijekom embrionalnog razvoja, Wnt regulira razvoj mnogih organa, poput glave, leđne moždine i očiju. Također održava matične stanice u mnogim tkivima kod odraslih: iako nedovoljna Wnt signalizacija može uzrokovati neuspjeh popravka tkiva, može dovesti do povišene Wnt signalizacije kod raka.
Teško je postići potrebnu ravnotežu standardnim metodama za regulaciju tih putova, kao što je kemijska stimulacija. Kako bi riješili ovaj problem, istraživači su dizajnirali receptorski protein da reagira na plavo svjetlo. Na taj način mogu fino podesiti razinu Wnt podešavanjem intenziteta i trajanja svjetla.
"Svjetlo kao strategija liječenja koristi se u fotodinamičkoj terapiji, koja ima prednosti biokompatibilnosti i nema zaostalog učinka na izloženom području. Međutim, većina fotodinamičkih terapija obično koristi svjetlo za proizvodnju kemikalija visoke energije, kao što su reaktivne vrste kisika. Bez razlikovanje normalnih tkiva od oboljelih tkiva, ciljana terapija postaje nemoguća," rekao je Zhang: "U našem smo radu pokazali da plavo svjetlo može aktivirati signalne putove u različitim odjeljcima žabljih embrija. Zamišljamo da prostorno definirana stimulacija stanične funkcije može ublažiti izazov toksičnosti izvan cilja."
Istraživači su demonstrirali svoju tehnologiju i potvrdili njezinu prilagodljivost i osjetljivost promicanjem razvoja leđne moždine i glave žabljih embrija. Pretpostavili su da bi se njihova tehnologija također mogla primijeniti na druge receptore vezane za membranu za koje se pokazalo da ih je teško ciljati, kao i na druge životinje koje dijele Wnt put, kako bi bolje razumjeli kako ti putovi reguliraju razvoj i što se događa kada završe.
"Kako nastavljamo širiti naš sustav osjetljiv na svjetlo kako bismo pokrili druge osnovne signalne putove za embrionalni razvoj, zajednici razvojne biologije pružit ćemo skup vrijednih alata koji im mogu pomoći u određivanju rezultata signala iza mnogih razvojnih procesa", rekao je Yang .
Istraživači se također nadaju da tehnologija zasnovana na svjetlu koju koriste za proučavanje Wnt-a može osvijetliti popravak tkiva i istraživanje raka u ljudskim tkivima.
"Budući da rak obično uključuje prekomjerno aktivirane signale, predviđamo da se Wnt aktivatori osjetljivi na svjetlost mogu koristiti za proučavanje napredovanja raka u živim stanicama", rekao je Zhang. "U kombinaciji sa slikanjem živih stanica, moći ćemo kvantitativno odrediti što može transformirati normalne stanice u stanice raka. Prag signala daje glavne podatke za razvoj ciljanih specifičnih tretmana u preciznoj medicini u budućnosti."
