Wnt é ativado por receptores na superfície celular, que desencadeiam uma cascata de reações dentro da célula. Muitos ou poucos sinais podem ser catastróficos, o que torna muito difícil estudar essa via usando técnicas padrão que estimulam os receptores da superfície celular.

Durante o desenvolvimento embrionário, o Wnt regula o desenvolvimento de muitos órgãos, como a cabeça, a medula espinhal e os olhos. Ele também mantém as células-tronco em muitos tecidos em adultos: embora a sinalização Wnt insuficiente possa causar falha no reparo tecidual, ela pode levar à sinalização Wnt elevada no câncer.

É difícil alcançar o equilíbrio necessário por meio de métodos padrão para regular essas vias, como a estimulação química. Para resolver esse problema, os pesquisadores projetaram a proteína receptora para responder à luz azul. Dessa forma, eles podem ajustar o nível Wnt ajustando a intensidade e a duração da luz.

"A luz como estratégia de tratamento tem sido usada na terapia fotodinâmica, que tem as vantagens da biocompatibilidade e nenhum efeito residual na área exposta. No entanto, a maioria das terapias fotodinâmicas geralmente usa luz para produzir produtos químicos de alta energia, como espécies reativas de oxigênio. Sem distinguir entre tecidos normais e tecidos doentes, a terapia direcionada torna-se impossível", disse Zhang: "Em nosso trabalho, mostramos que a luz azul pode ativar vias de sinalização em diferentes compartimentos de embriões de sapo. aliviar o desafio da toxicidade fora do alvo."

Os pesquisadores demonstraram sua tecnologia e verificaram sua adaptabilidade e sensibilidade ao promover o desenvolvimento da medula espinhal e da cabeça de embriões de rã. Eles levantaram a hipótese de que sua tecnologia também poderia ser aplicada a outros receptores ligados à membrana que se mostraram difíceis de atingir, bem como a outros animais que compartilham o caminho Wnt, para entender melhor como esses caminhos regulam o desenvolvimento e o que acontece quando eles terminam.

“À medida que continuamos a expandir nosso sistema sensível à luz para cobrir outras vias básicas de sinalização para o desenvolvimento embrionário, forneceremos à comunidade de biologia do desenvolvimento um conjunto de ferramentas valiosas que podem ajudá-los a determinar os resultados do sinal por trás de muitos processos de desenvolvimento”, disse Yang. .

Os pesquisadores também esperam que a tecnologia baseada em luz que eles usam para estudar o Wnt possa iluminar o reparo de tecidos e a pesquisa do câncer em tecidos humanos.

"Como o câncer geralmente envolve sinais superativados, imaginamos que os ativadores Wnt sensíveis à luz possam ser usados ​​para estudar a progressão do câncer em células vivas", disse Zhang. "Combinado com imagens de células vivas, seremos capazes de determinar quantitativamente o que pode transformar células normais em células cancerígenas. O limiar de sinal fornece os dados principais para o desenvolvimento de tratamentos específicos direcionados em medicina de precisão no futuro."