Wnt este activat de receptorii de pe suprafața celulei, care declanșează o cascadă de reacții în interiorul celulei. Prea multe sau prea puține semnale pot fi catastrofale, ceea ce face foarte dificilă studierea acestei căi folosind tehnici standard care stimulează receptorii de suprafață celulară.

În timpul dezvoltării embrionare, Wnt reglează dezvoltarea multor organe, cum ar fi capul, măduva spinării și ochii. De asemenea, menține celulele stem în multe țesuturi la adulți: deși o semnalizare Wnt insuficientă poate provoca eșecul reparării țesuturilor, poate duce la o semnalizare Wnt crescută în cancer.

Este dificil să se realizeze echilibrul necesar prin metode standard de reglare a acestor căi, cum ar fi stimularea chimică. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au proiectat proteina receptoră pentru a răspunde la lumina albastră. În acest fel, pot regla fin nivelul Wnt ajustând intensitatea și durata luminii.

„Lumina ca strategie de tratament a fost folosită în terapia fotodinamică, care are avantajele biocompatibilității și fără efect rezidual în zona expusă. Cu toate acestea, cele mai multe terapii fotodinamice folosesc de obicei lumina pentru a produce substanțe chimice de mare energie, cum ar fi speciile reactive de oxigen. distingând între țesuturile normale și țesuturile bolnave, terapia țintită devine imposibilă", a spus Zhang: "În munca noastră, am arătat că lumina albastră poate activa căi de semnalizare în diferite compartimente ale embrionilor de broaște. Ne imaginăm corect Stimularea definită spațial a funcției celulare poate atenuează provocarea toxicității în afara țintei.”

Cercetătorii și-au demonstrat tehnologia și au verificat adaptabilitatea și sensibilitatea acesteia prin promovarea dezvoltării măduvei spinării și a capului embrionilor de broaște. Ei au emis ipoteza că tehnologia lor ar putea fi aplicată și altor receptori legați de membrană care s-au dovedit dificil de vizat, precum și altor animale care împărtășesc calea Wnt, pentru a înțelege mai bine modul în care aceste căi reglează dezvoltarea și ce se întâmplă atunci când se termină.

„Pe măsură ce continuăm să extindem sistemul nostru sensibil la lumină pentru a acoperi alte căi de semnalizare de bază pentru dezvoltarea embrionară, vom oferi comunității de biologie a dezvoltării un set de instrumente valoroase care le pot ajuta să determine rezultatele semnalului din spatele multor procese de dezvoltare”, a spus Yang. .

Cercetătorii speră, de asemenea, că tehnologia bazată pe lumină pe care o folosesc pentru a studia Wnt poate ilumina repararea țesuturilor și cercetarea cancerului în țesuturile umane.

„Deoarece cancerul implică de obicei semnale supraactivate, ne imaginăm că activatorii Wnt sensibili la lumină pot fi utilizați pentru a studia progresia cancerului în celulele vii”, a spus Zhang. „Combinat cu imagistica cu celule vii, vom putea determina cantitativ ce poate transforma celulele normale în celule canceroase. Pragul de semnal oferă datele principale pentru dezvoltarea unor tratamente specifice direcționate în medicina de precizie în viitor”.