Wnt активується рецепторами на поверхні клітини, які запускають каскад реакцій усередині клітини. Занадто багато або занадто мало сигналів може бути катастрофічним, що дуже ускладнює дослідження цього шляху за допомогою стандартних методів, які стимулюють рецептори клітинної поверхні.

Під час ембріонального розвитку Wnt регулює розвиток багатьох органів, таких як голова, спинний мозок і очі. Він також підтримує стовбурові клітини в багатьох тканинах дорослих: хоча недостатня передача сигналів Wnt може спричинити збій відновлення тканин, це може призвести до підвищеної передачі сигналів Wnt при раку.

Важко досягти необхідного балансу за допомогою стандартних методів регулювання цих шляхів, таких як хімічна стимуляція. Щоб вирішити цю проблему, дослідники створили рецепторний білок, який реагує на синє світло. Таким чином вони можуть точно налаштувати рівень Wnt, регулюючи інтенсивність і тривалість світла.

«Світло як стратегія лікування використовувалося у фотодинамічній терапії, яка має переваги біосумісності та відсутності залишкового ефекту в опроміненій зоні. Однак більшість фотодинамічних терапій зазвичай використовують світло для виробництва хімічних речовин високої енергії, таких як активні форми кисню. розрізняючи нормальні та хворі тканини, таргетна терапія стає неможливою", - сказав Чжан: "У нашій роботі ми показали, що синє світло може активувати сигнальні шляхи в різних компартментах ембріонів жаби. полегшити проблему нецільової токсичності».

Дослідники продемонстрували свою технологію та перевірили її можливість налаштування та чутливість, сприяючи розвитку спинного мозку та голови ембріонів жаби. Вони припустили, що їх технологія також може бути застосована до інших мембранно-пов’язаних рецепторів, які виявилося важко націлити, а також інших тварин, які мають спільний шлях Wnt, щоб краще зрозуміти, як ці шляхи регулюють розвиток і що відбувається, коли вони закінчуються.

«Оскільки ми продовжуємо розширювати нашу світлочутливу систему, щоб охопити інші основні сигнальні шляхи розвитку ембріона, ми надамо спільноті біології розвитку набір цінних інструментів, які можуть допомогти їм визначити результати сигналів, що стоять за багатьма процесами розвитку», — сказав Янг. .

Дослідники також сподіваються, що технологія на основі світла, яку вони використовують для вивчення Wnt, може прояснити відновлення тканин і дослідження раку в тканинах людини.

«Оскільки рак зазвичай включає надмірно активовані сигнали, ми передбачаємо, що світлочутливі активатори Wnt можна використовувати для вивчення прогресування раку в живих клітинах», — сказав Чжан. «У поєднанні з візуалізацією живих клітин ми зможемо кількісно визначити, що може перетворити нормальні клітини на ракові. Поріг сигналу надає основні дані для розробки цілеспрямованих специфічних методів лікування в прецизійній медицині в майбутньому».