Laung Rakyat
Cahaya dapat memicu jalur sinyal kunci untuk perkembangan embrio, kanker

Image By Getty Image

Cahaya dapat memicu jalur sinyal kunci untuk perkembangan embrio, kanker

Nov 23, 2022 3 min read Copy Link

Cahaya biru menerangi wawasan baru ke dalam jalur pensinyalan utama dalam perkembangan embrionik, pemeliharaan jaringan, dan genesis kanker.

Para peneliti di University of Illinois di Urbana-Champaign telah mengembangkan pendekatan menggunakan cahaya biru untuk mengaktifkan jalur pensinyalan Wnt (diucapkan “wint”) pada embrio katak. Jalur ini memainkan berbagai peran dalam perkembangan hewan dan manusia, kata para ilmuwan, dan kemampuan untuk mengaturnya dengan cahaya akan memungkinkan para peneliti untuk lebih memahami berbagai fungsinya.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Kai Zhang, profesor biokimia, dan Jing Yang, profesor ilmu biologi komparatif, menerbitkan karya mereka di Journal of Molecular Biology, di mana ia terpilih sebagai posting unggulan yang mewakili 1% artikel teratas.

Jalur Wnt diaktifkan oleh reseptor pada permukaan sel yang memicu respons kaskade di dalam sel. Terlalu banyak atau terlalu sedikit sinyal dapat menjadi bencana, kata Zhang, sehingga sangat sulit untuk mempelajari jalur menggunakan teknik stimulasi reseptor permukaan sel standar.

“Selama perkembangan embrio, Wnt mengatur perkembangan banyak organ seperti kepala, sumsum tulang belakang, dan mata. Ini juga mendukung sel induk di banyak jaringan pada orang dewasa: sementara pensinyalan Wnt yang tidak mencukupi mengakibatkan gangguan perbaikan jaringan, peningkatan pensinyalan Wnt dapat terjadi. dengan kanker,” kata Jan.

Sangat sulit untuk mencapai keseimbangan yang diperlukan menggunakan pendekatan standar untuk mengatur jalur seperti stimulasi kimia, kata Zhang. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti menciptakan protein reseptor yang merespons cahaya biru. Dengan pendekatan ini, mereka dapat menyempurnakan level Wnt dengan memodulasi intensitas dan durasi cahaya.

“Cahaya telah digunakan sebagai strategi pengobatan dalam terapi fotodinamik dengan keunggulan biokompatibilitas dan tidak ada efek residual di area paparan. Namun, sebagian besar terapi fotodinamik biasanya menggunakan cahaya untuk menghasilkan bahan kimia berenergi tinggi seperti spesies oksigen reaktif – tanpa membedakan antara jaringan normal dan yang sakit, membuat perawatan yang ditargetkan menjadi tidak mungkin, kata Zhang. “Dalam pekerjaan kami, kami telah menunjukkan bahwa cahaya biru dapat mengaktifkan jalur sinyal di berbagai bagian tubuh embrio katak. Kami berhipotesis bahwa stimulasi fungsi seluler yang ditentukan secara spasial dapat mengurangi masalah toksisitas yang tidak sesuai target. ”

Buka   Studi paleoklimat baru menemukan Pemanasan global menghasilkan lebih banyak pemanasan

Para peneliti mendemonstrasikan teknik mereka dan mengkonfirmasi penyesuaian dan sensitivitasnya dengan merangsang perkembangan sumsum tulang belakang dan kepala pada embrio katak. Mereka berspekulasi bahwa metode mereka dapat diterapkan pada reseptor terikat membran lain yang telah terbukti sulit untuk ditargetkan, serta hewan lain yang berbagi jalur Wnt, memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana jalur ini mengatur perkembangan – dan apa yang terjadi ketika mereka menjadi yatim piatu, stimulasi yang tidak memadai.

“Seiring kami terus memperluas sistem penginderaan cahaya kami untuk mencakup jalur pensinyalan penting lainnya yang mendasari perkembangan embrionik, kami akan memberi komunitas biologi perkembangan seperangkat alat berharga yang dapat membantu mereka mengidentifikasi hasil sinyal yang mendasari banyak proses. pengembangan, ” kata Yang.

Para peneliti juga berharap bahwa teknik cahaya Wnt mereka dapat menjelaskan perbaikan jaringan dan penelitian kanker pada jaringan manusia.

“Karena pensinyalan yang terlalu aktif sering digunakan pada kanker, kami berhipotesis bahwa aktivator Wnt yang peka terhadap cahaya dapat digunakan untuk mempelajari perkembangan kanker dalam sel hidup,” kata Zhang. “Ketika dikombinasikan dengan pencitraan sel hidup, kami akan dapat mengukur ambang sinyal yang dapat mengubah sel normal menjadi sel ganas, sehingga memberikan bukti utama untuk pengembangan terapi yang ditargetkan dalam pengobatan presisi di masa depan.”

 

sumber