محققان با استفاده از نور، سیگنال‌های الکتریکی سلول را کنترل می‌کنند؛ از ایجاد تومورها جلوگیری کرده و آن‌ها را به حالت طبیعی درمی‌آورند.
زیست شناسان دانشگاه Tufts با استفاده از یک مدل قورباغه برای اولین بار نشان دادند با استفاده از نور برای کنترل پیام‌رسانی الکتریکی بین سلول‌ها، می‌توان از تشکیل تومورها جلوگیری به عمل آورد و یا پس از تشکیل، آن را به حالت طبیعی باز گرداند. نتایج این مطالعه که به صورت آنلاین در نشریه Oncotarget در ۱۶ مارس ۲۰۱۶ منتشر شد، اولین مورد گزارش شده از استفاده اپتوژنتیک به طور اختصاصی برای کنترل سیگنال‌های بیوالکتریکی است؛ این کنترل سیگنال هم برای جلوگیری و هم برای پسرفت تومورهای ایجادشده توسط انکوژن‌ها به کار می‌رود.
قورباغه مدل خوبی برای مطالعه علوم پایه در مورد سرطان است زیرا تومورها در قورباغه‌ها و پستانداران، ویژگی‌های مشابه بسیاری دارند. از این ویژگی‌ها می‌توان به تقسیم سلولی سریع، به هم ریختگی باقت، افزایش رشد عروقی، تهاجمی بودن و سلول‌هایی با ولتاژ غیرطبیعی داخل سلولی مثبت اشاره کرد.
عملا تمامی سلول‌های سالم در داخل سلول، ولتاژ منفی‌تری نسبت به خارج سلول ایجاد می‌کنند. باز و بسته شدن کانال‌های یونی در غشای سلول می‌تواند باعث مثبت‌تر شدن ولتاژ شود (سلول را دپلاریزه کند) یا ولتاژ را منفی‌تر کند (سلول را قطبی کند). تومورها می‌توانند با علامت بیوالکتریکی غیرطبیعی‌شان پیش از آن که آشکار شوند، شناسایی شوند.
دکتر میشل لوین، مولف ارشد و رئیس مرکز زیست شناسی بازساختی و تکامل در دانشگاه Tufts گفت:
این ویژگی‌های الکتریکی تنها محصول جانبی فرآیندهای انکوژنیک نیستند. آن‌ها به طور فعال خارج شدن سلول‌ها را از نقش‌های آناتومیکی خود به سوی رشد توموری و گسترش متاستاتیک تنظیم می‌کنند. کشف راه‌های جدید برای کنترل اختصاصی این پیام رسانی بیوالکتریکی می‌تواند مسیر مهمی به سوی اقدامات زیست- پزشکی جدید برای سرطان باشد.
دکتر بروک چرنت، مولف دوم این پژوهش، RNA کدکننده‌ی یک RAS انکوژن جهش‌زا را به سلول‌های جنین قورباغه پنجه‌دار آفریقایی یا Xenopus laevis تزریق کرد. این RAS انکوژن جهش‌زا، به ایجاد رشدهای سرطان مانند شناخته شده است. محققان همچنین بیان و فعالسازی یک کانال یونی با بار مثبت به نام ChR2D156A که توسط نور آبی قعال می‌شود را تحریک نمودند. در ضمن یک پمپ پروتونی فعال شونده توسط نور سبز به نام Archaerhodopsin را نیز بیان و فعال کردند. این پمپ و کانال یونی، یک جریان الکتریکی در سلول القا کرد که موجب شد سلول‌ها از حالت دپلاریزه شده‌ی سرطان مانند به یک وضعیت طبیعی منفی‌تر تغییر یابند. فعالسازی هر دو عامل، به طور قابل توجهی تشکیل تومور را کاهش داد و همچنین فرکانس پسرفت تومورها به یافت نرمال را افزایش داد.
استفاده از نور برای کنترل کانال‌های یونی یک ابزار پیش‌آهنگ در تحقیقات سیستم عصبی و مغز بوده است، ولی اپتوژنتیک هنوز در زمینه سرطان به کار برده نشده است.
دکتر لوین در نهایت اذعان داشت:
مطالعه، اطمینان را برای این مورد که درمان‌های جدید که نور را برای مهار کردن عملکرد جهش‌های انکوژنیک به کار می‌برند، فراهم می‌آورد. استفاده از نور برای هدف قرار دادن تورموها بصورت اختصاصی باعث جلوگیری از هدف قرار دادن کل بدن به شیمی‌درمانی سمی یا واکنش‌دهنده‌های مشابه می‌شود.
مقاله مرتبط: تولید پیام‌رسان ثانویه در اثر جریان نور
