Organoidy uważa się za jeden z największych przełomów naukowych minionej dekady. Zrewolucjonizowały badania w wielu dziedzinach, a z roku na rok stają się coraz bardziej pomocne. Czym tak naprawdę są? Do czego służą?
Jednym z największych problemów dotyczących badania organów in vivo (jako części żywego organizmu) jest niewielki margines błędu. Opracowanie nowej metody naprawy komórek serca czy leku na nerki musi być starannie zaplanowane i przeprowadzone. Na szali leży bowiem życie danej osoby. Organoidy wspomniany margines błędu poszerzają.
Pierwszy w pełni funkcjonalny organoid powstał na początku 2010 r. Jest to zminiaturyzowana i uproszczona wersja narządu, stworzona in vitro (w warunkach laboratoryjnych). Organoidy mają gigantyczne znaczenie dla naukowców, bo dają wgląd w mechanizmy funkcjonowania pełnowymiarowych narządów. Organoidy mogą być hodowane, badane, a następnie odtwarzane, jeżeli w trakcie eksperymentu coś pójdzie nie tak.
Organoidy to tak naprawdę trójwymiarowe hodowle tkankowe powstałe z komórek macierzystych. Konieczne jest jednak stworzenie im specyficznego środowiska wzrostu, dzięki któremu komórki macierzyste przekształcają się w określone tkanki. Trzeba pamiętać, że organoidy są maleńkie (stąd nazywa się je także miniorganami) - mają wymiary od szerokości włosa do ok. pięciu milimetrów. Wykorzystując zaawansowane techniki biologiczne, można wyhodować organoid niemal z każdego organu w naszym ciele - mózgu, płuc, serca, nerek, wątroby, etc.
Celem istnienia organoidów nie jest zastępowanie ubytków tkankowych w istniejących narządach, a modelowanie odpowiedzi na dane leki. Dzięki organoidom, naukowcy mogą podawać leki bezpośrednio do tkanki i obserwować, jak odpowiadają w czasie rzeczywistym. Nigdy wcześniej coś takiego nie było możliwe.
Uczeni chcą, aby organoidy były jeszcze lepsze, dokładniej symulując złożoność środowiska in vivo. Na razie większość organoidów jest nieunaczyniona i pozbawiona komórek odpornościowych, więc nie da się używać ich w nieskończoność. Nie są połączone z innymi komórkami i tkankami, więc oferują biologom wgląd tylko w wycinek palety komórkowych zachowań - nie uchwycą pełnego repertuaru interakcji występujących w organizmie. Jest to ogromna wada organoidów w porównaniu z badaniami in vivo.
Co więcej, organoidy cechuje dość duża zmienność - nie tylko między strukturami powstałymi z tego samego materiału wyjściowego, ale nawet między obszarami jednego miniorganu. Organoidy nie są idealnie jednorodne, nawet jeżeli w procesie hodowli wszystko przebiegło zgodne z procedurami. Tę zmienność trzeba wyeliminować, aby zwiększyć wiarygodność i powtarzalność eksperymentów z udziałem organoidów.
Pomimo zauważalnych ograniczeń, organoidy są użytecznym narzędziem wykorzystywanym w wielu badaniach. Możliwość wytworzenie tak naprawdę nieograniczonej ilości tkanki do badań jest największą zaletą organoidów, zwłaszcza w kontekście badań nad chorobami rzadkimi.
To właśnie opracowanie nowatorskich metod leczenia chorób rzadkich jest szczególnie trudne ze względu na stosunkowo niewielkie populacje nimi dotknięte. Można to zmienić dzięki organoidom, bo tkankę do modelowania danej choroby da się wytworzyć praktycznie w każdej pracowni hodowli komórkowych. Nie trzeba do tego żadnych skomplikowanych narzędzi, wystarczy solidna wiedza.
Organoidy są wykorzystywane do badania neuronów, nieprawidłowo działających komórek macierzystych, a także produkcji insuliny. Miniorgany mogą używać praktycznie wszyscy naukowcy, którzy chcą przyjrzeć się jakiemuś procesowi. Jest to tym cenniejsze, jeżeli mówimy o rzadkim lub skomplikowanym zdarzeniu.
Mimo iż organoidy są stosunkowo świeżym owocem biotechnologii, mają zwolenników na całym świecie i będą rozwijane w kolejnych dekadach. Naukowcy są przekonani, że leki na wiele chorób uważanych dziś za nieuleczalne skrywają się właśnie gdzieś w mikrokosmosie organoidów. Nam pozostaje je znaleźć i przenieść do świata, który znamy.
