Az organoidok olyan sejtcsoportosulások, melyek önszerveződő módon háromdimenziós struktúrákká alakulnak, melyek a valódi, teljes méretű emberi szervek működéséhez hasonlóan fejlődnek és funkcionálnak. Ezeket a mini-szerveket a kutatók laboratóriumokban, petricsészékben állítják elő különféle őssejtekből, de ahhoz, hogy valódi miniatűr szívekké, agyakká vagy tüdőkké fejlődjenek, megfelelő körülményekre van szükségük: általában valamilyen tartószerkezet segítségével lehet csak elérni, hogy valóban három dimenzióban terjeszkedjenek, és el kell kerülni, hogy érintkezzenek a petricsészével. A felfüggesztés, amely a sejtekben kívüli tér felépítését másolja, valamilyen hidrogélből áll, ehhez leggyakrabban a Matrigel nevű anyagot használják, amely egy zselészerű fehérjevegyület, melyet az Engelbreth-Holm-Swarm egér szarkóma sejtek váladékából készítenek - írja Claudia Corrò, a Francis Crick Institute kutatója, tanulmányában.

Az organoidok egyelőre csak a szervek kezdetleges, egyszerű formáját veszik fel, összetételük közel sem olyan komplex, mint a valódi emberi agyé vagy szívé, de így is megfelelő alanyok ahhoz, hogy a szervek kifejlődésének lépéseit tanulmányozhassák rajtuk a tudósok. És van még egy olyan terület, ahol jelentős segítséget nyújthatnak a mini-szervek: a gyógyszertesztelés az organoidok felhasználásával a jövőben egészen személyre szabottan, így biztonságosabban valósulhat meg, mivel a páciens saját őssejtjeiből alakítható ki a tesztpéldány.

Háromdimenziós, emberi agy-organoidokat még csak néhány éve fejlesztenek a kutatók, de a vizsgálatok során már számos érdekes felfedezést tettek a sejtek szerveződése szempontjából, például, hogy megfelelő 'utasításokkal' az agy különböző részei alakíthatóak ki a sejtekből, melyek összekötve képesek együtt funkcionálni, vagyis az idegsejtek vándorolnak közöttük. Az is kiderült, hogy a számos agyi rendellenesség vizsgálatára is alkalmasak a mini-agyak, a jövőben ezért nem lesz rá szükség, hogy az állatmodellek által nyújtott behatárolt lehetőségek akadályozzák az új neurológiai felfedezések születését.

A legújabb kísérletben német, francia és olasz kutatók az organoidokon fejlődő szemhez hasonló struktúrát vizsgálták, az eredmények szerint már a harmincadik napon olyan optikai üregek jelentek meg a sejtcsoporton, szám szerint kettő, amelyek a későbbi fejlődés során többek között lencseszerű sejteket, retina pigmenteket és elektromosan aktív idegi hálózatot is fejlesztettek.

Az indukált pluripotens őssejtekből kialakított mini-agyak szemei fényre is reagáltak és ezt a fényre való érzékenységet mesterségesen is lehetett szabályozni.

A megalkotott 314 organoid 72%-a növesztett ilyen optikai egységeket, és a retina részei a legtöbb esetben interakcióba léptek az agyi sejtekkel, vagyis a valódi szervekhez hasonló működésről tettek tanúbizonyságot. A kutatók szerint in vitro, tehát laboratóriumi körülmények között ilyesmire korábban nem volt példa, ez pedig a vizsgálatok spektrumát nagyban szélesíti, mivel így a szervek közötti együttműködés megfigyelése is lehetővé válik. Ha a miniatűr optikai egységeket sikerül a jelenleginél hosszabb ideig életben tartani, akkor hamarosan már a retina rendellenességek kialakulását és működését is vizsgálhatják a mini-agyakon és szemeken.

(Fotó: Flickr/ nihgov, Elke Gabriel et al/Cell Stem Cell/ Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles)

További cikkek a témában:

A 3D-s organoid emberi előagy a jövő egyik legnagyobb durranása lehet A találmány felválthatja az állatkísérleteket, de vajon etikusnak nevezhető ez a fajta kísérletezés?
Az élet kezdetét szimulálták egy petricsészében: a mini szívek ugyanúgy dobogtak, mint az igaziak Valódi emberi sejtekből készítettek organoidokat, kezdetleges mini szíveket, amelyek a rendes szívhez hasonló módon és ütemben kezdtek verni, pedig csak szezámmag méretűek.
Magyar kutató vezetésével sikerült komoly áttörést elérni a vakság kezelésében A dr. Roska Botond vezette kutatócsapatnak a világon elsőként sikerült létrehoznia olyan mesterséges retinát, amely az egészséges felnőtt ember szervének megfelelően funkcionál.