До 2010-х моделями для вивчення людських органів були або двовимірні культури клітин у чашці Петрі (примітивні, не повторюють реальні взаємодії), або досліди на тваринах (миші мають інші гени і поведінку), або зразки померлих (вже не функціонують). Жодне з цього не давало доступу до «живого людського органа в роботі».
Прорив зробила австрійська лабораторія Юргена Кноблиха в Інституті молекулярної біотехнології (IMBA) у Відні. У серпні 2013 року в Nature вони описали технологію: брали iPSCs (індуковані плюрипотентні стволові клітини, технологія Яманаки 2006-го), вирощували в спеціальному гідрогелі, поступово додавали ростові фактори. Через 3-4 місяці отримували тривимірну структуру розміром 3-5 мм — з шарами клітин, що дуже нагадували реальну будову кори мозку. Це назвали церебральним органоїдом.
Подальші роки додали органоїди:
- Печінки і жовчних протоків — 2013-2017
- Нирки — 2015 (команда Мельбурна)
- Кишечник — 2014 (Hans Clevers)
- Легені — 2017
- Серце — 2018
Чого вони дозволяють досягти:
- Моделювати хвороби: брати клітини пацієнта з рідкісним захворюванням, перепрограмувати в iPSCs, виростити органоїд — і дослідити саму хворобу. Класичний приклад — мікроцефалія новонароджених від вірусу Зіка (2015), яку вперше відтворили в органоїдах.
- Випробовувати ліки на людських тканинах без ризику.
- Вивчати рідкісні мутації (один пацієнт = одна модель).
- Регенеративну медицину в перспективі.
Етика: коли в 2019-му з’явились повідомлення про «спонтанну електричну активність» у церебральних органоїдах, активізувались дискусії: чи можуть вони мати свідомість? Більшість науковців згідні: ні, поки рано — органоїди мають мільйони нейронів проти 86 мільярдів у дорослому мозку. Але регуляторні рамки поступово розробляють.