О рганите на нашето тяло са сложни, 3D структури, съставени от различни видове тъкани, всички взаимодействащи, за да изпълнят специфична роля в поддържането ни живи.
За да разберат как се развиват и функционират, учените често са принудени да ги изследват в "запазено състояние", дълго след като са спрели да растат, пише Science Alert.
Всичко това се променя с напредъка в нов вид биологичен модел - органоид.
Какво представляват органоидите?
Органоидите са малки, опростени, 3D копия на органи, създадени извън живо тяло, обикновено отгледани чрез третиране на комбинация от тъкани или стволови клетки с хранителни вещества и химически сигнали, които ги насърчават да се диференцират и самоорганизират.
Обикновено варират по размер от ширината на косъм до няколко милиметра напречно.
Как работят органоидите?
Органоидите обикновено се разработват с цел изучаване на специфични характеристики на целеви орган, които не може да се открие в животински модел, което дава на изследователите по-голям контрол върху функциониращите тъкани в изолация от живо тяло и им позволява да наблюдават отблизо специфични промени и последователности на развитие.
Докато изследователите са насърчавали сложни подредби на тъкани да растат в лабораторно оборудване извън тялото в култури поне от началото на 20-ти век, напредъкът в изследванията на стволови клетки е позволил на изследователите да създадат условия в лабораторията, които по-близо имитират тези промени.
До 2006 г. учените успешно създадоха версия на малък, васкуларизиран черен дроб в стъклени съдове, който продължи да функционира около два месеца. Скоро се появи голямо разнообразие от тези органоиди, получени от стволови клетки, които дават представа за развитието и функциите на части от червата, бъбреците, сърцето, очите и дори мозъка.
Можем ли да отглеждаме цели органи по този начин?
Понастоящем органоидите се използват като инструмент за изследване на развитието на заболявания като рак или неврологични състояния, или влияния на различни растежни фактори, въздействие на други химикали (както токсични, така и терапевтични).
Тъй като сложността на органите се увеличава и фините влияния на химията и физическата близост с други тъкани и органи се повишават, способността да се имитира развитието на органа става все по-трудна. Без интегриране на имунна система и подходящо разпространение на кръвоносните съдове, например, малцина ще пораснат в правилните форми или ще приемат правилните структури. Липсата на хранителни вещества също ограничава техния размер.
Това, което научаваме за развитието на органоидите, на теория може да се използва за създаването на трансплантируеми тъкани в бъдеще. Изследователите вече намират начини да преодолеят ограниченията чрез разработване на заобиколни решения, отделно отглеждане на органоиди.
Етиката на отглеждането на мозъчни органоиди бавно привлича вниманието, което някога е било посветено единствено на въпросите на ембрионалното развитие. Кога дейността на нервната тъкан е достатъчно „човешка“?
От една страна, органоидите осигуряват така необходимата представа за моделите на неврологично развитие, за да ни позволят да разберем по-добре състояния като болестта на Алцхаймер или аутизъм.
