Za početak, podsjetimo na neke temeljne pojmove stanično-histološko-anatomske hijerarhije: osnovni građevni element organizma je stanica; više istovrsnih stanica zovemo tkivo, a nekoliko različitih tkiva čine organ, anatomsku strukturu koja obavlja neku specifičnu tjelesnu funkciju.

Pojedinačne stanice, pa i cijela tkiva moguće je metodama kultivacije uzgojiti i održati funkciji i izvan organizma, u laboratoriju, a otkako je u zadnja dva desetljeća izrazito napredovala tehnologija korištenja matičnih stanica, omogućen je i uzgoj minijaturiziranih laboratorijskih kopija cijelih organa, tzv. organoida.

Organoidi ljudskog mozga bi dakle bile minijaturne verzije humanog moždanog tkiva proizvedene iz pluripotentnih matičnih stanica uzgojenih u laboratoriju (vidi okvir uz tekst!). Premda su znatno manji od pravoga mozga, organoidi vjerno reproduciraju neke značajke prirodnog moždanog tkiva. Neki od različitih tipova stanica koje bismo uz neurone očekivali pronaći u mozgu, poput astrocita i oligodendrocita, pojavljuju se kako se organoidi razvijaju; i struktura tkiva je slična, iako manje složena nego što je kod pravoga mozga.

Posljednjih godina su rezultati sve brojnijih istraživanja na tom području sve jasnije počeli sugerirati da bi organoidi mozga jednoga dana mogli igrati ulogu u liječenju više vrsta do sada teško izječivih neuroloških bolesti, od onih nastalih genetičkim anomalijama, preko defekata mozga i živaca nastalih traumatskim puitem, sve do oštećenja koja su posljedića ishemijskih (cerebrovaskularnih) incidenata, moždanih udara. Naime, moždani organoidi pokazuju vlastitu neuronsku aktivnost i kada su još u laboratorijskoj posudi, a sve su češća izvješća da su uspješno transplantirani u zdrave mozgove glodavaca, u kojima su se uspješno spojili s okolnim moždanim tkivom. Štoviše, nedavna studija je pokazala da nakon "urastanja" u moždano tkivo štakora, ljudski organoidi reagiraju na neuralne podražaje na isti način kao i normalni neuroni.

Međutim, unatoč toj uspješno izvedenoj transplantaciji organoidnog tkiva u zdravo tkivo mozga, znanost do sada još nije istražila hoće li se organoidi moći integrirati s ozlijeđenim moždanim tkivom. Takva mogućnost bi otvorila put za liječenje već spomenutih moždanih oštećenja nastalih zbog traume ili cerebrovaskularnih inzulta (moždanih udara), gdje bi laboratorijski uzgojeni organoid mogao poslužiti kao svojevrsna živa „zakrpa“, funkcionalna zamjena za nefunkcionalno oštećeno tkivo.

Prijašnja istraživanja su pokazala kako je moguće postići integraciju organoida u zdravo tkivo mozga u razvoju, a u časopisu Cell Stem Cell je nedavno objavljena studija koju je proveo dr. Isaac Chen, neurokirurg sa Sveučilišta u Pennsylvaniji sa svojim istraživačkim timom. To istraživanje je po prvi puta dalo odgovor na pitanje može li korištenje organoidne biotehnologije poslužiti za sanaciju i oporavak mozga nakon ozljede. Naime, istraživanje je pokazalo da se moždani organoidi, „mini-mozgovi“ uzgojeni u laboratoriju od ljudskih matičnih stanica mogu uspješno presaditi i integrirati u ozlijeđeni mozak štakora i potom uspostaviti normalnu funkciju: reagirati na vizualne podražaje.

Prije nego što su presađeni na svoje nove domaćine, organoidi su prvo uzgajani u laboratoriju tijekom osamdeset dana. Odrasli, zreli štakori korišteni u ovom eksperimentu imali su ozljede vidnog korteksa, dijela moždane kore koja „analizira“ vidne podražaje koje mrežnica oka putem očnog živca šalje u taj centar. Ukratko, bili su slijepi – ne zbog oštećenja očiju, nego zbog nemogućnosti mozga da obrađuje vizualne podražaje.

Nakon što je transplantirani ljudski moždani organoid proveo tri mjeseca „usađen“ u štakorski mozak, istraživači su korištenjem HSV, laboratorijskog herpes-virusa pratili nove veze koje su ljudski organoidi uspostavili s okolnim štakorskim tkivom. U oči štakora ubrizgan je herpes-virus (koji ima svojstvo neurotropnosti, tj. da se širi korištenjem neuronskih puteva), markiran fluorescentnim biljegom, pa ga je bilo moguće pratiti dok se kretao kroz neuronske veze od mrežnice (retine) u očni živac i dalje u mozak. Na zadovoljstvo istraživača, markirani virus je vidnim živčanim putevima neprekinuto „doputovao“ sve do organoida, čime je dokazao da je u štakorskom mozgu implantirani ljudski organoid postao njegov integralni, funkcionalni dio koji prima vidne podražaje umjesto propalog oštećenog tkiva.

Taj nalaz su potvrdili i dopunskim testiranjem, kako bi ispitali mogu li neuroni organoida zaista odgovoriti na vizualne podražaje; ako odgovor postoji, to znači da bi organoidi imali potencijal preuzeti funkcije ozlijeđenog moždanog tkiva i na taj način pomoći u njegovom popravku. Za testiranje su korištene elektrode koje su mjerile neuronsku aktivnost organoida dok su štakori bili izloženi stroboskopskim bljeskovima svjetla i slikama naizmjeničnih crnih i bijelih traka. Rezultat je bio potvrdan: velik broj neurona unutar organoida reagirao je na svjetlosne podražaje i prostornu orijentaciju traka na slikama, što je izravan dokaz da su se organoidni neuroni ne samo integrirali s vizualnim sustavom štakorskog mozga, već su bili u stanju usvojiti vrlo specifične funkcije vida.

Prema riječima članova istraživačkog tima, ni sâmi nisu očekivali ovako visok stupanj funkcionalne integracije u tako kratkom vremenu nakon transplantacije organoida. U nekima od ranijih studija koje su proučavale transplantaciju pojedinačnih ljudskih neurona (dakle, samo stanica, a ne cijelih organoida) u mozak glodavaca, čak ni desetak mjeseci nakon transplantacije ti neuroni nisu postali zreli ni fukcionalni, premda su se „primili“ i živjeli u štakorskom moždanom tkivu.

Dr. Chen se nada da će njihovi rezultati utrti put daljnjim ispitivanjima ovog postupka i u drugim oštećenim područjima mozga, a ne samo u vizualnom korteksu, kako bi se u potpunosti razjasnili biološki mehanizmi kojima se organoidni neuroni integriraju s mozgom, a sve to s ciljem da se tehnologija transplantacije moždanih organoida u bilo koju regiju oštećenog mozga može precizno kontrolirati i učiniti bržom i uspješnijom metodom liječenja neuroloških i neurokirurških pacijenata.

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova i objavljivanja ilustracija u tiskanom izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih grafika i primijenjenog dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}