Organoide sind miniaturisierte, dreidimensionale Modelle von Geweben oder Organen, die im Labor gezüchtet und aus Stammzellen oder anderen Vorläuferzellen hergestellt werden und sich unter kontrollierten Bedingungen zu strukturierten Gewebestrukturen entwickeln. Als Vorläuferzellen, Progenitorzellen bzw. Stammzellen werden Körperzellen bezeichnet, die sich in verschiedene Zelltypen oder Gewebe ausdifferenzieren können, wobei je nach Art der Stammzelle sich diese in jegliches Gewebe oder in bestimmte festgelegte Gewebetypen entwickeln können. Stammzellen in menschlichen Körper fungieren dabei als Reservoir von Zellen, die sich teilen, um neue Stammzellen zu produzieren, sowie als eine Vielzahl verschiedener Arten spezialisierter Zellen, die zur Sicherung der Gewebserneuerung und -funktion erforderlich sind (Stangl, 2019).
Organoide ähneln zwar Organen, sind aber nicht dasselbe, wobei das Besondere im Vergleich zu anderen Zellkulturen ist, dass sie nicht in zweidimensionaler Struktur wachsen, sondern in 3D. Zu einem gewissen Grad können sie die Gewebe echter Organe widerspiegeln, was nicht nur mit embryonalen Stammzellen funktioniert, sondern mittlerweile auch mit induzierten pluripotenten Stammzellen, die sich aus normalen Gewebezellen von Patientinnen und Patienten herstellen lassen.
Die Herstellung von Organoiden erfordert dabei spezialisierte Techniken und Protokolle, wobei zunächst pluripotente Stammzellen, zum Beispiel aus embryonalen Stammzellen oder induzierten pluripotenten Stammzellen, gewonnen werden. Diese Zellen haben das Potenzial, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren, wobei durch die Manipulation der Wachstumsbedingungen und Zugabe von bestimmten Signalen die Stammzellen angeregt werden können, in spezifische Zelltypen zu differenzieren und sich zu dem dabei gewünschten Gewebe oder Organ zu entwickeln. Dadurch entstehen kleine, dreidimensionale Strukturen, die ähnliche Eigenschaften wie das natürliche Gewebe oder Organ aufweisen. Diese ermöglichen dann die Erforschung von Organentwicklung und Krankheitsmechanismen, da sie die Möglichkeit bieten, Gewebe- oder Organstrukturen in einem kontrollierten Umfeld zu untersuchen. Organoide können dabei auch als Modelle für Krankheiten dienen, indem sie die Symptome einer bestimmten Krankheit im Labor nachbilden, wodurch man in der Folge die zugrunde liegenden Ursachen besser verstehen und neue Behandlungsansätze entwickeln kann. Darüber hinaus können in Zukunft Organoide für die personalisierte Medizin genutzt werden, um die Wirksamkeit und Verträglichkeit von Medikamenten anhand individueller Patientengewebe zu testen, ohne die Patienten und Patientinnen zu belasten.
Literatur
Stangl, W. (2019, 29. Mai). Vorläuferzellen. Online Lexikon für Psychologie & Pädagogik.