# Organoide

Un organoide, informalment també conegut com a miniòrgan, és un òrgan tridimensional mínim desenvolupat in vitro. La tècnica per cultivar organoides ha millorat ràpidament des de principis de la dècada del 2010 i el 2013 va ser considerada un dels avenços científics més significatius del moment.

## Història

El 2008 Yoshiki Sasai i el seu equip a l'institut RIKEN van demostrar que les cèl·lules mare poden agrupar-se en boles de cèl·lules neuronals que poden organitzar-se en capes diferenciades. El 2009 el Laboratori de Hans Clevers a l'Institut Hubrecht i el Centre Mèdic Universitari d'Utrecht, als Països Baixos, van demostrar que només a partir de cèl·lules mare LGR5 podien generar estructures velloses sense caldre una base mesenquimàtica.
El 2013, Madeline Lancaster de l'Acadèmia austríaca de Ciències va establir un protocol per al cultiu d'organoides cerebrals derivats de cèl·lules mare per tal d'imitar l'organització cel·lular del cervell humà en desenvolupament. El 2014, Artem Shkumatov, Kwanghyun Baek i Hyunjoon Kong, de la Universitat d'Illinois a Urbana-Champaign, van demostrar que podien crear-se organoides cardiovasculars a partir de cèl·lules d'ES modulant la rigidesa del substrat al qual s'adherien. La rigidesa fisiològica promovia la tridimensionalitat dels cossos embrioides (embryoid bodies o EBs en anglès) i la diferenciació cardiomiogènica.
Takebe, Yoshikawa i un equip de fins a tretze investigadors japonesos van demostrar un mètode generalitzat per a miniorgans formats a partir de teixits diversos combinant progenitors específics de teixits derivats de cèl·lules mare pluripotents o mostres de teixit pertinent amb cèl·lules mare endotelials i mesenquimàtiques (MSC). Es va suggerir que els teixits menys madurs, o els miniòrgans, generats a partir del principi de condensació autoorganitzada podrien ser l'aproximació més eficaç cap a la reconstitució de funcions d'òrgan madur després d'un trasplantament, més que no condensats generats de cèl·lules d'una etapa més avançada.

## Tipus d'organoides

* Organode cerebral
* Organoide tiroïdeu
* Organoide intestinal
* Organoide testicular
* Organoide hepàtic
* Organoide pancreàtic
* Organoide gàstric
* Organoide epitelial
* Organoide pulmonar
* Organoide renal
* Embrionari (Gastruloids)

## Organoides com a models de malaltia

Els organoides proporcionen una oportunitat per crear models cel·lulars de malalties humanes, els quals poden ser estudiats en el laboratori per a millor comprensió de les causes de la malaltia i per identificar tractaments possibles. Com a exemple, l'edició del genoma amb el sistema CRISPR va aplicar-se a cèl·lules mare pluripotents per tal d'introduir mutacions específiques en gens implicats en dues malalties renals: la poliquistosi renal i la glomeruloesclerosi focal i segmentària. Aquestes cèl·lules mare pluripotents modificades amb CRISPR van ser cultivades com un miniòrgan renal, que va arribar a exhibir els fenotips associats a la malaltia. Paral·lelament, aquests fenotips no es presentaven en aquells organoides sense mutacions CRISPR. Aquests experiments demostren l'ús d'organoides com a models més complexos de malalties en el laboratori, anant un pas més enllà dels teixits cultivats en una placa de petri.

## Bibliografia

* Willyard, Cassandra «The boom in mini stomachs, brains, breasts, kidneys and more». Nature, 523, 2015, pàg. 520–522. DOI: 10.1038/523520a.
* Kelly Rae Chi (2015). Orchestrating Organoids. A guide to crafting tissues in a dish that reprise in vivo organs. The Scientist.
* Takebe, T., Enomura, M., Yoshizawa, E., Kimura, M., Koike, H., Ueno, Y., ... & Taniguchi, H. (2015). Vascularized and Complex Organ Buds from Diverse Tissues via Mesenchymal Cell-Driven Condensation. Cell Stem Cell, 16(5), 556-565. DOI:10.1016/j.stem.2015.03.004
* Turner DA, Baillie-Johnson P, Martinez Arias, A (2016). "Organoids and the genetically encoded self-assembly of embryonic stem cells". Bioassays 38 (2): 181-91. doi: 10.1002/bies.201500111

## Referències

* ↑ «organoide». Cercaterm. TERMCAT, Centre de Terminologia.
* ↑ Miravalls, Julio «Organoides, la 'fábrica' de tejido humano» (en castellà). EL MUNDO, 03-08-2017. «El proceso para generar un mini-órgano requiere unos 10 días y el resultado es un tejido de unos milímetros.»
* ↑ Kerry Grens. «2013’s Big Advances in Science». The Scientist, 24-12-2013. [Consulta: 26 desembre 2013].
* ↑ Yong, Ed. «Lab-Grown Model Brains». The Scientist, 28-08-2013. [Consulta: 26 desembre 2013].
* 1 2 Sato, Toshiro; Vries, Robert G.; Snippert, Hugo J.; Van De Wetering, Marc; Barker, Nick; Stange, Daniel E.; Van Es, Johan H.; Abo, Arie; Kujala, Pekka; Peters, Peter J.; Clevers, Hans «Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche». Nature, 459, 7244, 2009, pàg. 262–5. Bibcode: 2009Natur.459..262S. DOI: 10.1038/nature07935. PMID: 19329995.
* ↑ Chambers, Stuart M.; Tchieu, Jason; Studer, Lorenz «Build-a-Brain». Cell Stem Cell, 13, 4, 10-2013, pàg. 377–8. DOI: 10.1016/j.stem.2013.09.010. PMID: 24094317.
* ↑ Shkumatov, A; Baek, K; Kong, H «Matrix Rigidity-Modulated Cardiovascular Organoid Formation from Embryoid Bodies». PLoS ONE, 9, 4, 2014, pàg. e94764. Bibcode: 2014PLoSO...994764S. DOI: 10.1371/journal.pone.0094764. PMC: 3986240. PMID: 24732893.
* ↑ Takebe, T.; Enomura, M.; Yoshizawa, E.; Kimura, M.; Koike, H.; Ueno, Y.; Taniguchi, H. «Vascularized and Complex Organ Buds from Diverse Tissues via Mesenchymal Cell-Driven Condensation». Cell stem cell, 16, 5, 2015, pàg. 556–565. DOI: 10.1016/j.stem.2015.03.004.
* ↑ Eichmüller, Oliver L.; Knoblich, Juergen A. «Human cerebral organoids - a new tool for clinical neurology research». Nature Reviews. Neurology, 18, 11, 11-2022, pàg. 661–680. DOI: 10.1038/s41582-022-00723-9. ISSN: 1759-4766. PMC: 9576133. PMID: 36253568.
* ↑ Martin, Andreas; Barbesino, Giuseppe; Davies, Terry F. «T-Cell Receptors and Autoimmune Thyroid Disease—Signposts for T-Cell-Antigen Driven Diseases». International Reviews of Immunology, 18, 1–2, 1999, pàg. 111–40. DOI: 10.3109/08830189909043021. PMID: 10614741.
* ↑ Nengzhuang, Wang; Jiaming, Shen; Minghua, L. I. U.; Long, M. A.; Lina, Q. I. N. «A brief history of testicular organoids: from theory to the wards». Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 39, 7, 7-2022, pàg. 1423–1431. DOI: 10.1007/s10815-022-02529-6. ISSN: 1573-7330. PMC: 9365919. PMID: 35653042.
* ↑ Huch, M; Gehart, H; Van Boxtel, R; Hamer, K; Blokzijl, F; Verstegen, M. M.; Ellis, E; Van Wenum, M; Fuchs, S. A.; De Ligt, J; Van De Wetering, M; Sasaki, N; Boers, S. J.; Kemperman, H; De Jonge, J; Ijzermans, J. N.; Nieuwenhuis, E. E.; Hoekstra, R; Strom, S; Vries, R. R.; Van Der Laan, L. J.; Cuppen, E; Clevers, H «Long-Term Culture of Genome-Stable Bipotent Stem Cells from Adult Human Liver». Cell, 160, 1–2, 2015, pàg. 299–312. DOI: 10.1016/j.cell.2014.11.050. PMC: 4313365. PMID: 25533785.
* ↑ Huch, M; Bonfanti, P; Boj, S. F.; Sato, T; Loomans, C. J.; Van De Wetering, M; Sojoodi, M; Li, V. S.; Schuijers, J; Gracanin, A; Ringnalda, F; Begthel, H; Hamer, K; Mulder, J; Van Es, J. H.; De Koning, E; Vries, R. G.; Heimberg, H; Clevers, H «Unlimited in vitro expansion of adult bi-potent pancreas progenitors through the Lgr5/R-spondin axis». The EMBO Journal, 32, 20, 2013, pàg. 2708–2721. DOI: 10.1038/emboj.2013.204. PMC: 3801438. PMID: 24045232.
* ↑ Stange, D. E.; Koo, B. K.; Huch, M; Sibbel, G; Basak, O; Lyubimova, A; Kujala, P; Bartfeld, S; Koster, J; Geahlen, J. H.; Van Es, J. H.; Van De Wetering, M; Mills, J. C.; Clevers, H «Differentiated Troy+ chief cells act as 'reserve' stem cells to generate all lineages of the stomach epithelium». Cell, 155, 2, 2013, pàg. 357–368. DOI: 10.1016/j.cell.2013.09.008. PMC: 4094146. PMID: 24120136.
* ↑ Barker, Nick; Van Es, Johan H.; Kuipers, Jeroen; Kujala, Pekka; Van Den Born, Maaike; Cozijnsen, Miranda; Haegebarth, Andrea; Korving, Jeroen; Begthel, Harry; Peters, Peter J. «Identification of stem cells in small intestine and colon by marker gene Lgr5». Nature, 449, 7165, 2007, pàg. 1003–7. Bibcode: 2007Natur.449.1003B. DOI: 10.1038/nature06196. PMID: 17934449.
* ↑ Lee, Joo-Hyeon; Bhang, Dong Ha; Beede, Alexander; Huang, Tian Lian; Stripp, Barry R.; Bloch, Kenneth D.; Wagers, Amy J.; Tseng, Yu-Hua; Ryeom, Sandra «Lung Stem Cell Differentiation in Mice Directed by Endothelial Cells via a BMP4-NFATc1-Thrombospondin-1 Axis». Cell, 156, 3, pàg. 440–455. DOI: 10.1016/j.cell.2013.12.039. ISSN: 0092-8674. PMC: 3951122. PMID: 24485453.
* ↑ Takasato, Minoru; Er, Pei X.; Chiu, Han S.; Maier, Barbara; Baillie, Gregory J.; Ferguson, Charles; Parton, Robert G.; Wolvetang, Ernst J.; Roost, Matthias S. «Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis». Nature, 526, 7574, pàg. 564–568. DOI: 10.1038/nature15695.
* ↑ Freedman, BS; Brooks, CR; Lam, AQ; Fu, H; Morizane, R; Agrawal, V; Saad, AF; Li, MK; Hughes, MR; Werff, RV; Peters, DT; Lu, J; Baccei, A; Valerius, MT; Musunuru, K; McNagny, KM; Zhou, J; Lerou, PH; Bonventre, JV «Modelling kidney disease with CRISPR-mutant kidney organoids derived from human pluripotent epiblast spheroids.». Nature communications, 6, 23-10-2015, pàg. 8715. DOI: 10.1038/ncomms9715. PMID: 26493500.
* ↑ Morizane, Ryuji; Lam, Albert; Freedman, Benjamin; Kishi, Seiji; Valerius, Todd; Bonventre, Joseph «Nephron organoids derived from human pluripotent stem cells model kidney development and injury.». Nature Biotechnology, 33, 11, pàg. 1193–1200. DOI: 10.1038/nbt.3392.
* ↑ van den Brink, Susanne C.; Baillie-Johnson, Peter; Balayo, Tina; Hadjantonakis, Anna-Katerina; Nowotschin, Sonja; Turner, David A.; Martinez Arias, Alfonso «Symmetry breaking, germ layer specification and axial organisation in aggregates of mouse embryonic stem cells». Development (Cambridge, England), 141, 22, 01-11-2014, pàg. 4231–4242. DOI: 10.1242/dev.113001. ISSN: 1477-9129. PMC: 4302915. PMID: 25371360.
* ↑ Turner, David A.; Baillie-Johnson, Peter; Martinez Arias, Alfonso «Organoids and the genetically encoded self-assembly of embryonic stem cells». BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology, 38, 2, 01-02-2016, pàg. 181–191. DOI: 10.1002/bies.201500111. ISSN: 1521-1878. PMID: 26666846.
* 1 2 Freedman, BS; Brooks, CR; Lam, AQ; Fu, H; Morizane, R; Agrawal, V; Saad, AF; Li, MK; Hughes, MR; Werff, RV; Peters, DT; Lu, J; Baccei, A; Siedlecki, AM; Valerius, MT; Musunuru, K; McNagny, KM; Steinman, TI; Zhou, J; Lerou, PH; Bonventre, JV «Modelling kidney disease with CRISPR-mutant kidney organoids derived from human pluripotent epiblast spheroids.». Nature communications, 6, 23-10-2015, pàg. 8715. PMID: 26493500.