Organoid (rakukultuur)

Organoid (rakukultuur) on iseeneslikult agregeerunud rakkudest koosnev kolmemõõtmeline struktuur, mis rakulise koosseisu, rakkude paigutuse, rakk-rakk kontaktide tiheduse ja mõningate funktsionaalsete vastuste poolest meenutab teatud elundit (näiteks saab rääkida maksaorganoididest või sooleorganoididest). Kuigi uuringuid rakkude iseenesliku agregeerumise mehhanismidest on avaldatud juba 1907. aastast saati, on organoidide kasvatamine tänapäeva mõistes saanud alguse 2009. aastal, kui Hans Cleversi juhitud uurimisrühm publitseeris esimese artikli peensooleorganoidide valmistamise kohta täiskasvanud inimese tüvirakkudest.
Eesti Keele Instituudi pakutav selgitus sõnale „organoid“ on tähendusvälja poolest sarnane organelliga (rakusisene struktuur) ega kata organoidi kui rakkude kogumi tähendust. Samas kasutatakse organoidide kui rakukultuuris kasvatatavate rakkude kogumite mõistet näiteks patenditaotluste ja Euroopa Liidu direktiivide eestikeelsetes tõlgetes.
Organoidide valmistamine.
Organoidide moodustumisel "in vitro" rakukultuuris mängivad suurt rolli tüvirakud, mis spetsiifiliste lahustuvate kasvufaktorite ja rakuvälise maatriksi tahkete komponentide koostoimel diferentseeruvad sarnaselt huvipakkuva elundi rakkudega. Seejuures võivad algsed tüvirakud olla kas koeomased (ehk tuleneda näiteks patsiendi biopsias loomulikult sisalduvatest tüvirakkudest, mis tagavad koe taastootmist) või saadud n-ö kunstlikult, indutseeritud pluripotentsete tüvirakkudena (nt vere- või naharakkude dediferentseerumise kaudu). Organoidide kasvukeskkonda lisatavad kasvufaktorid (nt epidermaalne kasvufaktor või Wnt perekonna valgud) suunavadki tüvirakkude edasist diferentseerumist, mille tulemusena tekib huvipakkuvale organile omane rakkude kooslus.
Enamikes organismi kudedes on rakuvälise maatriksi vahendusel rakud surutud tihedasse omavahelisesse kontakti. Rakukultuuris võimaldab sama eesmärki saavutada tahkuvate substraatide (inglise keeles "scaffold") kasutamine, mis on tuletatud inimese või teiste imetajate rakuvälisest maatriksist – seejuures ei kasva organoidid mitte substraadi peal, vaid substraadi sees, mistõttu substraat avaldab kasvavale organoidile mehhaanilist survet. Üheks levinumaks substraadiks organoidide kasvatamisel on nn Matrigel (sarkoomiga hiirte rakuvaheainest valmistatud segu, mis on vedel 0 °C juures, kuid tahkub toatemperatuuril ja sellest kõrgematel temperatuuridel). Samas on kasutusel ka mitmed sünteetilised nn hüdrogeelid (ristseotud polümeeriahelatel põhinevad poorsed materjalid, mis on võimelised imama suurtes kogustes vett).
Organoidide kasutamine.
Lisaks eespool mainitud elundite mudelitele on teaduslike uuringute raames suudetud saada näiteks ka aju-, kopsu-, südame- ja neeruorganoide. Kuigi populaarteaduslikus kirjanduses ja koguni teaduslikes artiklites on levinud organoidide samastamine elundite miniatuursete versioonidega, on organoidid siiski oluliselt lihtsustatud mudelid, milles sageli puuduvad nt vere- ja lümfisooned, immuunsüsteemi komponendid jms. Siiski on organoididest kujunenud olulised mudelid teadusuuringute jaoks, mis on oluliselt komplekssemad tavalisest kahemõõtmelisest ehk kinnituvast rakukultuurist ning ka nn sferoididest, mis tekivad rakkude juhusliku agregeerumise teel ega sisalda tüvirakkude populatsiooni.
Tänapäeval on organoidide kasutamine levinud nii baasteaduses kui rakenduslikel eesmärkidel. Näiteks kasutatakse endomeetriumi epiteelirakkudest valmistatud organoide, uurimaks embrüo kinnitumist emakale ning võimalikke tegureid, mis sellist kinnitumist häirivad. Samas patsientide vähirakkudest valmistatud organoide kasutatakse nii ravimiavastuse-alaste sõeluuringute läbiviimisel kui personaalmeditsiiniste lähenemiste loomisel, valimaks just antud patsiendi jaoks sobilikke vähivastaseid ravimeid.