オルガノイド
臓器をin vitroでつくるという試みの始まりは、ヘンリー・ヴァン・ピーターズ・ウィルソンによる。ウィルソンは、機械的に海綿動物を細胞までばらばらに解離し、その細胞が再集合し、自己組織化して生物全体を生成できることを実証した。これは最初の解離 - 再構成実験であった。その後、数十年に亘り複数の研究室が、両生類や鳥類の雛から得られた臓器組織を用い、異なる種類の臓器をin vitroで解離させ再集合させることができた。機械的にばらばらにされた細胞が集まって組織を再形成するために組織を再構成する現象は、後にMalcolm Steinbergによる差次接着仮説(英語版)の提唱につながった。幹細胞生物学分野の到来と共に、in vitroで器官を形成するという幹細胞の能力は初期に認識された。これは、幹細胞が奇形腫または胚様体(英語版)を形成するとき、分化した細胞が複数の組織で見られるような異なる構造に組織化できるという観察による。それまで幹細胞は平面の培地で培養や分化がなされていたが、立体的な培地での培養や、臓器の複雑な三次元構造の形成が可能になり、オルガノイドの研究分野が始まった。研究者たちは1987年以来、3次元培養のための様々な方法を考案し、様々な種類の幹細胞を利用し、多数の臓器に似たオルガノイドができた。2008年、理化学研究所の笹井芳樹らのチームは、幹細胞が自ら組織化し、神経細胞の球に分化し、その球には層も観察できることを、実証した 。
CFTRタンパク質を修復する治療薬(CFTR調節薬)によって腫れが回復する可能性があり、CFTR調節薬を、まずはオルガノイドで試して、個々の反応を、生体で治療する前に、実験室環境で定量できることを示している。 Schwankらはまた、腸の嚢胞性線維症オルガノイドの表現型が、2013年にCRISPR-Cas9ゲノム編集によって修復され得ることを実証した。Dekkersらによる2016年のフォローアップ研究では、嚢胞性線維症の人々からつくった腸オルガノイドの、フォルスコリン誘発腫脹の定量的な差異が、CFTR機能の既知の診断マーカーと関連していることを明らかにし、さらに、特定のCFTR変異を有する腸オルガノイドにおけるCFTR調節薬への応答が、これらの治療の公表された臨床試験データと相関することを実証した。これにより、治療を受ける前のCFTR変異の患者由来のオルガノイドを用い、CFTR調節薬が有効かを調べるという、前臨床試験が行われた。これらの研究は、オルガノイドが個々の治療またはオーダーメイド医療のために使用できることを初めて示した。