Trodimenzionalne strukture stvorene u laboratoriju koje imitiraju osnovne funkcije i arhitekturu stvarnih organa su organoidi. Iako ne dostižu potpunu kompleksnost pravih organa, omogućuju znanstvenicima da proučavaju razvoj i funkcije tkiva na način koji je prije bio nezamisliv, osobito kada je riječ o mozgu – jednom od najsloženijih i najmanje dostupnih ljudskih organa. Ipak, uz sve prednosti, organoidi otvaraju i niz ozbiljnih etičkih pitanja.
Jedno od ključnih znanstvenih otkrića proteklog desetljeća je sposobnost manipulacije odraslim matičnim stanicama kako bi se diferencirale u specifične tipove stanica. Nakon oplodnje, stanice koje čine embrij su totipotentne – što znači da se mogu razviti u bilo koju stanicu potrebnu za razvoj ljudskog tijela. Kako razvoj napreduje, ta sposobnost se smanjuje, ali tijelo i dalje zadržava određeni broj matičnih stanica, primjerice u koštanoj srži. Te stanice su multipotentne – mogu postati različite krvne stanice, ali ne bilo koja stanica u tijelu.
Korištenjem tehnologije reprogramiranja stanica, znanstvenici mogu pretvoriti obične stanice, poput kožnih ili krvnih, u inducirane pluripotentne matične stanice (iPSC). Te stanice ponovno dobivaju sposobnost da postanu gotovo bilo koji tip stanice u tijelu. Ova tehnika omogućila je stvaranje modela organa – organoida – koji se koriste za istraživanje ljudske biologije u laboratorijskim uvjetima, bez potrebe za testiranjem na ljudima ili životinjama.
Posebnu pažnju privukli su moždani organoidi. Budući da je mozak iznimno teško proučavati zbog njegove složenosti i etičkih ograničenja, organoidi nude jedinstvenu priliku da se bolje razumije razvoj mozga, kao i različite neurološke bolesti. Prvi cerebralni organoid stvoren je iz iPSC stanica pacijenta s mikrocefalijom, što je znanstvenicima omogućilo da identificiraju rani uzrok smanjene veličine mozga – preranu neuronsku diferencijaciju.
Od tada, razvoj moždanih organoida napredovao je značajno. Danas ti modeli mogu spontano razviti strukture poput optičkih čašica, što su učinili u roku od 60 dana sazrijevanja. U drugoj studiji, organoidi su se nakon 250 do 300 dana ponašali slično kao mozak novorođenčeta. Time se otvorila mogućnost proučavanja učinaka lijekova tijekom trudnoće na razvoj mozga. Jedna takva studija koristila je organoide kako bi pokazala da lijek natrijev valproat, koji su koristile trudnice s epilepsijom, može izazvati ubrzano starenje i smrt moždanih stanica – što objašnjava teškoće u učenju kod njihove djece.
Osim razvoja bolesti, organoidi su korišteni za proučavanje učinaka infekcija, poput SARS-CoV-2 virusa na mozak, kao i neuroloških stanja poput Alzheimerove bolesti, shizofrenije i autizma. No s napretkom dolaze i etička pitanja. Primjerice, kad su istraživači presadili ljudski moždani organoid u mozak štakora, primijetili su da su stanice stvorile funkcionalne veze s mozgom domaćina i utjecale na ponašanje životinje. To otvara pitanje gdje je granica između istraživanja i manipulacije sviješću.
Organizacije poput Međunarodnog društva za istraživanje matičnih stanica već su razvile smjernice za stvaranje himera – organizama koji kombiniraju stanice dviju vrsta – uz snažan naglasak na dobrobit životinja. No što ako organoid razvije svijest? Kako bismo to prepoznali i kako bismo to regulirali?
Znanstvenici već razmatraju načine za testiranje svijesti u organoidima – primjerice, putem EEG signala ili reakcije na anesteziju. Ako se pokaže da su neki organoidi svjesni, mogla bi postati nužnost uvođenja regulatornog okvira, sličnog onome koji postoji za laboratorijske životinje.
Jedan posebno zanimljiv primjer dolazi iz tvrtke Cortical Labs, gdje su znanstvenici “naučili” moždane stanice kako igrati videoigru Pong. To je pokazalo da neuroni mogu procesirati informacije, učiti i prilagođavati se – iako to još uvijek ne znači da imaju svijest. No, mogućnost da bi se organoidi mogli koristiti kao sustavi za obradu informacija uz minimalnu potrošnju energije otvara novu dimenziju primjene – od istraživanja biologije do razvoja energetski učinkovitih bioloških računala.
Organoidi predstavljaju ogroman potencijal za znanost, ali i izazov za etiku. Njihov razvoj zahtijeva pažljivo balansiranje između znanstvenih koristi i moralnih granica koje čovječanstvo ne bi smjelo prijeći bez ozbiljne refleksije.
