贝诺·弗里德曼博士说，人体系统是一个“黑盒子”——研究人员只有进入并近距离观察它，才能知道里面发生了什么。这就是为什么，弗里德曼说，瀑样对我们对人类生物学的理解产生了深远的影响，尤其是在他的领域，再生医学。
作为体外模型模拟体内条件干细胞类器官疾病模型帮助弗里德曼和他在华盛顿大学的实验室创造生物场景，有一天可以破解器官再生的密码。
弗里德曼说:“你可以对细胞进行基因工程，使它们具有你想要的任何类型的遗传成分。”“你基本上可以创造出非自然发生的生命形式，并用它来测试为什么某些基因会存在。”
这样做有助于弗里德曼实验室发现肾病学前沿的新见解。研究小组最近发现了一个在人类肾脏发育过程中起重要作用的途径，这是他们以前没有注意到的。
这只是类器官如何帮助研究人员破解疾病病理的黑盒子，以发现可能的再生解决方案的一个例子。类器官几乎为人体系统的每个器官提供了希望，但对弗里德曼来说，肾脏尤其珍贵。在看到他的叔叔与肾病作斗争后，他看到了用器官模型来改善肾病的必要性。
类器官研究可能会改变我们治疗多囊肾病的方式，多囊肾病是一种常见的遗传性疾病，囊肿会干扰肾功能。治疗这种疾病通常需要长期透析，这会降低生活质量并伴随并发症。
许多多囊肾病患者最终需要器官移植。如果你是个病人，那就很难听了。等待名单可能需要几年才能通过，捐赠的器官也不会永远持续下去：研究人员称，近一半的移植肾在10年内停止工作国家肾脏基金会报告。
目前还没有治疗多囊肾病的方法。但弗里德曼和他的实验室打算通过使用有机物质和高通量技术来改变这种情况。
“多年来，研究人员一直局限于从多囊肾病患者身上提取细胞并进行研究体外,”弗里德曼说。“但他们还没有弄清楚这种疾病发生了什么，因为当你把细胞取出体外时，它们会发生变化。它们不会在盘子里重现疾病，但类器官会。类器官可以从一个正常的有小管的类器官变成一个囊性的类器官，看起来像一个在游动的水母，因为小管已经被液体膨胀了。”
利用这些微小的、像水母一样的患病类器官，科学家们可以自动化并运行数千台计算机类器官的治疗模拟为合适的患者找到合适的治疗方法。
“这是一个游戏规则改变者，”弗里德曼说。“类器官的特殊之处在于它们能够在培养皿中以组织规模再造疾病。这对再生医学来说意味着我们可以通过使用培养皿作为病人的替代品来发现个性化的治疗方法。所以在任何人尝试这种药物之前，我们已经知道他们的组织是否会有良好的反应。”
因为这些类器官的细胞扩张对这种工作是必不可少的，细胞外基质含有生长因子和胶原iv -例如康宁基底膜基质marix-作为脚手架的选择，它可能特别有用。康宁超低附着（ULA）板对多囊肾类器官的研究也很有帮助。
从短期来看，在实验室中使用类器官可以达到药理学目的，也就是说，它可以帮助研究人员根据病人的组成找到治疗组合。但随之而来的是一个价值百万美元的问题:什么时候人们不再需要药物，因为他们可以用自己的细胞制造一个新的器官?
弗里德曼说:“我们都对肾脏再生的长期潜力感到非常兴奋。”“这是这个领域的圣杯。我们已经看到，类器官有能力达到一半，当你将它们植入体内时，它们有成熟的潜力。这些移植是否能发挥作用，并与现有的器官移植相比，目前的答案是否定的。但如果我们作为一个文化推动这个想法，再生医学作为一个整体的潜力是足够大的，使它在未来成为现实。”
科学和医学越来越接近将黑匣子炸开。我们距离器官再生可能还有几十年的时间，但类器官已经帮助研究人员窥探了这个盒子，并弥合了无数疾病的病理和治疗方面的差距。总有一天，我们会做得比想象中更多。
弗里德曼说:“我们需要一种21世纪的肾病解决方案。“这种类型的研究对实现这一目标至关重要。因为这不仅仅是一个梦想——这是我们都应该继续努力的目标。如果我们把心思放在这上面，推动再生疗法的发展，我们在未来的几年里会有很多希望。”
利用3D细胞培养进行体外疾病建模的革命性潜力并不局限于肾脏。发现如何神经瀑样，胃肠类器官，及其他类器官类型正在为个性化医疗开辟可能性。
