Organoidy powstają z pluripotencjalnych komórek macierzystych, które w odpowiednich warunkach samorzutnie organizują się w złożone struktury tkankowe. Odtwarzają wybrane cechy architektury i funkcji rozwijających się narządów, w tym zróżnicowanie komórkowe oraz przestrzenne interakcje między komórkami. W przypadku układu nerwowego możliwe jest uzyskanie struktur zawierających neurony, astrocyty i mikroglej, co pozwala analizować procesy zapalne, degeneracyjne i naprawcze w układzie zbliżonym do ludzkiej tkanki. W porównaniu z hodowlami dwuwymiarowymi organoidy lepiej oddają organizację przestrzenną i wzajemne oddziaływania komórek, choć pozostają pozbawione unaczynienia i pełnej dojrzałości funkcjonalnej.

Zespół z Northwestern University wykorzystał taki model do odtworzenia mechanicznych uszkodzeń rdzenia kręgowego. W organoidach wywołano zarówno uraz przypominający przecięcie tkanki, jak i uraz tępy. W obu wariantach obserwowano utratę neuronów, aktywację komórek glejowych oraz zwiększoną ekspresję markerów związanych z tworzeniem blizny glejowej. Tak przygotowany model wykorzystano następnie do oceny terapii opartej na bioaktywnych nanostrukturach peptydowych określanych jako „dancing molecules”. Metoda ta opiera się na supramolekularnych włóknach peptydowych o zwiększonej ruchliwości, które prezentują sygnały biologiczne w sposób sprzyjający interakcjom z receptorami komórkowymi. We wcześniejszych badaniach na modelu mysiego urazu rdzenia pojedyncza iniekcja takich struktur prowadziła do wzrostu aksonów, ograniczenia blizny i poprawy funkcji ruchowych. Efekt ten wiązano z modulacją odpowiedzi zapalnej oraz zmianami w organizacji macierzy pozakomórkowej.

W modelu organoidowym zastosowanie tej samej strategii prowadziło do wydłużania wypustek neuronalnych oraz zmniejszenia ekspresji markerów związanych z reaktywną gliozą, czyli nieswoistą odpowiedzią tkanki nerwowej na uszkodzenie obejmującą proliferację i przerost komórek glejowych, głównie astrocytów. Wyniki te wskazują, że organoidy ludzkiego rdzenia kręgowego potrafią odtworzyć niektóre elementy odpowiedzi tkanki na uraz i interwencję regeneracyjną. Model ten ma jednak wyraźne ograniczenia. Organoidy nie posiadają unaczynienia, nie są włączone w sieć połączeń z innymi strukturami ośrodkowego układu nerwowego i nie odzwierciedlają w pełni ogólnoustrojowej odpowiedzi immunologicznej. Ich właściwości funkcjonalne są bliższe tkance rozwijającej się niż dojrzałemu rdzeniowi kręgowemu. Uzyskane wyniki należy więc traktować jako opis kierunku i charakteru zmian zachodzących w ludzkich komórkach nerwowych w warunkach laboratoryjnych.

Połączenie organoidów z projektowaniem bioaktywnych materiałów umożliwia analizę, w jaki sposób określona cząsteczka wpływa na wzrost aksonów, aktywność komórek glejowych i organizację tkanki w skali mikroskopowej. W badaniach nad urazami rdzenia kręgowego oznacza to możliwość obserwowania reakcji ludzkich komórek nerwowych na interwencję regeneracyjną w kontrolowanych warunkach, zanim terapia zostanie oceniona w bardziej złożonych modelach biologicznych.