Czy owca ze sztucznej macicy uratuje ludzkie wcześniaki?

Artykuł pierwotnie ukazał się na MOTHERBOARD

Grupa amerykańskich badaczy i lekarzy klinicystów dokonała prawdziwego przełomu w pracach nad sztuczną ludzką macicą. Zbudowali i z powodzeniem przetestowali urządzenie zaprojektowane, by utrzymać przy życiu zdecydowanie przedwcześnie urodzone jagnięta poza ciałem matki.

Zgodnie z oświadczeniem badaczy bezpośredni cel ich przedsięwzięcia to stworzyć taką wersję tych „bioworków", która nadawałaby się dla ludzi. Stanowiłoby to nieocenioną i rozpaczliwie potrzebną pomoc w opiece nad wcześniakami, których co roku w USA rodzi się 300 tys., w Polsce ok. 30 tys., a na całym świecie aż 15 milionów. Zwłaszcza dla dzieci urodzonych przed 23 tygodniem ciąży statystyki są szczególnie niepomyślne: w tej grupie wskaźnik śmiertelności i zachorowalności jest nadzwyczaj wysoki, a negatywne skutki zdrowotne często są odczuwane jeszcze w dorosłości.

W inkubatorach, których obecnie używamy na oddziałach neonatologii i patologii noworodków, wcześniaki otacza jedynie powietrze ‒ w przeciwieństwie do ciepłego, przypominającego sól fizjologiczną płynu, w którym dziecko pływa sobie w łonie matki. Wody płodowe odgrywają kluczową rolę w zapobieganiu infekcji.

Co więcej, u wcześniaków, które zamiast płynem oddychają powietrzem, mogą wystąpić zaburzenia w rozwoju tkanki płucnej, co przekłada się na znacznie wyższy wskaźnik przewlekłych chorób płuc na późniejszych etapach życia.

Biorąc przykład z natury, Alan Flake, badacz i chirurg neonatolog w Szpitalu Dziecięcym w Filadelfii wraz ze swoim zespołem naukowym stworzył zupełnie nowy rodzaj inkubatora: taki, który imituje wypełnioną wodami płodowymi macicę, jednocześnie utrzymując połączenie ze światem zewnętrznym.

Technologia nie została jeszcze wypróbowana na ludziach ‒ do tego wymagany jest cały szereg zezwoleń ze strony władz. Co więcej, idea całkowicie sztucznej, pozamacicznej reprodukcji to wciąż science-fiction. W studium, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications", do przetestowania bioworków użyto jagniąt. Zwierzęta te od lat są wykorzystywane do badań nad przedwczesnym porodem. W ich rozwoju występują zbliżone do ludzkich etapy i punkty przełomowe, a także wiele z biologicznych procesów zachodzących w macicy jest u owiec i ludzi taka sama.

Bioworek Flake'a przypomina dużą plastikową torbę, z kilkoma złączami i rurkami. Wewnątrz znajduje się przedwcześnie urodzone jagnię, na etapie rozwoju odpowiadającym 23-tygodniowemu ludzkiemu płodowi. Cały układ jest hermetycznie zamknięty, co zapobiega dostawaniu się bakterii i wirusów. Pępowina jagnięcia jest podłączona do systemu dotleniającego, który dostarcza życiodajne gazy (jak np. tlen) i oczyszcza bioworek z dwutlenku węgla.

Co szczególnie ważne, krew nie jest wtłaczana pod ciśnieniem do układu krwionośnego jagnięcia, co mogłoby wywołać w nim poważne szkody. W skład bioworka nie wchodzi żadna pompa ‒ krążenie płynów odbywa się jedynie siłami serca małej owieczki.

Ośmioro jagniąt, które wykorzystano w eksperymencie, było utrzymywanych przy życiu w bioworkach przez cztery tygodnie. Testy medyczne wykazały, że cieszyły się dobrym zdrowiem i wykazywały normalne postępy w rozwoju. Jedynym powodem, dla którego badanie zostało przerwane, były protokoły dotyczące prowadzenia eksperymentów. Wszystko wskazuje na to, że mogłoby zostać z powodzeniem doprowadzone do samego końca.

Wielu osobom widok owczego płodu pływającego w przezroczystej plastikowej torbie może się wydawać odpychający. Jednakże przyszłe wersje urządzenia przeznaczone dla ludzi wyglądem będą bardzo zbliżone do tradycyjnych inkubatorów, jakie można spotkać na każdym oddziale neonatologii. „Nie ma tu mowy o ludzkich płodach w plastikowych torebkach porozwieszanych na ścianie" ‒ zapewnił Flake w telefonicznym wywiadzie.

Oprócz ośmiu owczych płodów, które badano w ramach tego eksperymentu, kolejne cztery zostały umieszczone w bioworkach na późniejszym etapie rozwoju, po czym z powodzeniem „urodzone". Obecnie są zdrowe i rozwijają się bez przeszkód. Jedno z tych jagniąt ma już rok. „Nie ma żadnych testów inteligencji dla owiec, ale nasze owieczki wydają się całkiem rozgarnięte" ‒ stwierdził Flake. Teraz gdy eksperyment pozytywnie zweryfikował całą koncepcję, Flake usilnie stara się o pozwolenie Amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA) na testy przedkliniczne z ludzkimi wcześniakami. Wygląda na to, że im szybciej je uzyska, tym lepiej. Według Emily Partridge, lekarki i członka grupy badawczej Flake'a, jeśli skuteczność metody zostanie potwierdzona na ludziach, bioworki stanowiłyby „kolosalną poprawę w opiece neonatologicznej". Partridge, która na co dzień pracuje na Univeristy of Toronto, postanowiła dołączyć do Flake'a, ponieważ jego zespół jest uważany za jeden z najlepszych na świecie, jeśli chodzi o badania nad wcześniakami.

Jak przewiduje Flake, testy kliniczne na dzieciach urodzonych ekstremalnie wcześnie (tj. przed 23 tygodniem ciąży) mogą się rozpocząć w ciągu najbliższych 3-5 lat, w zależności jak szybko uda się uzyskać wymagane zezwolenia.

Bioworki są bardzo tanie w produkcji. Wczesne wersje „w większości powstały z rzeczy, które znajdziesz na EBayu, Amazonie i w sklepie budowlanym" ‒ powiedział Marcus Davey, konstruktor urządzenia. To dobrze wróży, jeśli chodzi o dostępność do tej technologii w krajach rozwijających się, gdzie dostęp do specjalistycznych materiałów często jest mocno utrudniony.

Utrzymanie płodu przy życiu na stadium rozwoju odpowiadającym 23. tygodniowi ludzkiej ciąży to bez wątpienia imponujące osiągnięcie techniczne. Jednak co gdyby pójść o krok dalej? Czy naturalna macica w ogóle jest potrzebna? A gdyby tak po prostu zapłodnić sztucznie jajeczko, wrzucić je do bioworka, poczekać dziewięć miesięcy i voilà!

„Na chwilę obecną taka technologia nie tylko nie istnieje, ale też nawet nie rysuje się na horyzoncie" ‒ powiedział Flake. „Utrzymanie zarodka przy życiu aż do etapu, na którym można by go umieścić w sztucznej macicy ‒ dziś to po prostu niemożliwe".

Jak widać, w kwestiach rozmnażania będziemy wciąż musieli się ograniczyć do naszego układu rozrodczego. Przynajmniej jeszcze przez jakiś czas.

Tłumaczenie: Jan Bogdaniuk

Więcej na VICE: