Искусственная матка. Японский ученый создал искусственную матку и сумел вырастить в ней козленка - Новости техники — LiveJournal. Зачем нужна искусственная матка

Американские ученые объявили о создании искусственной матки . Это не просто новый способ выхаживания недоношенных детей, но революционный скачок в репродуктивных технологиях, допускающий в будущем возможность появление ребенка без участия женщины . В каких целях будут использованы человечеством новые возможности? Помощь бездетным парам, создание людей с заданными свойствами, а, может, получение доноров для трансплантации?

По словам ученого Алана Флейка из Исследовательского института Филадельфии (США), его команде удалось создать устройство, имитирующее работу матки, способное заменить этот орган с целью лучшего выхаживания недоношенных детей. Эксперименты пока проводились только над телятами, рожденными на свет раньше положенных сроков, но результаты получились очень обнадеживающие.

Данная технология - это не просто усовершенствование уже существующих. Раньше уход за недоношенными детьми отличался от такового за теми, кто родился спустя положенные девять месяцев нормальной беременности, лишь в чисто "технических" деталях. Первые нуждались в специальном температурном режиме, достигаемом в "кювезах", более надежной защите от возможного заражения инфекцией, а их-за невозможности грудного вскармливания они получали пищу через зонд. Тем не менее, и недоношенные младенцы все равно дышали легкими (хоть порой этот процесс и приходилось поддерживать с помощью специальных препаратов, заменяющих еще недоразвитый собственный сурфактант, белок, мешающий спадению легочных альвеол), и жизнедеятельность их осуществлялась за счет перевариваемой в желудке и кишечнике пищи, с последующим выделением шлаков естественным путем.

В матке же все эти процессы идут совершенно по другому. Будущий ребенок дрейфует в околоплодных водах, легкие у него не дышат, кислород и питательные вещества он получает через сосуды пуповины, которая, в свою очередь, присоединена к плаценте. Туда же и отводятся шлаки, образующиеся в процессе обмена веществ будущего человека. В общем, его жизнедеятельность в значительной мере обеспечивается за счет организма матери — ее легких, почек, пищеварительного тракта.

Таким образом, американцам пришлось решить сразу несколько трудных проблем — со снабжением недоношенного плода питательными веществами, кислородом, и выведением из него "отработанных материалов". В принципе, порознь все эти проблемы достаточно давно решены на современном уровне развития медицинской науки. Существуют искусственные почки и парентеральное питание, с введением питательных веществ прямо в вену, минуя желудочно-кишечный тракт тоже применяется в реаниматологической практике. Да и искусственные легкие (оксигенаторы) — тоже не такая экзотика.

Доселе главным камнем преткновения для использования всех этих технологий в акушерской практике было применение в исскуственных легких слишком уж грубых насосов для крови, плохо влияющих на еще очень слабое и нежное сердце недоношенного ребенка. Ученые из Филадельфии каким-то образом этот вопрос решили, правда, особо не афишируя подробности. Возможно, за счет повышения эффективности работы по газообмену мембран оксигенатора, что позволило бы качать через них кровь усилиями детского сердца.

Так или иначе, но судя по озвученной изобретателями информации, ими создана полноценная искусственная матка. Да, Алан Флейк говорит: "Можно придумать множество различных сенсационных сценариев по поводу того, как можно использовать подобные приемы для выращивания человека от эмбриона и до младенца, или же продления сроков беременности за ее привычные рамки. Реальность же заключается в том, что на текущий момент нет технологий, даже в далекой перспективе, которые позволяли бы это делать. Я был бы очень обеспокоен, если бы кто-то попытался использовать наши разработки для подобных целей."

Конечно, не совсем понятно, что именно может помешать осуществлению этих самых фантастических сценариев. Технологии экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) уже существуют: в их рамках оплодотворенная спермой яйцеклетка, развиваясь в эмбрион, несколько дней живет в питательном растворе. Потом этот эмбрион имплантируют в женскую матку, где он переключается к питающей системе будущей мамы. Но теперь уже есть искусственная матка. Да, пока в нее помещали плод на относительно длительных сроках беременности. Но означает ли это, что данная технология не будет работать и на самых ранних сроках? Что и будет означать возможность выращивания уже полностью искусственных детей. За исключением, конечно, исходного материала: без натуральной женской яйцеклетки пока у ученых ничего не получается. Пусть даже эта яйцеклетка несет в себе ядро клетки обычной — как при технологиях клонирования.

Конечно, как и любое новое изобретение, искусственная матка может быть использована и в самых благородных целях. Выхаживание недоношенных детей, которых в мире ежегодно рождается 15 миллионов, из которых миллион умирает — одна из них. Кстати говоря, до 90% даже выживших глубоко недоношенных детей по статистике имеют серьезные проблемы со здоровьем. Возможно донашивание в условиях, максимально приближенных к материнским, поможет справиться с этой проблемой.

А есть же еще прерывание беременности на более ранних сроках — вроде выкидышей", а то и смертельно опасной для женщины "внематочной беременности". Если плод успеть подключить к исскуственной матке, теоретически можно надеяться на спасение ребенка, который при нынешних условиях в принципе не имеет никаких шансов.

Полностью искусственное поддержание развития плода тоже может пригодиться — например, для женщин, которые по каким-то причинам не могут иметь детей. Заодно решится проблема споров суррогатными матерями: кому же все-таки принадлежит новорожденное дитя?

Но медаль имеет и обратную сторону. Детей из пробирки можно производить и не только в штучных количествах, но и серийно. В духе сценария второго эпизода "Звездных войн" под названием "Атака клонов". Тема "детей из инкубаторов" проходит едва ли не в каждой антиутопии, особенно если описываемое там общество максимально расчеловечено, в том числе и путем уничтожения института традиционной семьи. Собственно, процесс последнего и так проходит на наших глазах ударными темпами — в виде агрессивной пропаганды нетрадиционной сексуальности. Уже сейчас "партнер 1" и "партнер 2" в гей-браках нередко хотят иметь детей — не приемных, а рожденных от суррогатной матери. С новой технологией таким семьям станет еще проще.

Наконец, потенциально открываются огромные возможности для рынка черной транплантологии. Сейчас органы для пересадки, помимо легальных путей, покупаются у обездоленных граждан, а то и нередко просто забираются у жертв криминала и военных конфликтов, с последующим смертельным исходом для жертвы. Ну а если ребенок не просто зачат в пробирке (сейчас у таких эмбрионов нет никаких прав), то появятся ли эти права, если такой малыш появится через несколько месяцев на свет, опять же, с помощью искусственных технологий, без рождения женщиной? Особенно, если все желающие этого рождения полноправные граждане как раз будут заинтересованы в нем, не как в полноценном человеке, а именно как в наборе органов.

Перспективы от появления искусственной матки вырисовываются самые разные. Но, с другой стороны — это участь всех значительных открытий, использование которых для добрых или недостойных целей зависит не от изобретателей, а от тех, кто это изобретение применяет.

Прошу прощения за перепост.

Революционный прорыв, совершенный японским профессором Ёсинори Кувабара, создавшим искусственную матку и сумевшим вырастить в ней козленка, открыл новый горизонт в науке, который обживается завидными темпами. Теперь уже нет сомнений: дело за гомункулом, которым ученые бредили с XIII века. Мир неумолимо приближается к рубежу, за которым само воспроизводство человека в искусственных условиях станет просто технологией и бизнесом. Какие еще перспективы открывает конвейер жизни, выяснял "Огонек".

Эти фотографии в свое время обошли весь мир: у козы еще нет имени, более того, формально этого животного даже еще не существует, но вот она, настоящая сенсация. На снимках профессор Ёсинори Кувабара из университета Juntendo в Токио склонился над полупрозрачным белым мешком, в котором и покоится коза, опутанная с головы и до копыт гибкими трубочками и проводами. Первая в мире искусственная матка...

Известие вызвало настоящую бурю в научном мире. Еще бы! 30 лет назад, когда ученые изобрели процедуру экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и провели первые опыты по зачатию "детей из пробирки", мир вдруг с ужасом узнал, что мужчины больше не нужны для продолжения рода. Именно тогда появились фантастические фильмы в стиле "Новых амазонок", предрекавшие скорую и безжалостную победу феминизма во всем мире. Но прогресс не стоит на месте: выяснилось, что грядет время, в котором для продолжения человеческого рода не нужны будут и женщины.

Борьба за дни и граммы

Об изобретении искусственной матки ученые серьезно задумались еще полвека назад, когда перед медициной встала задача поддержания жизни недоношенных детей. Вообще, кувезы для недоношенных, появившиеся в роддомах в конце 70-х годов прошлого века, и есть первые модели искусственных маток — эти пластиковые контейнеры, снабженные водяными матрасами, были призваны имитировать условия пребывания плода в амниотической жидкости в теле матери. Для этого в кувезах поддерживается постоянная температура и влажность воздуха (около 60 процентов), также кувезы снабжены системой искусственной вентиляции легких и аппаратами искусственного питания как через кровь, так и через назогастральный зонд.

В 1979 году врачи сделали открытие, что искусственная вентиляция легких далеко не всегда может спасти жизнь новорожденного. Дело в том, что легкие из всех органов развиваются последними, и только на 22–24-й неделе беременности в организме младенцев появляется сурфактант — специальное вещество, противодействующее спадению альвеол в легких (при помощи этих крошечных пузырьков и совершается газообмен, когда кислород воздуха переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух). И если нет сурфактанта, то проводить вентиляцию легких не только бессмысленно, но и смертельно опасно. Поэтому для спасения малышей нужно создавать не только специальную газовую среду, но и синтезировать многие вещества, которые плод получает от матери. Так медики научились моделировать в лабораторных условиях многие процессы, происходящие внутри человека, а "порог выживаемости" младенцев был сдвинут с 24 до 20 недель, то есть медики научились выхаживать 500-граммовый плод, по каким-то причинам отторгнутый материнским организмом. И каждый раз, когда этот "порог" удается сдвинуть хотя бы на несколько граммов, это событие равноценно взятию новой горной вершины — такова цена борьбы за жизнь. Кстати, не так давно в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова был поставлен новый мировой рекорд: врачи сумели сохранить жизнь недоношенной девочке весом всего в 450 граммов! То есть, чтобы сдвинуть "порог выживаемости" еще на 50 граммов, понадобилось свыше трех десятилетий напряженных научных исследований.


В конце 70-х произошло еще одно знаковое событие: в Лондоне родилась Луиза Джой Браун, прозванная журналистами Super-Baby — это был первый ребенок, зачатый методом ЭКО. Ученые получили возможность моделировать in vitro процессы внутриутробного развития плода как с самого начала возникновения жизни на клеточном уровне, так и в финальных стадиях. Возникла логичная мысль объединить эти два процесса в единое целое и создать некий аппарат для выращивания людей. Правда, тогда это казалось чистой воды фантастикой — в мире не было вещества, способного заменить плаценту. В итоге медики, занявшиеся изучением свойств этой чудо-ткани, открыли стволовые клетки и основали новую науку — стволовую медицину, благодаря которой и стал возможен новый научный прорыв.

Гонка за маткой

Профессор Ёсинори Кувабара, завкафедрой акушерства и гинекологии университета Juntendo, занялся проблемой создания искусственной матки еще в 1995 году. Тогда он изобрел "мультиматку" — крохотное устройство, всего 2 мм в диаметре, в которое могут поместиться до 20 яйцеклеток подопытных мышей. Все их можно одновременно оплодотворить, и они будут развиваться до того момента, пока не придет черед провести имплантацию зародыша в матку суррогатной матери. Правда, в те годы из-за нарушений температурного режима и кислотности окружающей среды эмбрионы часто гибли, и тогда профессор Кувабара задумался, что неиспользованные яйцеклетки можно не замораживать, а дать возможность им развиваться. Вскоре он разработал новую технологию поддержания жизни зародышей. Профессор Кувабара извлекал матки у коз и помещал их в стерильные пластиковые емкости, заполненные искусственной амниотической жидкостью (околоплодными водами), в которых постоянно поддерживалась температура тела. В эти матки он помещал зародыши животных, подавая в емкости питательный "бульон".

"Мы обеспечиваем зародышам комфортные условия, имитируя естественную среду, в которой они существуют в организме животного,— цитировал слова Ёсинори Кувабары авторитетный журнал New Scientist.— Все эксперименты с искусственной маткой, проведенные на козах, показали, что аппарат работает более эффективно, чем обычное искусственное оплодотворение ЭКО, и больше половины эмбрионов в нем вырастают здоровыми".

Правда, довести эксперименты до логического завершения — рождения здорового животного — ученым так и не удалось: все зародыши гибли на самых различных стадиях. Тем не менее за годы бесчисленных экспериментов японцы смогли до совершенства отточить приемы поддержания жизни в искусственных матках. Также были изобретены и полимеры, способные заменить натуральные ткани, но пока об этих искусственных материалах японцы предпочитают не распространяться, справедливо опасаясь, что любое неосторожное слово будет тут же услышано конкурентами.

Действительно, сегодня в мире среди биотехнологических лабораторий развернулась настоящая гонка за право создания действующей технологии искусственного выращивания людей. Свои проекты искусственной матки есть и у американцев, и у корейцев, и у европейцев. Самый интересный проект разработали ученые из Центра репродуктивной медицины и искусственного осеменения Корнельского университета, которым удалось вырастить из стволовых клеток, взятых у женщин, некое подобие женского лона. Были проведены и эксперименты по искусственному оплодотворению, и, как заверила журналистов руководитель исследовательской группы доктор Хан-Чин Лиу, эмбрионы успешно прижились к стенкам лабораторных маток. Но вскоре эксперименты были прекращены — по ряду морально-этических соображений. Но факт остается фактом: над совершенствованием искусственной утробы работы ведутся в разных лабораториях мира, а значит, неизбежен и качественный рывок в исследованиях.

В свое время советские ученые из Института акушерства и гинекологии АМН СССР сделали немало фундаментальных открытий в области антенатальной терапии (то есть лечения плода до его рождения). Можно еще вспомнить и о работах "чудика" Олега Белокурова из Ленинградского института акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта, который еще в 1970-е годы пытался запатентовать свою "искусственную женщину" — так назывался прибор, который, как и кувезы в роддомах, при помощи света и нагрева воды имитировал внутриутробную среду, только не для новорожденного, а для некоего питательного "бульона" и оплодотворенной яйцеклетки. Изобретатель в итоге был подвергнут настоящей обструкции.

Конечно, у академиков были веские причины — вряд ли эта "женщина" могла бы принести полноценное потомство, но сам факт ее появления был свидетельством бурления исследовательской работы в научных лабораториях страны.

Фотография из лаборатории профессора Кувабары: так выглядит плод искусственной козы в искусственной матке

Недетские вопросы

Безусловно, заверили корреспондента "Огонька" в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова, менее всего медики, работающие в области биотехнологий, задумываются о создании нового — "искусственного" — человечества. Пока что на повестке дня стоят более приземленные задачи. Например, новые технологии позволят иметь собственных детей всем женщинам, страдающим дефектом матки или ее недоразвитием.

Сегодня до 5 процентов новорожденных страдают различными наследственными патологиями.

Технология выращивания плода в искусственной матке поможет решить все эти проблемы. При этом никто из молодых родителей даже не задумывается о технологиях генетического усовершенствования своих отпрысков — были бы здоровы, и слава богу. Впрочем, даже стопроцентно здоровые гены не гарантируют полного здоровья малышу. Бывает и так, что один из двух братьев-близнецов начинает буквально поглощать другого, забирая у него все жизненные силы, что в дальнейшем чревато проблемами уже для обоих. Спасти близнецов от столь сильной братской "любви" и поможет искусственная матка.

Другая область применения новых биотехнологий — фетальная хирургия. Это операции на зародышах человека, которые хирурги — ради дородового излечения младенца от пороков сердца — проводят прямо в материнской утробе. Зачастую эти операции очень опасны для жизни не только младенца, но и матери. Теперь же риск можно значительно снизить, поместив малыша в искусственную утробу.

Мамонты и папонты

Конечно, новая биотехнологическая революция открывает перспективы не только перед медициной. Помнится, несколько лет назад директор Музея мамонта СВФУ Семен Григорьев из Якутии делился своими планами о возрождении этих доисторических животных. Требовалось всего ничего — найти живые клетки с ДНК мамонта, причем генокод мамонта был уже вычислен по останкам шерсти. И найти слониху подходящих размеров для вынашивания мамонтенка — все-таки древние мамонты были крупнее нынешних слонов. Правда, сетовал ученый, в этом случае это будет уже не чистокровный мамонт, а полукровка, "слономамонт". Но вот благодаря искусственной матке можно вырастить хоть мамонта, хоть древнего гигантского мастодонта.

Между прочим, возрождение мамонтоводства давно уже стало национальной идефикс якутских ученых. Только представьте себе, какие перспективы открываются перед сельским хозяйством России в случае успешного окончания эксперимента по возрождению мамонтов! Представьте себе стада этих гигантских животных, прекрасно адаптированных для жизни в суровой тундре, которые дают тонны сверхполезного продукта — сотни тысяч лет эволюции и нашего совместного бок о бок проживания с мамонтами привели к тому, что именно мясо мамонтов человеческий желудок усваивает лучше всего. Во всяком случае, так утверждают ученые, исследовавшие влияние мамонтятины на человеческий организм.

— Кроме того,— доказывали якутские ученые,— это наш с вами неоплатный человеческий долг! Ведь именно антропогенный фактор привел к полному истреблению мамонтов — проще говоря, первобытные охотники истребили всех этих животных. И теперь, когда мы вышли на новую ступень эволюции, мы должны вернуть к жизни этих удивительных животных.

В мировой науке супер-сенсация: революционный прорыв совершил японский профессор Есинори Кувабара — он создал искусственную матку и сумел вырастить в ней козленка. Теперь уже нет сомнений: дело за гомункулом, которым ученые бредили с XIII века. Мир неумолимо приближается к рубежу, за которым само воспроизводство человека в искусственных условиях станет просто технологией и бизнесом.

У этой козы еще нет имени, более того, формально этого животного даже еще не существует, но тем не менее она уже стала самой настоящей научной сенсацией, а фотографии этой красавицы на прошлой неделе обошли весь мир. Снимки фантастические: профессор Есинори Кувабара из университета Juntendo в Токио склонился над полупрозрачным белым мешком, в котором и покоится коза, опутанная с головы и до копыт гибкими трубочками и проводами. Это первая в мире искусственная матка, в которой, как утверждают японцы, была выращена первая в мире искусственная коза, которая должна вот-вот родиться на свет.

Известие вызвало настоящую бурю в научном мире. Еще бы! 30 лет назад, когда ученые изобрели процедуру экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и провели первые опыты по зачатию «детей из пробирки», мир вдруг с ужасом узнал, что мужчины больше не нужны для продолжения рода. Именно тогда появились фантастические фильмы в стиле «Новых амазонок», предрекавшие скорую и безжалостную победу феминизма во всем мире. Но прогресс не стоит на месте. И теперь выясняется, что для продолжения человеческого рода не нужны и женщины. Строго говоря, для воспроизводства homo sapiens скоро уже будет не нужен сам человек.

Борьба за дни и граммы

Об изобретении искусственной матки ученые серьезно задумались еще полвека назад, когда перед медициной встала задача поддержания жизни недоношенных детей. Вообще, кувезы для недоношенных, появившиеся в роддомах в конце 70-х годов прошлого века, и есть первые модели искусственных маток — эти пластиковые контейнеры, снабженные водяными матрасами, были призваны имитировать условия пребывания плода в амниотической жидкости в теле матери. Для этого в кувезах поддерживается постоянная температура и влажность воздуха (около 60 процентов), также кувезы снабжены системой искусственной вентиляции легких и аппаратами искусственного питания как через кровь, так и через назогастральный зонд.

В 1979 году врачи сделали открытие, что искусственная вентиляция легких далеко не всегда может спасти жизнь новорожденного. Дело в том, что легкие из всех органов развиваются последними, и только на 22-24-й неделе беременности в организме младенцев появляется сурфактант — специальное вещество, противодействующее спадению альвеол в легких (при помощи этих крошечных пузырьков и совершается газообмен, когда кислород воздуха переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух). И если нет сурфактанта, то проводить вентиляцию легких не только бессмысленно, но и смертельно опасно. Поэтому для спасения малышей нужно создавать не только специальную газовую среду, но и синтезировать многие вещества, которые плод получает от матери. Так медики научились моделировать в лабораторных условиях многие процессы, происходящие внутри человека, а «порог выживаемости» младенцев был сдвинут с 24 до 20 недель, то есть медики научились выхаживать 500-граммовый плод, по каким-то причинам отторгнутый материнским организмом. И каждый раз, когда этот «порог» удается сдвинуть хотя бы на несколько граммов, это событие равноценно взятию новой горной вершины — такова цена борьбы за жизнь. Кстати, не так давно в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова был поставлен новый мировой рекорд: врачи сумели сохранить жизнь недоношенной девочке весом всего в 450 граммов! То есть, чтобы сдвинуть «порог выживаемости» еще на 50 граммов, понадобилось свыше трех десятилетий напряженных научных исследований.

В конце 70-х произошло еще одно знаковое событие: в Лондоне родилась Луиза Джой Браун, прозванная журналистами Super-Baby — это был первый ребенок, зачатый методом ЭКО. Ученые получили возможность моделировать in vitro процессы внутриутробного развития плода как с самого начала возникновения жизни на клеточном уровне, так и в финальных стадиях. Возникла логичная мысль объединить эти два процесса в единое целое и создать некий аппарат для выращивания людей. Правда, тогда это казалось чистой воды фантастикой — в мире не было вещества, способного заменить плаценту. В итоге медики, занявшиеся изучением свойств этой чудо-ткани, открыли стволовые клетки и основали новую науку — стволовую медицину, благодаря которой и стал возможен новый научный прорыв.

Гонка за маткой

Профессор Есинори Кувабара, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии университета Juntendo, занялся проблемой создания искусственной матки еще в 1995 году. Тогда он изобрел «мультиматку» — крохотное устройство, всего 2 мм в диаметре, в которое могут поместиться до 20 яйцеклеток подопытных мышей. Все их можно одновременно оплодотворить, и они будут развиваться до того момента, пока не придет черед провести имплантацию зародыша в матку суррогатной матери. Правда, в те годы из-за нарушений температурного режима и кислотности окружающей среды эмбрионы часто гибли, и тогда профессор Кувабара задумался, что неиспользованные яйцеклетки можно не замораживать, а дать возможность им развиваться. Вскоре он разработал новую технологию поддержания жизни зародышей. Профессор Кувабара извлекал матки у коз и помещал их в стерильные пластиковые емкости, заполненные искусственной амниотической жидкостью (околоплодными водами), в которых постоянно поддерживалась температура тела. В эти матки он помещал зародыши животных, подавая в емкости питательный «бульон».

«Мы обеспечиваем зародышам комфортные условия, имитируя естественную среду, в которой они существуют в организме животного,— цитировал слова Есинори Кувабары авторитетный журнал New Scientist.— Все эксперименты с искусственной маткой, проведенные на козах, показали, что аппарат работает более эффективно, чем обычное искусственное оплодотворение ЭКО, и больше половины эмбрионов в нем вырастают здоровыми».

Правда, довести эксперименты до логического завершения — рождения здорового животного — ученым так и не удалось: все зародыши гибли на самых различных стадиях. Тем не менее за годы бесчисленных экспериментов японцы смогли до совершенства отточить приемы поддержания жизни в искусственных матках. Также были изобретены и полимеры, способные заменить натуральные ткани, но пока об этих искусственных материалах японцы предпочитают не распространяться, справедливо опасаясь, что любое неосторожное слово будет тут же услышано конкурентами.

Действительно, сегодня в мире среди биотехнологических лабораторий развернулась настоящая гонка за право создания действующей технологии искусственного выращивания людей. Свои проекты искусственной матки есть и у американцев, и у корейцев, и у европейцев. Самый интересный проект разработали ученые из Центра репродуктивной медицины и искусственного осеменения Корнельского университета, которым удалось вырастить из стволовых клеток, взятых у женщин, некое подобие женского лона. Были проведены и эксперименты по искусственному оплодотворению, и, как заверила журналистов руководитель исследовательской группы доктор Хан-Чин Лиу, эмбрионы успешно прижились к стенкам лабораторных маток. Но вскоре эксперименты были прекращены — по ряду морально-этических соображений. Но факт остается фактом: даже если эксперимент Есинори Кувабары по рождению искусственной козы и завершится неудачей (а такую возможность осторожный профессор Кувабара, как он объяснил на сайте университета, никогда не исключает), то объединенными усилиями ученых мира искусственная матка так или иначе появится, причем в течение ближайших двух-трех лет.

Обидно, правда, что России даже и близко нет в списках участников этой новой биотехнологической революции. Обидно вдвойне — ведь в свое время советские ученые из Института акушерства и гинекологии АМН СССР сделали немало фундаментальных открытий в области антенатальной терапии (то есть лечения плода до его рождения). Можно еще вспомнить и о работах «чудика» Олега Белокурова из Ленинградского института акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта, который еще в 1970-е годы пытался запатентовать свою «искусственную женщину» — так назывался прибор, который, как и кувезы в роддомах, при помощи света и нагрева воды имитировал внутриутробную среду, только не для новорожденного, а для некоего питательного «бульона» и оплодотворенной яйцеклетки. Изобретатель в итоге был подвергнут настоящей обструкции. Конечно, у академиков были веские причины — вряд ли эта «женщина» могла бы принести полноценное потомство, но сам факт ее появления был свидетельством бурления исследовательской работы в научных лабораториях страны. Сегодняшняя же российская наука низведена до того состояния, что мы можем только осваивать чужие разработки, да и то не самые передовые. Тем не менее новая биотехнологическая революция неизбежно затронет и Россию, как бы ни хотелось обратного всем поклонникам патриархального уклада, традиционных консервативных «ценностей» и духовных «скреп», которые шельмуют даже идею о возможности суррогатного материнства. Раздаются даже призывы отказывать суррогатным детям в возможности посещать христианские храмы. Но что будет с нашими консерваторами, когда в мире появятся настоящие репликанты — люди, вообще не имеющие биологических матерей?

Недетские вопросы

Безусловно, заверили корреспондента «Огонька» в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, менее всего медики, работающие в области биотехнологий, задумываются о создании нового — «искусственного» — человечества. Пока что на повестке дня стоят более приземленные задачи. Например, новые технологии позволят иметь собственных детей всем женщинам, страдающим дефектом матки или ее недоразвитием.

Новые технологии позволят решить репродуктивные проблемы у многих молодых пар,— говорит профессор Владимир Бахарев.— Частота врожденных наследственных патологий у нас настолько высокая, что именно генетические факторы сегодня занимают второе место среди всех факторов младенческой смертности. Сегодня до 5 процентов новорожденных страдают различными наследственными патологиями, и поэтому мы настаиваем на том, чтобы молодые пары перед зачатием ребенка проходили бы генетическую экспертизу.

Технология выращивания плода в искусственной матке поможет решить все эти проблемы. При этом никто из молодых родителей даже не задумывается о технологиях генетического усовершенствования своих отпрысков — были бы здоровы, и слава богу. Впрочем, даже стопроцентно здоровые гены не гарантируют полного здоровья малышу. Бывает и так, что один из двух братьев-близнецов начинает буквально поглощать другого, забирая у него все жизненные силы, что в дальнейшем чревато проблемами уже для обоих. Спасти близнецов от столь сильной братской «любви» и поможет искусственная матка.

Другая область применения новых биотехнологий — фетальная хирургия. Это операции на зародышах человека, которые хирурги — ради дородового излечения младенца от пороков сердца — проводят прямо в материнской утробе. Зачастую эти операции очень опасны для жизни не только младенца, но и матери. Теперь же риск можно значительно снизить, поместив малыша в искусственную утробу.

Мамонты и папонты

Конечно, новая биотехнологическая революция открывает перспективы не только перед медициной. Помнится, несколько лет назад директор Музея мамонта СВФУ Семен Григорьев из Якутии делился своими планами о возрождении этих доисторических животных. Требовалось всего ничего — найти живые клетки с ДНК мамонта, причем генокод мамонта был уже вычислен по останкам шерсти. И найти слониху подходящих размеров для вынашивания мамонтенка — все-таки древние мамонты были крупнее нынешних слонов. Правда, сетовал ученый, в этом случае это будет уже не чистокровный мамонт, а полукровка, «слономамонт». Но вот благодаря искусственной матке можно вырастить хоть мамонта, хоть древнего гигантского мастодонта.

Между прочим, возрождение мамонтоводства давно уже стало национальной идефикс якутских ученых. Только представьте себе, какие перспективы открываются перед сельским хозяйством России в случае успешного окончания эксперимента по возрождению мамонтов! Представьте себе стада этих гигантских животных, прекрасно адаптированных для жизни в суровой тундре, которые дают тонны сверхполезного продукта — сотни тысяч лет эволюции и нашего совместного бок о бок проживания с мамонтами привели к тому, что именно мясо мамонтов человеческий желудок усваивает лучше всего. Во всяком случае, так утверждают ученые, исследовавшие влияние мамонтятины на человеческий организм.

Кроме того,— доказывали якутские ученые,— это наш с вами неоплатный человеческий долг! Ведь именно антропогенный фактор привел к полному истреблению мамонтов — проще говоря, первобытные охотники истребили всех этих животных. И теперь, когда мы вышли на новую ступень эволюции, мы должны вернуть к жизни этих удивительных животных.

Содержимое

Существует множество проблем процессов вынашивания и родов. Современные технологии позволили многого добиться. Появилась возможность забеременеть бездетным парам с помощью ЭКО, успешно лечить монохориальные монозиготные двойни с синдромом фетофетальной трансфузии, оказывать хирургическую помощь новорожденным с транспозицией магистральных сосудов и многое другое.

Последние два десятилетия в мире наблюдается тенденция рождения недоношенных детей. Всем известен факт, что можно спасти 22 недельного малыша. В действительности выживаемость детей, рожденных до 28 недели гестации, составляет 10%. Показатель остается неизменным для лучших мировых клиник. Недоношенных детей после рождения помещают в кувезы – своего рода инкубатор. Специально настроенная аппаратура контролирует подачу кислорода, температуру, совершает дыхательные движения. Малютки остаются совершенно не подготовленными к окружающему миру.

По данным ВОЗ, раньше срока рождается 15 миллионов малюток. Миллион из них погибает.

Передовые умы ломали голову, пытаясь изменить подход к проблеме. Филадельфийские ученые совершили революционный прорыв. Создали систему Biobag или искусственная матка.

Понятие искусственного органа

На вид – обычный пластиковый пакет, от которого возможно в будущем будут зависеть сотни маленьких жизней.

Искусственная матка представляет собой резервуар , имитирующий женский детородный орган, и призван обеспечивать кровоток, дыхание и пищеварение недоношенному плоду вне женского организма.

Исследователи пытались воссоздать естественные условия вынашивания.

• Реализовали поступление питательных и утилизацию вредных веществ, схоже с пуповиной матки. В инкубаторах новорожденные получали питание через трубку, а выведение происходило через кишечник, несмотря на несостоятельность системы пищеварения.
• Использовали искусственное легкое, обеспечивающее газообмен. До этого открытия вопросом выживаемости было решение проблемы отсутствия помощи при расстройствах дыхания. Недоношенным не хватает специального вещества – сурфактанта, препятствующего слипанию альвеол. Находясь в матке, плод не дышит самостоятельно. Использование аппарата искусственной вентиляции легких было почти недостижимым. В структуре ИВЛ присутствуют грубые насосы, неблагоприятно влияющие на не сформировавшуюся кровеносную систему. Ученые создали модель, не требующую мощного насоса – сердце младенца способно справиться с работой.
• Окружили плод аналогом околоплодных вод. В отличие от открытого инкубатора защищает от болезнетворных инфекций. Поддерживает оптимальную температуру и постоянную окружающую среду, как матка.
• Усовершенствовали подход к основным сосудам пуповины. Устранили спазм путем введения папаверина.

Результаты эксперимента

Специалисты из Филадельфии успешно завершили первый этап эксперимента – искусственная матка. Путем операции кесарева сечения извлечены восемь ягнят 17 недель, по своему развитию соответствующие 22 недельному плоду. Их поместили в модель искусственной матки на 28 дней. Результаты превзошли ожидания: ягнята развивались нормально, головной мозг, система дыхания и кровообращения не страдали. В завершение исследования младенцы полностью соответствовали своим «сверстникам», развивающимся в матке овцы всю беременность. Опыты продлятся еще 3-4 года, многое нужно узнать, максимально адаптировать полученный аппарат. При условии успешного завершения следующего этапа испытания – исследователи опробуют искусственную матку на глубоко недоношенном человеческом младенце.

В ходе исследования ягнята активно двигались, обрастали шерстью, моргали и глотали.

Перспективы

Перспективы подобного научного открытия совершенно различные. Ученые предполагают следующие сценарии развития:

1. Повысится уровень выживаемости младенцев с крайней степенью недоношенности.
2. Снизится процент патологий. Особенно это применимо к детскому церебральному параличу, тяжелым нарушениям сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Важность проблемы диктует особенно высокая заболеваемость у выживших недоношенных малышей.
3. В будущем поможет женщинам, которые по различным причинам не могут самостоятельно выносить ребенка.

Наука шагает далеко вперед. То, что еще вчера казалось недостижимым – сегодня вполне обычное дело. Проект искусственной матки может стать нормой через пару десятков лет, а может, в связи с целым рядом этических вопросов, погрязнет в небытии.

Ягненок в Biobag

Американские ученые разработали устройство для жизнеобеспечения глубоко недоношенных новорожденных, которое воспроизводит условия внутри матки. В эксперименте оно помогло выжить и развиться восьми ягнятам, рожденным в начале второй половины беременности. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications .

Достижения современной неонатальной интенсивной терапии позволяют бороться за жизнь детей, родившихся на 22–23 неделе беременности (нормальный срок составляет 39–40 недель). Сложнее всего помогать детям с IV степенью недоношенности (иногда ее называют экстремальной), ее критерии: вынашивание меньше 28 недель, масса меньше 1000 граммов, рост меньше 35 сантиметров. В настоящее время таких детей надолго помешают в инкубатор, где дыхание обеспечивает искусственная вентиляция легких, а питание вводится внутривенно.

При самой современной терапии шансы выжить при рождении на 23-й неделе беременности составляют примерно 15 процентов, на 24-й - 55 процентов, на 25-й - около 80 процентов. Однако у выживших экстремально недоношенных детей значительно повышен риск различных тяжелых проблем со здоровьем, в первую очередь недоразвития бронхов и легких, а также детского церебрального паралича.

В силу этого неоднократно предпринимались попытки разработать «искусственную матку» для донашивания таких детей в более физиологических условиях, не заставляя их неразвитые легкие участвовать в газообмене, однако значимых успехов в этой области до сих пор достигнуто не было. Основными проблемами подобных разработок были: неспособность насосов, перекачивающих кровь через пуповину, поддерживать баланс давления, что повреждало сердце ребенка; использование открытых инкубаторов, что способствовало проникновению инфекций и сепсису, и несовершенство технологий длительного доступа к пуповинным сосудам, приводившее к их спазму.

После длительных экспериментов с различными инкубаторами и типами доступа к кровообращению недоношенных ягнят сотрудники Детской больницы Филадельфийского исследовательского института разработали систему Biobag, лишенную недостатков предыдущих разработок. Она представляет собой герметичную пластиковую емкость, через которую по замкнутому контуру, исключающему инфицирование, циркулирует жидкость, которая по основным характеристикам соответствует естественной амниотической. Емкость расположена на подложке, обеспечивающей постоянную температуру.

Чтобы решить проблему с поддержанием давления, ученые использовали оксигенатор (прибор для насыщения крови кислородом и удаления углекислоты) сверхнизкого сопротивления, который не нуждается в дополнительном насосе, - для циркуляции в нем достаточно работы сердца плода. Для соединения контура оксигенатора с кровеносной системой плода по итогам экспериментов были выбраны двухсантиметровые артериальные и венозный катетеры, которые поставлены в сосуды пуповины на расстоянии от 5 до 10 сантиметров от брюшной стенки. Профилактика сосудистого спазма проводится местным введением папаверина, атравматичной техникой операции и поддержанием физиологичной температуры и насыщения крови кислородом во время постановки катетеров.

Схема устройства; внизу - один и тот же ягненок, помещенный в Biobag после 107 дней вынашивания, через четыре и 28 дней пребывания в нем

Emily A. Partridge et al. / Nature Communications, 2017

С помощью Biobag разработчикам удалось на протяжении четырех недель обеспечивать нормальное развитие овечьих плодов со 105–120 дней вынашивания (это примерно соответствует 22–24 неделе человеческой беременности). К концу пребывания в устройстве ягнята мало отличались по развитию от животных, выношенных в матке до такого же срока. Повреждений мозга и легких - наиболее уязвимых органов недоношенных - у них не наблюдалось.

Для начала клинических испытаний Biobag необходимы дополнительные исследования на животных и модернизация устройства с целью приблизить условия в нем к человеческой матке. По словам руководителя разработки Алана Флейка (Alan Flake), коллектив рассчитывает справиться с этим примерно за три года.