Настоящий прорыв в неонатологии - учёные из Детского госпиталя в американском штате Филадельфия создали "искусственную матку". Конструкция, по функциям максимально приближенная к оригиналу, может изменить практику ухода за недоношенными детьми. Шанс выжить будет у новорожденных, которые появились на свет на 23-24 неделе.

Необычная конструкция, похожая на прозрачный пластиковый контейнер или даже полиэтиленовый пакет. Внутри - абсолютно стерильная среда, аналог околоплодных вод. Это "искусственная матка" - сенсационное изобретение американских ученых, сообщает . Буквально через несколько секунд после кесарева сечения туда поместили недоношенного ягнёнка. Он оказался связан пуповиной с оксигенатором - специальным аппаратом, снабжающим кислородом. Эксперимент длился четыре месяца, в нём участвовали еще пять ягнят. И все выжили.

"Они не только выжили, но и смогли там нормально развиваться. Потом мы выкормили их из бутылочек, вырастили, с ними все в порядке. По-моему, они довольно умны. А вообще практически всё, что мы узнали о кровоснабжении плода и о его развитии за последние 50—60 лет, мы узнали именно благодаря таким вот ягнятам", - рассказывает руководитель проекта Алан Флейк.

Создатели "искусственной матки" утверждают - это прекрасная возможность в ближайшем будущем спасать недоношенных детей. Даже если им пришлось появиться на свет на 23-24 неделе беременности. Таких младенцев каждый год только в США рождается тридцать тысяч. И шансов выжить у них практически нет. Они не могут самостоятельно дышать - легкие еще неразвиты. А искусственная вентиляция и переизбыток кислорода чреваты самыми разными патологиями.

"Наше изобретение позволяет этих проблем избежать. В естественной среде, в утробе матери, как известно, легкие ребенка заполнены жидкостью и "искусственная матка" максимально имитирует и эту среду, и это состояние. Ребенок продолжает получать кислород через пуповину, как будто ничего не произошло", - говорит врач Эмили Партридж.

Считается, что для недоношенных детей каждая дополнительная неделя, проведенная внутри матки, пусть даже искусственной, увеличивает шанс и на выживание, и на сохранение здоровья. Правда, насколько такая искусственная система применима для человека, еще предстоит выяснить.

"Мы увидим результаты. Даже если будут исследования на детях, насколько эти дети будут жизнеспособны, насколько эти дети будут развиты — мы увидим результаты спустя десять-пятнадцать лет, когда они будут подростками", - объясняет акушер-гинеколог Стелла Узденова.

Да и чисто технических вопросов у специалистов-неонатологов хватает. Элементарно - как будут выглядеть и работать подобные инкубаторы.

"Речь не идет о том, что недоношенные дети будут рядами висеть в мешках на стене. Мы рассчитываем, что в будущем такое устройство будет похоже на обычный непрозрачный инкубатор, возможно, с камерами для того, чтобы родители могли видеть, как дышит и развивается их ребенок, а он сможет слышать их голоса", - говорит руководитель проекта Алан Флейк.

Доклинические испытания на животных займут еще два-три года, говорят американские ученые, а в медицинскую практику такие инкубаторы могут поступить лет через десять. В случае удачного завершения эксперимента.

Юлия Богоманшина, "ТВ Центр".

Юные девушки рожают, не отвлекаясь от учебы и построения карьеры.

Успешная бизнес-леди прилетает из важной заграничной командировки, а профессиональная спортсменка – с соревнований аккурат к рождению своих младенцев.

Никого больше не удивляют 70-летние матери и отцы новорожденных.

Однополые пары становятся генетическими родителями своих малышей.

И речь идет не о суррогатном материнстве, а о полном исключении женщины из процесса вынашивания и рождения детей, а в некоторых случаях – и из зачатия!

• Фантастика?! Не совсем…

Разработки ученых уже позволили создавать искусственную матку, в которой стало возможным прикрепление и развитие эмбрионов.

Зачем нужна искусственная матка

Эксперименты по развитию эмбрионов вне женского тела были начаты для решения ряда медицинских проблем:

1. Бесплодие или невынашивание беременности при изменениях матки, гормональных нарушениях и т.д., а также серьезные патологии внутренних органов, когда вынашивание ребенка может представлять угрозу жизни матери (пока единственным выходом для рождения генетически собственного ребенка в таких случаях остается суррогатное материнство).
2. Болезни, возникшие в организме беременной женщины , которые требуют приема препаратов, могущих вызвать пороки развития у ребенка, применения радиотерапии или хирургического вмешательства (сегодня такие ситуации заканчиваются искусственным прерыванием беременности).
3. Спасение глубоко недоношенных новорожденных . Сейчас минимальный срок беременности, с которого ребенок считается жизнеспособным вне тела матери – 20-22 недели при массе тела приблизительно 400 г. Выхаживание таких младенцев происходит в условиях кувеза (специального инкубатора, поддерживающего оптимальную температуру и влажность), с использованием аппаратов искусственного дыхания и применением множества дорогостоящих препаратов. Но даже самые современные методики не позволяют создавать среду, сходную с вынашиванием в организме матери, поэтому спасти удается далеко не всех малышей, а многие выжившие дети, родившиеся задолго до срока, остаются инвалидами.

Искусственная матка – сложный прибор для вынашивания плода, полноценно заменяющий матку живого существа. Создание условий для полноценного развития зародыша вне тела матери позволило бы помочь рождению здорового ребенка во всех перечисленных выше ситуациях.

Научные достижения

В далеком по меркам современного скоростного прогресса 2002 году доктор из Корнелла Хан Чин Лиу сумела вырастить в искусственной матке мышонка, который «родился» калекой, но живым! Опыты проводились и с эмбрионами других млекопитающих, включая человека. Правда, эксперименты с человеческими эмбрионами, оставшимися от программ искусственного оплодотворения, прерывались уже на 6 день, но их продолжительность должна была увеличиваться.

Ученые считают, что создание аппарата, имитирующего условия развития ребенка в организме беременной женщины настолько, что в нем можно будет выращивать детей, ничем не отличающихся от тех, кто зачат и рожден традиционным способом, возможно.

Более того, «делать» детей в пробирке медики смогут не только из сперматозоидов мужчин и яйцеклеток женщин, как это было на протяжении всей истории человечества, но и из сперматозоидов, созданных на основе женского генетического материала и «мужских» яйцеклеток. То есть однополым парам для рождения ребенка тогда не нужно будет искать партнера противоположного пола. И на уровне генетики их малыши получат черты именно своих двух мам или двух пап.

Конечно, потребуются серьезные исследования, на которые уйдут годы, и успех придет не сразу: слишком сложны процессы, проходящие в организмах будущей матери и растущего плода. Но любые технические проблемы, касающиеся химических и физических реакций, в конечном итоге могут быть решены.

Этика и мораль

Самый главный вопрос, на который предстоит ответить: а нужна ли она вообще, эта искусственная матка?

С точки зрения пар, имеющих проблемы с продлением рода, такой аппарат стал бы величайшим благом. Но ведь планета Земля вовсе не страдает от недостатка на ней людей, скорее, наоборот, мы уверенно шагаем к перенаселению. В Китае, например, уже проводится государственная политика, направленная на снижение рождаемости. Так стоит ли тратить огромные ресурсы на то, чтобы дать возможность иметь детей тем, кому в этом отказала природа? И как скажется это на генофонде человечества, учитывая, что к ряду болезней имеется генетическая предрасположенность?

Взаимоотношения матери и ребенка формируются практически с момента зачатия. Беременная женщина переживает серьезную перестройку не только на физическом, но и на психическом уровне. Изменяется мироощущение и будущего отца, который находится рядом, наблюдает, как растет животик у его любимой, ощущает шевеления малыша внутри, общается с ним. Именно тогда формируется любовь к маленькому человечку, который должен родиться. Девятимесячное ожидание, тяготы беременности, болезненные роды повышают «ценность» ребенка для родителей. Будут ли люди так же трепетно относиться к потомству, которое появилось практически без их участия?

Естественно, первоначально искусственная матка будет применяться только по медицинским показаниям. Но в дальнейшем женщины могут пожелать переложить свои детородные обязанности на машину и по социальным причинам, например, чтобы не отказываться от бизнеса, карьеры, или даже просто не портить фигуру. Как это изменит роль женщин в обществе?

Как поменяются тысячелетиями сложившиеся взаимоотношения между полами и институт семьи, если участие женщины в рождении ребенка станет необязательным? Как, собственно, и мужчины…

Подобных вопросов может быть еще множество. А как считаете вы?

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.

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.