Восемь ягнят провели четыре недели во внешней системе поддержания жизни, при этом нормально развивались. Исследование стало шагом к созданию полноценной искусственной матки.
Цель создания внешней матки, которую команда разработчиков называет Биосумкой (Biobag), — поместить недоношенных младенцев в естественную маточную среду, чтобы плод продолжил развиваться.
В течение четырех недель эксперимента ягнята росли, обрастали шерстью, открывали глаза, двигались и учились глотать. Их мозг и легкие нормально развивались, что особенно важно в искусственной среде.
Однажды это устройство поможет недоношенным младенцам. Возможно, искусственные матки будут донашивать детей, устраняя риск для здоровья матери при беременности.
Но пока не нужно бежать впереди паровоза, говорит Алан Флейк, фетальный хирург Детской больницы Филадельфии и ведущий автор исследования. «Нельзя предполагать, что вы можете взять эмбрион на ранней стадии развития и переместить его в нашу машину — пока это научная фантастика», — говорит он.
Биосумка — прорыв в десятилетних исследованиях
Устройство не выглядит как настоящая матка. Но в ней есть все ключевые элементы. Это прозрачный пластиковый кокон, куда помещают эмбрион. Раствор электролита, который омывает ягненка подобно амниотической жидкости в матке. Специальное оборудование позволяет крови циркулировать, при этом заменяя углекислый газ на кислород. Ученые опубликовали результаты своего исследования в журнале Nature Communications.
Флэйк надеется, что Biobag улучшит условия ухода за недоношенными младенцами. Преждевременные роды — основная причина смерти новорожденных. В США около 10 процентов детей рождаются преждевременно, то есть появляются на свет раньше 37 недель беременности. Около 6 процентов (а это 30 тысяч случаев), считаются чрезвычайно преждевременными, то есть они родились на 28 неделе беременности или раньше.
Инновация решает основную проблему
Одна из главных проблем — воссоздать сложную систему кровообращения, которая соединяет плод с матерью. И обеспечить переток крови от матери к плоду и обратно. Кровь должна идти с достаточным давлением, но внешний насос может повредить сердце эмбриона.
Чтобы решить эту задачу, Флэйк и его коллеги создали систему кровообращения без насоса. Они соединили пупочные кровеносные сосуды плода с новым видом оксигенатора (устройства для насыщения крови кислородом). Кровь начала перетекать через систему достаточно плавно, чтобы сердцебиение плода обеспечивало ток крови без другого насоса.
Другая задача — убрать риск заражения, с чем сталкиваются недоношенные дети в открытых инкубаторах в отделении интенсивной терапии. Проблему решила сумка и искусственная амниотическая жидкость. Она перетекает в сумку и обратно по тому же принципу, как он устроен в матке. В процессе перетока удаляются отходы, что защищает младенца от инфекционных микробов и поддерживает плотные легкие плода заполненными жидкость.
Через три года исследований эксперимент можно провести на людях
Флэйк и его коллеги проверяли установку в течение четырех недель на восьми ягнятах, которые прошли от 105 до 120 дней беременности. Это примерно эквивалент младенцев в возрасте от 22 до 24 недель беременности.
Через четыре недели в искусственной сумке, ягнят подключили к обычной системе для недоношенных детей в отделении интенсивной терапии. Их здоровье оказалось практически таким же хорошим, как у других овец того же возраста, которых только достали из утробы кесаревым сечением.
Конечно, ягнята — это не люди, и их мозг развивается иначе. Авторы признают, что нужно провести дополнительные изучения, прежде чем применять метод на человеческих младенцах. Ученые приступили к контрольным наблюдениям за ягнятами, которые пережили отсоединение от системы поддержки. К моменту публикации материала в журнале они выглядели здоровыми.
«Думаю, можно предположить, что первые испытания технологии Biobag на человеке пройдут уже через три года», — говорит Флэйк.
