Инкубаторы для людей
Игорь Шандарин, студент биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова
Статистика разных стран свидетельствует: около 5% населения репродуктивного возраста испытывает трудности с зачатием ребёнка. Один из путей борьбы с бесплодием — создание искусственной матки.
«Лента ползёт; одно за другим переселяют яйца из пробирок в бутыли: быстрый надрез устилки, легла на место морула, залит солевой раствор... и уже бутыль проехала, и очередь действовать этикетчицам...» Антиутопия «О дивный новый мир» американского писателя Олдоса Хаксли пугает читателя обществом потребления, настолько обезличенным и механистичным, что сами люди рождаются там не естественным путём, а выращиваются на специальных человекофабриках и подразделяются на социальные касты ещё на стадии эмбрионов. Процесс рождения человека «из пробирки» описан детально и с отталкивающим бесстрастием, словно Хаксли ищет в этом противоестественном акте не то причину, не то предельное выражение деградации «дивного» мира.
Запрет на вторжение в таинство зарождения жизни укоренён в человеческом сознании очень глубоко; научные и клинические работы на этом направлении постоянно осложнены их этической неоднозначностью, не говоря о том, что сама тема беременности и родов до сих пор табуирована во многих культурах. И тем не менее это вторжение происходит и на сегодня зашло уже достаточно далеко.
Статистика разных стран свидетельствует: около 5% населения репродуктивного возраста (от 16 до 40 лет) испытывает трудности с зачатием ребёнка. На первый взгляд, цифра небольшая, но, например, для России это три миллиона человек, что равно населению Новосибирска и Екатеринбурга, вместе взятых. Один из путей борьбы с бесплодием — поиск условий для вынашивания плода вне тела матери: создание искусственной матки.
Матка, в которой происходит развитие эмбриона и вынашивание плода, представляет собой своего рода трёхслойный «мешок», где согласованно работают периметрий (наружный слой), миометрий (промежуточный) и эндометрий, выстилающий матку изнутри. Процесс развития зародыша хорошо изучен: зигота внедряется в матку, формируются плацента и амниотический мешок; вокруг растущего эмбриона накапливается жидкость, где постоянно циркулируют гормоны, через плаценту поступают кровь, кислород и питательные вещества. Фактически плод развивается в своего рода «высокотехнологичном аквариуме». Однако воспроизвести этот «аквариум» во всей полноте его природного устройства, динамики и молекулярных сигнальных связей, обеспечивающих его функционирование, искусственно реконструировать всё облако биохимических коммуникаций с материнским организмом — задача исключительной сложности.
Попытки создания искусственной матки начались ещё в 50-е годы прошлого века с целью увеличить шансы недоношенных детей на выживание. Дело в том, что сурфактанат (смесь поверхностно-активных веществ, состоящая из фосфолипидов, белков и полисахаридов), препятствующий спадению альвеол, начинает образовываться в лёгких плода только на 22—24-й неделе беременности. Это критический срок: после него недоношенный плод может выжить за счёт искусственной вентиляции лёгких, на более ранних этапах бесполезной. Но в середине прошлого века медицине не хватало ни технологий, ни данных о том, какие условия оптимальны для плода, чтобы «дотянуть» его до жизнеспособного состояния вне тела матери.
Первого значительного успеха добился в 1997 году профессор акушерства и гинекологии из токийского университета Juntendo (Япония) Йошимори Кувабара, занимавшийся проблемой невынашиваемости всю жизнь. В своих экспериментах на козах он помещал 17—18-недельные эмбрионы в пластиковый контейнер с синтетической амниотической жидкостью, которая имитировала естественную среду в организме матери. Изначально эта сложная динамическая среда состояла из воды и электролитов, потом в неё по схеме вводили белки, жиры, углеводородные соединения, различные гормоны и ферменты, антимикробные вещества и мочевину. В ходе эксперимента продолжительность жизни плода в искусственной среде достигла трёх недель, но довести вынашивание до успешного конца так и не удалось.
Кувабара работал с довольно поздними сроками развития плода. Его более молодая коллега профессор Ханг Чин Лью из Корнелльского университета (США) сконцентрировалась на экспериментах с избыточными эмбрионами — побочным продуктом успешного экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).
«Лишние эмбрионы» — один из этических вопросов, которые ЭКО ставит перед обществом, но именно они позволили профессору Лью создать вполне успешную технологию развития эмбриона в искусственной матке. Сама матка формировалась уже классическим для биоинженерии способом: клетки эндометрия (внутренний слой матки) помещали на биоразлагаемый «каркас», формировали эндометриальную ткань, затем основу растворяли и оставался только «контейнер». В него подсаживали эмбрионы на стадии зиготы (этапа развития оплодотворённой яйцеклетки).
Зиготы успешно внедрялись в ткань и росли на протяжении 14 дней — этим сроком законодательство США ограничивает допустимое время развития человеческого эмбриона в лабораторных условиях. После 14 дней эксперимент прекращали.
Чтобы расширить горизонт исследования, с 2002 года Лью стала использовать мышей. Ей удалось имплантировать искусственную матку в организм взрослого животного и получить впечатляющий результат: эмбрион мыши развивался в импланте 19 дней, всего на 2 дня меньше, чем срок его полного созревания (для мышей это 21 день).
Одну из возможных причин невынашиваемости Лью видит в недоразвитии кровеносных сосудов, по которым кровь транспортирует вещества, регулирующие работу «аквариума», в частности гормоны. Профессор репродуктивной медицины Вейдун Ван из Корнелльского университета (США) показал, что с развитием кровеносных сосудов в матке связан ген AGPAT; когда он заблокирован, эмбрион не может полностью имплантироваться и нормально развиваться. Это исследование не только имеет значение для работы над искусственной маткой, но и открывает перспективы для борьбы с бесплодием, обусловленным дефектами данного гена.
Статьи по теме
Читайте в любое время
