Американские биологи и инженеры разработали первый в мире прототип системы поддержания жизни для недоношенных детей и зародышей, и использовали его для поддержания жизни недоношенного ягненка на протяжении месяца, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
«Наша система может спасти жизни для чрезвычайно недоношенных младенцев, предоставляя им те возможности, которые текущие медицинские технологии не имеют. Этим младенцам нужен «мост» между утробой матери и внешним миром. Если мы создадим систему, которая будет помогать их органам расти и развиваться на протяжении нескольких недель, мы резко увеличим вероятность их выживания», — заявил Алан Флейк (Alan Flake) из Исследовательского института Филадельфии (США).
По статистике ВОЗ, около 15 миллионов детей каждый год рождается преждевременно, еще до того, как их внутриутробное развитие полностью завершилось. Примерно миллион из них умирает от осложнений и инфекций, а также отсутствия надлежащего ухода. Большая часть из таких смертей приходится на детей, родившихся чрезвычайно рано – на 24-25 неделе беременности.
Как отмечает Флейк, большая часть таких смертей связана с тем, что многие органы, в особенности легкие и сердечно-сосудистая система, еще просто не завершили своего развития в тот момент, когда ребенок покидает утробу матери. Ученые из Филадельфии предлагают решить эту проблему, вернув ребенка в ту среду, где он должен развиваться.
«Мы попытались воспроизвести все нормальные функции и свойства матки и плаценты. Решение этой задачи оказалось сложным делом, и мы совершили много ошибок на пути создания полностью жизнеспособной системы», — продолжает Флейк.
По его словам, одним из ключевых шагов на пути создания «искусственной матки» стало то, что им удалось создать необычную систему прокачки крови через пуповинную артерию, имитирующую то, как работает плацента матери. В ней нет помп или других механических компонентов, которые раньше пытались приспособить для решения подобных задач, что порождало резкие разбросы в давлении при прокачке крови и фактически убивало слабое сердце зародыша.
Сам зародыш или ребенок помещаются внутрь специальной емкости, которую ученые называют «биосумкой» – аналог матки беременной женщины. Она полностью заполнена жидкостью, что необходимо для нормального развития легких зародыша, и участвует в выводе продуктов жизнедеятельности и токсинов из растущего организма. Кроме того, в «сумку» встроено множество датчиков, следящих за пульсом, давлением, активностью мозга и другими жизненно важными показателями активности организма.
Ее работу ученые протестировали на недоразвитых ягнятах, которые провели в утробе матери всего 105 или 115 дней, что примерно на треть меньше нормального срока беременности. Как показали эти эксперименты, искусственная матка Флейка и его коллег поддерживала жизнь и нормальное развитие зародышей на протяжении примерно месяца, что на несколько порядков больше, чем удавалось достичь другим группам ученых.
Как отмечают биологи, все ягнята нормально развивались в последней версии «биосумки» – их сердце и другие органы росли и укреплялись, легкие становились больше, у них росла шерсть, и они даже начали проявлять признаки повышенной мозговой активности под конец эксперимента. Как считает Флейк, подобные «искусственные матки», адаптированные под поддержание жизни младенцев, смогут спасти сотни тысяч жизней в ближайшем будущем.
Совершенствование состава амниотической жидкости, которой заполняется «биосумка», позволит решать более амбициозные задачи и помогать расти еще менее развитым зародышам, спасение которых сегодня невозможно даже при помощи самых современных медицинских технологий. С другой стороны, как подчеркивает Флейк, разработка его группы не является первым шагом на пути выращивания человека в «пробирке».
«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», — заключает ученый.
