«Представьте это как человеческое тело», — говорит Хавьер Гонсалес.
Передо мной — по сути, металлический ящик на колёсах. Высотой около метра, он напоминает мне стойку из нержавеющей стали на кухне ресторана. Он покрыт гибкими пластиковыми трубками, которые выполняют роль вен и артерий, соединяя ряд прозрачных контейнеров — органы этой машины.
Связанная статья
Всё, что вам нужно знать об искусственных матках. Читайте далее.
Особенность этого устройства заключается в роли кремовой ванночки, расположенной на его поверхности. Десять месяцев назад Гонсалес, биомедицинский ученый, разработавший это устройство вместе со своими коллегами из Фонда Карлоса Симона, аккуратно поместил в ванночку свежепожертвованную человеческую матку. Команда подсоединила ее к трубкам устройства и закачала туда модифицированную человеческую кровь.
Устройство поддерживало жизнеспособность матки в течение суток — это новое достижение, которое может стать первым шагом к долговременному поддержанию жизнеспособности матки вне человеческого тела. Результаты работы еще не опубликованы.
Члены команды хотят сохранить жизнеспособность донорских человеческих маток достаточно долго, чтобы увидеть полный менструальный цикл. Они надеются, что это поможет им изучать заболевания матки и узнать больше о том, как эмбрионы внедряются в слизистую оболочку органа в начале беременности. Они также надеются, что будущие модификации их устройства когда-нибудь смогут поддерживать развитие человеческого плода на протяжении всей беременности.
Технически аппарат называется PUPER, что расшифровывается как «сохранение матки в перфузионном режиме». Но коллега Гонсалес, Хавьер Сантамария, говорит, что команда придумала для него прозвище: «Мы называем его «Мать»».
Орган в машине
Гонсалес и Сантамария, медицинский вице-президент Фонда Карлоса Симона, продемонстрировали, как может работать это устройство, когда я посетил фонд в Валенсии, Испания, в начале этого месяца (хотя в тот день там не было органов).
Обе заинтересованы в том, чтобы узнать больше об имплантации — моменте, когда эмбрион прикрепляется к слизистой оболочке матки, то есть, по сути, о самом первом моменте беременности.
Основатель и директор фонда Карлос Симон считает, что это является камнем преткновения в ЭКО: по его словам, ученые за эти годы значительно усовершенствовали технологию, но неудача имплантации эмбрионов лежит в основе множества неудачных циклов ЭКО. Тщательное изучение процесса на реальном, живом органе может дать команде лучшее представление о том, как предотвратить эти неудачи.
ДЖЕСС ХАМЗЕЛУ
Фонд Хавьера Гонсалеса/Карлоса СаймонаХавьер Гонсалес демонстрирует перфузионную машину. Предыдущая версия устройства поддерживала жизнеспособность матки овцы (справа) в течение суток.
Команда исследователей вдохновилась достижениями в технологиях, предназначенных для поддержания жизнеспособности донорских органов перед трансплантацией. В последние годы исследователи по всему миру создали устройства, которые доставляют питательные вещества и фильтруют отходы, благодаря чему органы могут дольше сохранять жизнеспособность после извлечения из тел доноров.
Главная цель здесь — выиграть время. Человеческий орган может прослужить вне тела всего несколько часов, поэтому трансплантация может потребовать от реципиента лихорадочной подготовки, иногда посреди ночи. Имея немного больше времени, врачи могли бы найти более подходящих доноров и, возможно, проверить качество донорских органов.
Этот подход называется нормотермической или машинной перфузией, и он уже применяется в клинической практике при некоторых трансплантациях печени, почек и сердца.
Команда из Фонда Карлоса Симона создала аналогичное устройство для матки. С одной стороны подвешен мешок с кровью. Оттуда кровь по пластиковой трубке поступает в насос, который выполняет функцию сердца. Насос пропускает кровь через оксигенатор, который насыщает кровь кислородом и удаляет углекислый газ, как это делают легкие в человеческом организме.
Кровь нагревается и проходит через датчики, которые отслеживают уровень глюкозы и кислорода, а также другие показатели. Она проходит через «почку», чтобы удалить отходы. И наконец, кровь достигает матки, соединенной со своими собственными пластиковыми «артериями» и «венами». Сам орган расположен под наклоном, как и в теле, и находится во влажной среде, чтобы оставаться увлажненным.
Первая матка матери
Около четырех лет назад команда начала тестировать ранний прототип устройства на матках овец. Это означало доставку аппарата в центр исследований на животных в Сарагосе, расположенный примерно в 200 милях от места проведения исследования. В ходе предварительного исследования ветеринарные врачи удалили матки шести овец и подключили их к аппарату. Каждую матку поддерживали в жизнеспособном состоянии в течение суток, используя кровь тех же животных.
После экспериментов с овцами исследователи перевезли свою машину обратно в Валенсию и модифицировали ее, чтобы получить нынешнюю версию — «Мать». Они начали сотрудничать с местной больницей, где проводились гистерэктомии. А в мае прошлого года им предложили первую человеческую матку.
Связанная статья
Команде нужно было действовать быстро. «Необходимо поместить [матку в аппарат] максимум в течение пары часов после извлечения», — говорит Сантамария. Ему и его коллегам также нужно было аккуратно соединить кровеносные сосуды матки с трубками, стараясь избежать закупорки (образование тромбов — серьезная проблема при перфузии органов). Орган был подключен к человеческой крови, полученной из банка крови.
Казалось, это сработало — по крайней мере, временно. «Нам удалось поддерживать его работоспособность в течение одного дня», — говорит Сантамария.
«В качестве экспериментального подтверждения концепции это впечатляет», — говорит Керен Ладин, биоэтик, специализирующаяся на трансплантации органов и перфузии в Университете Тафтса. «Пока еще рано делать выводы».
Возможно, это звучит незначительно, но 24 часа — это довольно долгое время для органа вне тела. Сохранение донорской матки в течение такого длительного времени может расширить возможности трансплантации матки — относительно новой процедуры, предлагаемой некоторым женщинам, которые хотят забеременеть, но не имеют функционирующей матки, говорит Джеральд Брандахер, профессор экспериментальной и трансляционной трансплантационной хирургии в Медицинском университете Инсбрука в Австрии.
«Это лучше, чем то, что у нас есть сейчас, потому что у нас всего пара часов», — говорит он. До сих пор большинство операций по пересадке матки были плановыми и включали использование органов от живых доноров. По его словам, подобная технология позволила бы использовать больше органов от умерших доноров.
По словам Сантамарии, эта работа «не входит в ближайшие планы» команды в Испании. «Мы работаем над другими задачами».
Беременность в лаборатории?
Сантамария, Гонсалес и их коллеги больше заинтересованы в использовании жизнеспособных человеческих маток для исследований.
Они установили камеру на стене в углу комнаты, направив её на свой аппарат. Это позволяет команде удалённо следить за «Матерью» и проверять, не отсоединились ли какие-либо клапаны. (Такое уже случалось — скачок давления привёл к тому, что мешок с кровью отсоединился, и литр крови вылился на пол, говорит Сантамария.)
Они хотели бы иметь возможность сохранять жизнеспособность матки в течение примерно 28 дней, чтобы изучать менструальный цикл и заболевания, поражающие матку, такие как эндометриоз и миома.
Связанная статья
Брандахер предупреждает, что поддерживать жизнеспособность матки в течение такого длительного времени будет непросто. Насколько ему известно, никому не удавалось поддерживать жизнеспособность печени более семи дней. «Ни одно исследование не показало 30-дневной выживаемости в контуре машинной перфузии», — говорит он.
Но это того стоит. Главный интерес команды заключается в том, чтобы узнать больше о том, как эмбрионы имплантируются в слизистую оболочку матки в начале беременности. Они надеются проверить этот процесс в своих собственных матках, расположенных вне тела.
«Им не разрешат использовать для этого человеческие эмбрионы, — говорит Гонсалес, — это было бы нарушением этических норм». Вместо этого они планируют использовать эмбрионоподобные структуры, созданные из стволовых клеток. Эти структуры очень похожи на человеческие эмбрионы, но создаются в лаборатории без сперматозоидов или яйцеклеток.
У самого Саймона более грандиозные амбиции.
Он видит будущее, в котором такая машина, как «Мать», сможет полностью выносить человека, от эмбриона до новорожденного. Это может открыть новый путь к родительству для людей, у которых, например, нет матки или которые не могут забеременеть по другим причинам.
Он ценит то, что это звучит, мягко говоря, футуристично. «Я не знаю, будут ли у нас в итоге беременности внутри матки вне тела, но, по крайней мере, мы готовы понять все этапы, необходимые для этого», — говорит он. «С чего-то же нужно начинать».
Источник: www.technologyreview.com
