Испытания искусственной матки для человека могут начаться в ближайшее время
Эта технология не предназначена и не способна поддерживать развитие от зачатия до рождения — она должна повысить шансы на здоровое развитие для недоношенных детей, родившихся в период между 22 и 28 неделями. По задумке, недоношенные дети должны помещаться в биомешок, который наполняется электролитами для имитации околоплодных вод. Кровеносные сосуды пуповины соединяются с системой, которая обеспечивает кровь кислородом.
Испытания на ягнятах были успешными, но провести подобные эксперименты на людях — огромный шаг, сопряженный с этическими и прочими рисками.
Регулирующие органы США рассмотрят возможность клинических испытаний системы, имитирующей матку, которая может снизить смертность и инвалидность среди детей, рожденных крайне недоношенными.
https://www.scientificamerican.com/arti ... tart-soon/ (англ)
Автоперевод.
Преждевременные роды, определяемые Всемирной организацией здравоохранения как рождение до 37 недель беременности, могут произойти спонтанно или потому, что некоторые условия, такие как инфекция, гормональный дисбаланс, высокое кровяное давление или диабет, могут превратить матку в негостеприимную среду для плода.
Это представляет собой огромную глобальную проблему для здравоохранения. Преждевременные роды являются основной причиной смертности и инвалидности детей в возрасте до пяти лет. В 2020 году во всем мире было около 13,4 миллиона таких родов, а осложнения, связанные с преждевременными родами, стали причиной около 900 000 смертей в 2019 году.
Смертность тесно связана с гестационным возрастом ребенка при рождении. На сроке 22 недели или раньше, который считается порогом жизнеспособности плода, немногие плоды выживают вне матки. К 28 неделе большинство из них могут выжить, но часто требуют значительного жизнеобеспечения.
Технология искусственной матки направлена на улучшение результатов для недоношенных детей, родившихся в период между 22 и 28 неделями, выживаемость которых улучшилась, но часто возникают долгосрочные проблемы со здоровьем.
Например, в исследовании 2,5 миллионов человек в Швеции 78% людей, родившихся до 28 недель беременности, к тому времени, когда они стали взрослыми, имели те или иные заболевания — от астмы и гипертонии до церебрального паралича и эпилепсии. Для доношенных родов этот показатель составил 37%.
Смертность и инвалидность, особенно у детей, рожденных в более раннем гестационном возрасте, часто происходят потому, что легкие и мозг являются одними из последних органов, которые полностью созревают у человека. Вот почему акушеры стараются предотвратить преждевременные роды, когда это возможно: чем дольше плод может безопасно оставаться в утробе матери, тем выше его шансы на долгосрочное выживание и хорошее здоровье.
В естественной утробе плод получает кислород, питательные вещества, антитела и гормональные сигналы и избавляется от отходов через плаценту — переходный орган, в котором кровь плода взаимодействует с материнской кровью. Из этих различных ролей технология искусственной матки больше всего ориентирована на обеспечение кислородом и удаление углекислого газа, заменяя механические аппараты искусственной вентиляции легких, которые часто используются для новорожденных. Это может повредить хрупкие развивающиеся легкие, которые в противном случае все еще были бы заполнены околоплодными водами.
Искусственная матка «проведет ребенка, рожденного крайне недоношенным, в те дни и недели, когда он наиболее подвержен риску повреждения легких и мозга», — говорит Вернер. Группа CHOP дала понять, что отлучит младенцев от своей системы через несколько недель, когда их органы будут более полно развиты и вероятность здорового выживания повысится.
Система группы будет работать, помещая глубоко недоношенных детей в так называемый биомешок, наполненный насыщенной электролитами жидкостью, имитирующей околоплодные воды. Хирурги соединят кровеносные сосуды пуповины с системой, которая насыщает кровь кислородом вне тела. Сердце плода по-прежнему будет перекачивать кровь, как и в естественной утробе матери.
Установить соединение с кровеносными сосудами пуповины сложно, поскольку артерии крошечные и начинают сокращаться при рождении ребенка. Таким образом, хирургам нужно будет подключить сосуды к системе за считанные минуты. «Процесс должен быть действительно гладким», требующим ловких хирургических навыков и быстрого перехода, говорит Анна Дэвид, специалист по материнству и плоду в Университетском колледже Лондона.
Флейк и его коллеги тестировали систему на ягнятах, которых часто используют в исследованиях эмбрионов, поскольку они по развитию схожи с людьми. Овцы обычно вынашивают около 5 месяцев; ягнята, которых использовали исследователи, были эквивалентны человеческому плоду на 23 неделе беременности.
В 2017 году команда сообщила, что с помощью искусственной матки им удалось сохранить жизнь восьми ягнятам на срок до четырех недель. За это время у животных выросла шерсть, а их легкие и мозг достигли зрелости. Через четыре недели исследователи усыпили животных, чтобы изучить, как система повлияла на развитие органов.
С 2017 года исследователи тестируют различные способы подключения животных к аппарату оксигенации и ведут переговоры с FDA о начале клинических испытаний.
РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ
Исследователи, беседовавшие с журналом Nature , говорят, что система группы CHOP, вероятно, наиболее близка к испытаниям на людях. Но группы в Испании, Японии, Австралии, Сингапуре и Нидерландах также разрабатывают технологию искусственной матки. Команда под руководством фетального хирурга Джорджа Мичалиски из Мичиганского университета здравоохранения в Анн-Арборе называет свое устройство искусственной плацентой. И хотя на практике он служит той же цели, что и EXTEND, подходы команд совершенно разные (см. «Жизнеобеспечение»).
Устройство Мичигана не окружает младенцев жидкостью, а вместо этого заполняет только их легкие через эндотрахеальную трубку. И он использует насос, чтобы забрать кровь из яремной вены, насытить ее кислородом за пределами тела и отправить обратно через пупочную вену; Группа CHOP подключает свое устройство как к пупочным артериям, так и к вене.
У каждого подхода есть свои плюсы и минусы, которые группы подчеркнули в двух комментариях в июле. В настоящее время использование устройства CHOP требует родоразрешения путем кесарева сечения, поскольку во время родов артерии пуповины начинают быстро закрываться, и естественные роды могут занять длительное время. Но риски планового кесарева сечения для беременной женщины нетривиальны и должны быть учтены в уравнении, говорит Дэвид. В своей июльской статье группа CHOP признает этот риск, но отмечает, что до 55% глубоко недоношенных детей уже рождаются с помощью кесарева сечения.
Напротив, врачи, использующие подход Мичигана, могли бы родить недоношенного ребенка естественным путем и определить, может ли ребенок дышать без посторонней помощи. В противном случае они все равно могли бы подключить его к системе, потому что пупочная вена не закрывается так быстро, как артерии, говорит Роберт Бартлетт, хирург из Мичиганского университета, работающий с Михалиской. Но внешний насос для перемещения крови несет в себе риск перенапряжения сердца или кровоизлияния в мозг. Согласно опубликованным данным, группа из Мичигана до сих пор выдерживала ягнят около двух недель по сравнению с группой CHOP — четырьмя неделями. (Михалиска не ответила на электронные письма с просьбой прокомментировать ситуацию.)
Хотя группы расходятся во мнениях относительно наилучшего подхода, Бартлетт надеется, что группа CHOP успешно получит одобрение FDA на испытания на людях. Он и его коллеги из Мичигана планируют получить одобрение FDA примерно через год, добавляет он.
Эдуард Гратакос, специалист по фетальной медицине из Университета Барселоны в Испании, который также занимается разработкой искусственной матки, признает, что его группа на несколько лет отстает от группы CHOP. Но если результаты клинических испытаний будут выглядеть многообещающими, говорит он, «нам понадобится несколько таких систем в мире».
ПРЫЖОК ОТ ЯГНЯТ
Однако даже несмотря на то, что ажиотаж вокруг этого типа технологии растет, остаются вопросы о том, какие данные потребуются, чтобы получить зеленый свет для испытаний на людях. «Переход от ягнят к человеку — это большой шаг вперед», — говорит Гратакос.
Ягнята на той же стадии развития, что и глубоко недоношенные дети, в два-три раза крупнее, а это означает, что исследователям придется дополнительно совершенствовать и без того крошечное оборудование, необходимое для искусственной матки. По словам Бартлетта, эмбрионы свиней по размеру больше похожи на человеческие плоды, но с ними труднее работать, чем с ягнятами. Приматы, не относящиеся к человеку, являются золотым стандартом на животных, которые предшествуют клиническим испытаниям из-за их физиологического сходства с людьми, но их плоды даже меньше, чем у людей, и этика проведения таких экспериментов сложна.
Гид Оэй, акушер из Технологического университета Эйндховена в Нидерландах, и его коллеги разрабатывают собственную систему искусственной матки вместе с куклами-симуляторами, которые позволяют врачам практиковаться в переносе плода. «У вас есть только один шанс сделать все правильно, и кривая обучения не должна приходиться на реальных людей», — говорит он.
Тем не менее, по мнению Мэтью Кемпа, акушера из Национального университета Сингапура, «не существует данных с этической точки зрения», чтобы оправдать запуск испытаний на людях, если только «кто-то не сидит на куче данных, которые не опубликованы». ». Кемп, который также разрабатывает систему искусственной матки, надеется увидеть данные о том, как экспериментальные животные поживают в долгосрочной перспективе, а также данные о приматах, кроме человека, до начала клинических испытаний. (Группа CHOP в своем июльском комментарии намекнула на «обширные неопубликованные данные, подготовленные для одобрения регулирующих органов».) «Это новый метод лечения», — говорит Кемп. «Суть в том, что они должны действительно убедительно доказать, что это лучше и безопаснее в краткосрочной и долгосрочной перспективе», чем нынешние используемые меры по спасению жизней.
ЭТИКА И МНОГОЕ ДРУГОЕ
Вопросы безопасности не будут единственной этической проблемой. Создание искусственных маток представляет собой «большой трансформационный скачок», который «решает множество проблем», говорит Дэвид. Но, добавляет она, «это также открывает целый ряд новых проблем». После того, как исследование 2017 года широко освещалось в средствах массовой информации, распространились опасения, что искусственная матка однажды сможет заменить беременность.
Но исследователи не принимают во внимание эти опасения. Эта идея «отложена настолько далеко в будущем, что не стоит обсуждать ее последствия по отношению к нынешним технологиям», — говорит Вернер.
Тем, кто разрабатывает искусственные матки в Соединенных Штатах, также придется бороться с политически напряженной средой в области репродуктивных прав. Флейк и Мичалиска были осторожны и не дали никаких указаний на то, что искусственная матка может изменить определение жизнеспособности плода, что имеет огромные последствия после того, как Верховный суд США отменил знаковое решение 1973 года об абортах Роу против Уэйда в июне прошлого года . Ранее постановление 1973 года защищало аборты до тех пор, пока плод не станет жизнеспособным вне матки.
«Даже то, как называть сущности в этих устройствах, сложно», — говорит Хлоя Романис, биоюрист из юридической школы Дарема, Великобритания. По ее словам, они не являются плодами в обычном смысле этого слова, потому что они больше не находятся в утробе матери. А некоторые утверждают, что они не новорожденные, что, согласно латинскому корню этого слова, предполагает, что они родились. «Имя, которое мы даем этим новым беспрецедентным пациентам, имеет последствия для прав, которые предоставляет закон и общество», — говорит Вернер. Группа CHOP предложила вообще новое название: фетальные новорожденные или сокращенно фетонаты.
Некоторые исследователи также обеспокоены тем, что искусственные матки станут дорогостоящим технологическим решением более глубокой проблемы. Майкл Харрисон, фетальный хирург из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, которого иногда называют «отцом фетальной хирургии», говорит, что данные, которые он видел до сих пор, были многообещающими. Но он задается вопросом, стоит ли «выбрасывать все эти деньги и технологии» на младенцев, у которых низкая вероятность выживания, вместо того, чтобы искать способы улучшить поддержку беременности или стандартные методы интенсивной терапии преждевременных родов, которые могли бы снизить потребность в технологиях искусственной матки в будущем в долгосрочной перспективе.
Дэвид соглашается, добавляя, что недостаточно исследований и финансирования, чтобы понять, почему у женщин начинаются ранние роды и как это предотвратить. «Нам нужно подойти к этому серьезно», — говорит она. «Искусственные матки решат лишь малую часть проблемы».
Бартлетт говорит, что системные меры важны, но он утверждает, что срочно необходимо лучшее лечение крайне недоношенных детей. «Серебряной пули, предотвращающей преждевременные роды, не существует и вряд ли появится при нашей жизни», — говорит он. «Эти технологии — это то, что нам нужно, когда системные меры терпят неудачу».