Исследователи считают, что в будущем человечество начнет развивать эмбрион вне матки: он сможет пройти процесс от оплодотворения до рождения без участия человека. «Хайтек» разбирается, как изменятся роды и беременность в будущем, а также что будет, если люди перестанут использовать свое тело для выращивания ребенка.
Сначала инкубатор, а потом биомешок и искусственная матка — так эволюционируют технологии, которые сохраняют плод и помогают ему развиться.
Как появилась идея не вынашивать детей, а выращивать их отдельно от организма матери?
Первая идея создать человеческий инкубатор появилась у акушера Стефан Тарнье в 1880 году: внешне конструкция напоминала деревянный ящик, в котором была специальная ячейка для хранения тары с теплой водой. Его назвали кювез. Простое устройство позволило уменьшить смертность среди младенцев почти в два раза.
Спустя 80 лет начались более серьезные эксперименты в этой области. Биологи хотели повторить функции человеческой матки, которая вынашивает плод. Для этого использовали эмбрионы кроликов, ягнят и коз. Исследователи решили, что так дешевле будет транспортировать ценный биоматериал с одного континента на другой.
Оплодотворенные овечьи яйцеклетки имплантировали крольчихам, которых отправили из Англии в Южную Африку по цене всего лишь $8 за «пассажира». На месте эмбрионы подверглись еще одной пересадке — теперь уже в овечьи утробы. Спустя несколько месяцев родились несколько ягнят.
Но идея не закончилась успехом — плоды умирали от заражения, сбоев системы и множества других факторов.
Как работают современные инкубаторы?
Современные акушеры активно используют инкубаторы, без них не обходится ни одно учреждение родовспоможения. Такие инкубаторы могут следить за параметрами организма, круглосуточно отслеживать даже незначительные изменения в состоянии ребенка и температуру.
В инкубаторе дети могут находиться до трех-четырех месяцев. Устройство имитирует условия, которые максимально похожи на внутриутробные. Главное — создать оптимальную температуру для поддержания теплового обмена. Нельзя перегревать или переохлаждать ребенка.
Что такое искусственная матка и биомешок?
Каким бы ни было отношение к беременности и родам, появление технологии искусственной матки, иначе говоря, эктогенеза, может полностью изменить его. Эта технология обещает множество медицинских преимуществ: женщины, у которых беременность протекает с осложнениями, получат возможность перенести плод в искусственную утробу и снизить риски для себя и ребенка. А недоношенные эмбрионы смогут продолжить свое развитие в искусственной матке и появиться на свет в положенный срок.
Исследователи создали биомешок и искусственную матку, чтобы продолжить жизнь плода вне утробы. Оба устройства работают похожим образом. Обычно это прототип искусственной матки, который использовали как внематочное устройство, где поддерживалась жизнь недоношенных плодов.
В 2017 году исследователи из США опубликовали работу, где заявили, что провели успешные испытания искусственной матки. В ней четыре недели выращивали недоношенных ягнят. По конструкции это пакет из пластика, который заполнен аналогом амниотической жидкости, иначе говоря, околоплодных вод. Кислород и другие необходимые вещества плод получает через пуповину.
Ученые перенесли недоношенных ягнят, которые были на 15-17-й неделе развития, в систему. В норме беременность у овец длится 21 неделю.
Есть ли аналогичные исследования в этой области?
Да, дальше всего в этом направлении продвинулись ученые из Израиля: они в 2021 году вырастили зародыши мышей — с работающими сердцем и мозгом — из пятидневных эмбрионов, состоящих всего из 250 клеток.
Исследователи вырастили эмбрионы мышей в стеклянных флаконах, наполненных питательной жидкостью. В состав этой жидкости входила сыворотка крови, взятая из пуповины человека. Стеклянные флаконы постоянно встряхивались, чтобы эмбрионы не прилипали к стенкам и не деформировались. Аппарат вентиляции подавал эмбрионам кислородную смесь под давлением. Прежде ученым никогда не удавалось вырастить эмбрионы до такого состояния без живой матки.
Сейчас исследователи думают, как провести подобный эксперимент с человеческим эмбрионом.
В 2019 году ученые из Нидерландов сказали, что им потребуется еще около 10 лет, чтобы создать первую искусственную матку.
В чем проблема искусственной матки и биомешка?
Пока что нельзя утверждать, что искусственную матку можно использовать для недоношенных детей. Одно из ограничений — уровень формирования мозга. Ранние эксперименты с ягнятами предполагали более высокий уровень развития мозга, поэтому в теории создать искусственную матку для ребенка будет гораздо сложнее, чем для животного. Также ягненок и ребенок имеют разный размер, поэтому устройство не будет универсальным.
К чему приведет искусственное выращивание детей?
Совершенствование биомешка и искусственной матки приведет к тому, что станет можно выращивать эмбрионы с самых ранних стадий. Это сделает ненужным естественный процесс беременности.
Ученые говорят, что такой формат может быть даже более безопасным для ребенка: например, исключается контакт плода с алкоголем и наркотиками, которые может принимать беременная женщина. Отпадет и необходимость в суррогатном материнстве.
Канадско-российский программист Виталик Бутерин, сооснователь криптопроекта Ethereum, предложил избавить женщин от «тяжкого бремени беременности» при помощи синтетических маток. Он сослался на статью Vox 2018 года, в которой говорится о заметном снижении доходов женщин после рождения первого ребенка:
Disparities in economic success between men and women are far larger once marriage+children enter the picture. Synthetic wombs would remove the high burden of pregnancy, significantly reducing the inequality.https://t.co/Zpin8tTlR6
— vitalik.eth (@VitalikButerin) January 18, 2022
Пока неизвестно, как повлияет на плод такая процедура вынашивания, возможно, определенный коктейль из гормонов, звуки извне, прикосновения к животу формируют здорового ребенка, а внутри искусственной матки он этого лишится. По подопытным животным (например, ягнятам) сложно отследить факторы, которые критически влияют на будущего человека.
Читать далее
Гиперзвуковой самолет на водороде развивает скорость до 12 Махов. Это почти 15 000 км/ч
Посмотрите на первый в мире одноступенчатый орбитальный корабль будущего
Самый большой в мире айсберг растаял. Ученые раскрыли, сколько воды он сбросил в океан