Эктогенез, или как я перестал бояться и полюбил искусственные матки

Тема искусственных маток давно будоражит умы научных фантастов и трансгуманистов. Явно, она раскрыта недостаточно, именно поэтому я хочу внести свою лепту в популяризацию этой идеи. Уровень стигматизации темы в обществе и биоэтика также подталкивают меня написать о ней: в исследованиях часто встречается ситуация, когда ученые были вынуждены прервать эксперимент, поскольку этого требуют этические нормы или этический комитет...

Для начала следует разобраться, что же это такое - "искусственная матка/утроба", а именно, устройство, которое позволяет выращивать здоровый плод без участия родителя или, проще говоря, делает возможным экстракорпоральное развитие плода. К сожалению, мы, (транс/пост)люди, как и многие другие виды млекопитающих, отказались от кладки яиц и используем взамен этого плаценту и живорождение. Несомненно, в этом есть как плюсы, так и минусы. Например, можно открыть статистику материнской смертности или просто взглянуть на процесс беременности, при котором возникает весь ♂спектр♀ нежелательных побочек, начиная проблемами со спиной и растяжками, заканчивая слепотой и инсультом. Не самая заманчивая перспектива, не так ли? Помимо всего прочего, эктогенез позволит снять так называемую "репродуктивную ответственность" с женщин, что должно обрадовать последователей некоторой идеологии. С появлением искусственной матки те, кто не мог из-за физических особенностей организма (мужчины или женщины) выносить ребенка, смогут иметь генетических потомков.

Попридержите свои родовые пути, сейчас мы окунемся в мир неонатологии a.k.a. истории появления искусственных маток.

На самом деле, идея не нова да и частично уже встроена в нашу жизнь с начала 20 века. Речь идет о кувёзах. Эти аппараты помогают недоношенным новорожденным выжить и не стать счастливыми обладателями серьезных дефектов развития. Представляют они собой довольно примитивное приспособление, в котором поддерживается постоянная температура, а также подается кислород, но, тем не менее, оно спасает жизни и работает безотказно. Вдумчивый читатель заметит, что искусственные утробы направлены на выращивание организма с момента оплодотворения яйцеклетки, а кувезы рассчитаны на "доращивание" плода. Очевидно, что это не совсем одно и то же.

Получается, можно разделить технологии на upstream и downstream. Upstream технологии (напр. кувёзы) позволяют доращивать преждевременно рожденный организм. Одним из последних значительных исследований была работа про ягнят в "биомешках" (от англ. biobag). Эти ягнята были помещены в специальные пакеты, в которых имитировались условия утробы. Пуповина же их была присоединена к искусственной почке и оксигенатору, который также очищал кровь от углекислого газа. Это позволило части ягнят выжить и жить полноценной жизнью! Downstream же процесс позволяет развить эмбрион изначально вне организма родителя с самого начала оплодотворения и до момента "рождения". Однако, существует ограничения:

В каждом из типов технологии существует точка невозврата, через которую технология, пока не может переступить. Современные технологии постоянно отодвигают эту точку, как, например, в недавнем исследовании лаборатории под руководством Якоба Ханны (Jacob Hannah) при институте Вайцмана в Израиле вырастили мышиные эмбрионы до 11 дней (19 дней нормальная мышиная беременность, что как бы pretty good, eh?). Исходя из данных исследования тканей и анализа РНК, эмбрионы развивались идентично развитию в организме животного. Одна из критических проблем, с которой столкнулись исследователи, - невозможность дальнейшего получения веществ плодом через диффузию из среды. Для решения этой проблемы нужна плацента, соединенная с кровеносной системой плода. Получается, что нормальное формирование плода может быть достигнуто только при максимально приближенных к естественным условиям в искусственной утробе.

Какие ключевые условия должна имитировать искусственная утроба?

Экзоматка (от англ. exowomb) должна обеспечивать обмен питательными веществами и отводить продукты метаболизма от плода. В идеале должна включать в себя амниотический мешок, пуповину и плаценту.

Питание, кислород и уборка мусора

В обзорной статье раскрывается возможность замены этих биологических функций различными аппаратами.

Функцию почек может взять на себя диализная мембрана. Этот процесс уже давно отточен в медицинской практике, поэтому проблем с ним возникнуть не должно.

Питание эмбриона можно проводить парентерально, то есть с помощью питательной смеси внутривенно.

Оксигенацию крови, когда диффузии кислорода из среды уже недостаточно, можно проводить с помощью экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО). Помимо насыщения красный кровяных телец кислородом эта технология позволяет выводить углекислый газ из крови. Однако, её невозможно проводить, если плоду меньше 32 недель, поскольку велик шанс повреждения мозга, сосудистая структура которого еще слишком нежна для этого дерьма. Возможно, эта проблема может быть решена подключением этого аппарата напрямую к плаценте, но это не точно.

Плацента

Известно, что плацента образуется из зародышевых оболочек плода, то есть, по сути, это не материнский орган, а орган плода, с помощью которого он питается, дышит, проводит обмен веществ. Мы уже научились выращивать органоиды, похожие по структуре на плаценту, но до их интеграции в искусственной утробе еще далеко. В то же время, их можно использовать как модель для исследований, например, коммуникации клеток и влияния гормонов на орган. Эти немаловажные исследования позволят в будущем разработать плаценту идентичную натуральной (без консервантов и красителей)©. Полноценное формирование плода без плаценты не получится, даже если решить проблему диффузии. Существует точка зрения, что в нормальном формировании сердца организма важную роль играет плацента, которая предоставляет гемодинамическое сопротивления, обуславливающее дифференцировку сердечных клеток. Для нормального формирования плода искусственная утроба должна максимально имитировать материнские условия, поэтому сразу возникает вопрос: можно ли "подключить" плод с помощью плаценты к искусственной матке? - Пока что нет, но это вполне реально. Китайские коллеги по интересам разработали систему орган на чипе, которая имитирует стенку матки для успешной имплантации развивающегося эмбриона. Такие системы представляют собой пластиковый чип, у которого есть множество микроканальцев, по котором очень удобно подводить питательный раствор/гормоны и другие соединения в контролируемом объеме. Подводить эти растворы в данном случае нужно к культуре клеток матки.

Не стоит забывать о такой важной системе организма, как иммунная. Иммуноглобулины матери (IgG) способны проникать через гематоплацентарный барьер (почти ГЭБ и глицин). Это также может сказаться на формировании плода.

В темный лес гормональной регуляции я пока не полезу, да и вам не советую. Эта тема стоит отдельного курса в универе. Если сказать обобщенно, то еще не совсем понятна зависимость между гормональным фоном женщины во время беременности и развитием плода, но эта зависимость, определенно, есть.

Таким образом, можно подвести небольшой итог: искусственная утроба должна максимально имитировать условия нахождения плода в организме матери, включая биохимическое окружение, меняющиеся на протяжении всего процесса вынашивания.

Этическая сторона вопроса

В начале этого опуса я уже упомянул, что многие статьи начинаются с фразы "по этическим соображениям полноценный эксперимент делать нельзя". Непонятно, как долго будет продолжаться гегемония ханжей в области подобных исследований, но, будем надеяться, что недолго. Как говорится: "На бога надейся, а сам не плошай". По моему мнению, нужно подвергать публичной критике современные нормы биоэтики, чтобы разрушить существующий видимый консенсус.

Очевидно, что проект искусственных утроб уменьшает страдания и косвенно улучшает жизнь всех людей, но, к сожалению, запрет под видом добродетели на выращивание эмбрионов дольше 14 дней ставит палки в колеса его реализации. (недавняя новость про послабления в этой сфере). Появление такой технологии позволит женщинам не рисковать своим здоровьем, детям находиться в контролируемых условиях (не будет негативного влияния окружающей среды, лекарств или болезней). В статье я осветил применение искусственной утробы только для людей, но её можно применить и для животных: вернуть вымершие виды, сохранить популяцию вымирающих видов и так далее.

Как никто другой, я не уважаю современную биоэтику, она должна либо исчезнуть, либо кардинально измениться и перестать влиять на политику и науку. Конечно, я не призываю сразу же броситься проводить исследования на людях, подвергая их риску. Каждый эксперимент должен быть обоснован рационально и приносить как можно меньше страданий, насколько это возможно.

Ссылка на канал в тг: https://t.me/biocook