Czy w przyszłości kobiety już nie będą rodzić dzieci?

Poród jest najważniejszym momentem każdej ciąży. Nie wszystkie kobiety znoszą go dobrze, a niektóre nawet tracą życie w wyniku komplikacji zdrowotnych. Być może już niebawem kobiety przestaną rodzić dzieci, a naturalnym finałem rozwoju zarodkowego będzie... wyciągnięcie małego człowieka ze specjalnego inkubatora!


Reklama


Czy możliwe jest stworzenie sztucznej macicy, a następnie implantacja i właściwy rozwój zarodka? Mimo że pomysł ten brzmi jak wyrwany z filmu science fiction, to naukowcy nie uważają go za niemożliwego do realizacji. Wręcz przeciwnie, w ostatnim wydaniu periodyku "Annals of the New York Academy of Sciences" pojawił się obszerny artykuł dotyczący budowy sztucznej macicy. Praca naukowa pod kierownictwem Carlo Bullettiego i Antonio Palagiano zawiera odważne i pionierskie koncepcje wskazujące, co będzie potrzebne do stworzenia w pełni niezależnej, sztucznej macicy i zniesienia z kobiet 9-miesięcznego ciężaru.

Więcej niż tylko inkubator

Nowoczesne inkubatory stwarzają wcześniakom kontrolowane warunki zewnętrzne w celu podtrzymania procesów życiowych. Gwarantują odpowiednią temperaturę, wilgotność, płyny i pokarm (za pośrednictwem dożylnego cewnika lub sondy nanogastrycznej). Ale działanie w pełni funkcjonalnej, sztucznej macicy będzie znacznie bardziej skomplikowane. Nawet w najbardziej zaawansowanym technologicznie inkubatorze niemożliwy jest wzrost zarodka w dowolnym stadium rozwoju. Według obecnego stanu wiedzy, łono matki jest niezbędne dziecku co najmniej do 22. tygodnia ciąży. Wcześniaki urodzone przed tym terminem mają praktycznie zerowe szanse na przeżycie, głównie ze względu na niepełne wykształcenie płuc, serca i mózgu.

Ale w listopadzie 2010 r. w niemieckiej klinice w Fuldzie urodziła się dziewczynka Frida, która była cudownym zaprzeczeniem wspomnianych teorii. Poród nastąpił, gdy mama była w 21. tygodniu i 5 dniu ciąży, a mimo to dziecko okazało się w pełni zdrowe. To ewenement na skalę światową, podobnych przypadków próżno szukać.

Aby pewnego dnia było możliwe stworzenie inkubatorów, które będą w stanie w pełni zastąpić kobiece macice, niezbędny jest rozwój dwóch głównych obszarów wiedzy: biotechnologii i nanotechnologii. Dzięki ewolucji nauk biologicznych, takich jak spersonalizowana genomika czy inżynieria tkankowa, naukowcy będą w stanie sterować rozwojem jeszcze "nienarodzonych" dzieci. Nanotechnologia, poprzez zestaw miniaturowych robotów i mikroskopowej aparatury, będzie w stanie stymulować ten proces. Nie należy również zapominać o inteligentnych systemach komputerowych i urządzeniach monitorujących, dzięki którym będzie możliwe śledzenie postępu wzrostu płodu w czasie rzeczywistym i ewentualna interwencja. Wiele szczegółów trzeba jeszcze dopracować, ale współczesna nauka jest na dobrej drodze.

Do stworzenia sztucznej macicy niezbędne jest odtworzenie trzech najważniejszych elementów kluczowych do prawidłowego przebiegu rozwoju zarodkowego: endometrium macicy, łożyska i płynu owodniowego.

Sztuczne endometrium

Podstawą do zbudowania sztucznej macicy jest wytworzenie endometrium, które funkcjonalnie będzie zbliżone do naturalnej tkanki. Naukowcy chcą by w pierwszej kolejności nacisk był położony na odwzorowaniu procesów zachodzących w początkowych etapach ciąży. Dopiero po względnym opanowaniu tej materii, możliwe będzie poprawianie natury.

Endometrium to błona śluzowa macicy ssaków, która jest podatna na działanie hormonów steroidowych, takich jak estrogeny i gestageny (np. progesteron). Endometrium zmienia się w trakcie cyklu miesięcznego, ale gdy dojdzie do zapłodnienia, błona ta odżywia zarodek jeszcze przed jego implantacją, będąc pierwszym organem, który dostarcza pokarm nowo powstałemu organizmowi.

Odtworzenie endometrium w warunkach laboratoryjnych jest wyjątkowo trudne. Trzon sztucznej macicy nie powinien być wykonany ze szkła czy metalu, lecz składać się z kilku warstw prawdziwej tkanki. Powstałe w wyniku zapłodnienia in vitro blastocysty są wszczepiane do matczynego endometrium na głębokość 3-4 mm, gdzie dochodzi do dalszych podziałów komórkowych. Syntetyczne endometrium nie może mieć mniej niż 10 mm grubości.

Prace w tym zakresie zostały już przeprowadzone przez Hung-Ching Liu z Cornell University. Kilka lat temu spreparowała ona macicę z pobranych od kobiety pojedynczych komórek endometrium, które umieściła na wykonanym z biopolimerów rusztowaniu w kształcie tego narządu. Po kilku tygodniach, w wyniku odpowiedniej stymulacji, szkielet uległ degradacji, a pozostałe komórki uformowały nowy organ przypominający umięśniony worek. Następnie umieszczono w nim zarodek człowieka, który zaczął się prawidłowo rozwijać... Z powodów etycznych, eksperyment przerwano po 6 dniach. Nie wiadomo czy Hung-Ching Liu potajemnie kontynuowała swoje badania, choć to ją należy uznać za pionierkę badań nad opracowaniem tzw. macicy wczesnej.

Sztuczne łożysko

Do właściwego przebiegu ciąży niezwykle ważne jest łożysko, czyli organ łączący ścianę macicy matki z pępkiem zarodka. Dzięki niemu, płód otrzymuje pokarm i tlen, a oddaje dwutlenek węgla i niepotrzebne produkty metabolizmu. Stworzenie sztucznego łożyska nie jest zadaniem tak karkołomnym, jak endometrium, zwłaszcza, że w medycynie są powszechnie wykorzystywane urządzenia, które po części mogą spełniać funkcje tego narządu. Dobrym przykładem jest tu aparat do hemodializy ratujący życie pacjentom ze schyłkową niewydolnością nerek. Dodając do tego sondę gastryczną i uruchamiając dwukierunkowy transport substancji, sztuczne łożysko jest niemal na wyciągnięcie ręki. Problemem może być jednak stopień skomplikowania takiej konstrukcji.

Poza zwykłą wymianą pokarmów i podstawowych produktów metabolizmu, łożysko spełnia również inne istotne funkcje. To za pośrednictwem tego organu dostarczane są immunoglobuliny G (rodzaj przeciwciał), które zapewniają dziecku ochronę przed patogenami, kiedy jeszcze układ odpornościowy nie jest w pełni wykształcony. Łożysko reguluje tempo dostarczania składników odżywczych - aminokwasów, kwasów tłuszczowych i glukozy - a także zaopatrza płód w hormon zwany serotoniną, niezbędny do rozwoju mózgu.

Pierwsze eksperymenty nad sztucznym łożyskiem już się odbyły. Japończycy z Juntendou University w Tokio połączyli przewód pępowinowy płodu koźlęcego z dwoma urządzeniami, których zadaniem było przejęcie funkcji naturalnego łożyska. Dzięki procesowi pozaustrojowego utlenowania krwi (ECMO), kozy utrzymano przy życiu przez 237 godzin.

Sztuczny płyn owodniowy

Do prawidłowego rozwoju płodu niezwykle istotne jest również środowisko, w którym przebywa. Płyn owodniowy to coś, bez czego niemożliwe będzie kompletne odtworzenie macicy w warunkach laboratoryjnych. Dla płodu płyn owodniowy jest bezcenny, bowiem amortyzuje, zapewnia swobodę ruchów, chroni przed silnymi bodźcami ze świata zewnętrznego oraz bierze pośredni udział w transporcie i wymianie substancji odżywczych. Mechanizm powstawania płynu owodniowego nie jest do końca poznany, więc naukowcy nie wiedzą jak zabrać się do jego wymuszonej syntezy.

Postępy w tej dziedzinie poczynił Thomas Schaffer z amerykańskiego Temple University, który był bliski stworzenia sztucznej jamy owodni. Było to coś na kształt syntetycznego pęcherza płodowego, wypełnionego płynem z dodatkiem nadfluorku węgla. Ta substancja pomaga dostarczać płodowi tlen, gdy jego płuca nie są jeszcze rozwinięte. Prace Schaffera były zaawansowane, jednak nigdy nie zdecydował się on upublicznić swoich wyników. Potwierdził jedynie, że wykorzystując stworzoną przez siebie jamę owodni, udało mu się doprowadzić do pełnego rozwoju płodów jagnięcych. Jeszcze dalej podobno posunęli się chińscy naukowcy, którzy jako eksperymentalny płód wykorzystywali ludzkie zarodki. Rezultaty ich badań do tej pory nie wyszły na światło dzienne.

Stymulacja

Stworzenie pełnej "infrastruktury" dla płodu to nie wszystko, by zapewnić mu właściwy rozwój poza organizmem matki. Rosnące w sztucznej macicy dziecko będzie musiało być stymulowane przez wiele bodźców, tak by jak w najpełniejszym stopniu odtworzyć komunikację sensoryczną, do której dochodzi w macierzyńskim łonie. 

Otoczone syntetycznym endometrium, połączone sztucznym łożyskiem i zanurzone w płynie owodniowym, nienarodzone dziecko musi być kołysane w sposób odpowiadający naturalnym ruchom matki. W żywym ciele nic nie jest statyczne, a nowo powstały, prawidłowo rozwijający się organizm to odczuwa. Inkubator musi odtwarzać również cykliczność naturalnego zegara biologicznego, tak by indukować okresy aktywności i snu. Kontrola nad organizmem umieszczonym w sztucznej macicy musi być nieprzerwana, bo wprowadzenie do układu czynnika "samodzielności" może zaburzyć cały proces.

Naukowcy muszą również zastanowić się jak dostarczyć płodowi, praktycznie niemożliwej do zastąpienia, matczynej czułości. Dotykanie brzemiennego brzucha jest niezwykle istotnym elementem prawidłowo przebiegającej ciąży. Nienarodzone dzieci są ponadto wyjątkowo aktywnymi słuchaczami, a płyn owodniowy doskonale przenosi dźwięki. Lekarze chcący manipulować rozwojem zarodkowym w warunkach laboratoryjnych, będą musieli o tym pamiętać. W przeciwnym wypadku nawet najbardziej zaawansowane technologicznie urządzenia okażą się nieprzydatne.

Kwestia wiary czy potęga nauki?

Uczeni już od dawna poważnie myślą o stworzeniu sztucznej macicy, która zastąpi macierzyńskie łono. Można wyobrazić sobie szereg sytuacji, w których rozwój dziecka w sztucznej macicy byłby pożądany. Pierwszą, która przychodzi na myśl jest ciąża pozamaciczna - przenosząc zarodek do zewnętrznego inkubatora symulującego matczyny organizm dziecko miałoby szansę na prawidłowy rozwój. Sztuczna macica mogłaby również stać się alternatywą dla kobiet, które mają problem z donoszeniem ciąży. Niemożliwy do rozstrzygnięcia dylemat, przed którym często stawiani są rodzice: czy chronić matkę, czy dziecko, przestałby być aktualny. W przypadku zagrożenia życia matki lub dziecka, płód byłby przenoszony do syntetycznego łona. Dzięki temu nie doświadczalibyśmy sytuacji takich jak ta z połowy 2008 r., kiedy to zmarła polska siatkarka Agata Mróz. Mając raka zaszła w ciążę i podjęła odważną decyzję o niepodejmowaniu leczenia, które mogłoby jej pomóc, ale jednocześnie zabić córkę Lilianę. Dziecko urodziło się zdrowe, ale Agata Mróz zapłaciła za to życiem.

Część naukowców opowiadających się za stworzeniem sztucznej macicy przyznaje, że rozwiązałaby ona problem aborcji. Dziecko niechciane przez rodziców nie byłoby zabijane, a przenoszone do sztucznego łona. Tam następowałby jego dalszy rozwój, a po "porodzie" maluch trafiałby do adopcji. To jednak rodzi obawę przed masowym transferem ludzkich zarodków z matczynych łon do sztucznych inkubatorów z błahych powodów - bo moment nieodpowiedni, bo ciąża przeszkadza w karierze zawodowej, etc.

Zastanawiając się nad sensownością tworzenia sztucznej macicy warto mieć w pamięci rzeczywistość opisaną przez Aldousa Huxley'a w książce "Nowy wspaniały świat". Anglik wykorzystał w niej stworzoną w 1923 r. przez Johna Haldane’a koncepcję ektogenezy - hodowania ludzkich embrionów poza organizmem kobiety. Huxleyowe uniwersum, w którym "jaja są przenoszone jedno po drugim z probówek do większych pojemników" to wcale nie literacka fikcja. To świat za oknem.

Najlepsze tematy