Veštačka materica – tehnologija koja podseća na naučnu fantastiku
Zvuči kao zaplet iz lošeg naučnofantastičnog filma – bebe se vade iz majčinog stomaka i gaje u kapsulama ispunjenim tečnošću.
Ipak, to je upravo ono što naučnici iz Dečje bolnice Filadelfije, u američkoj saveznoj državi Pensilvaniji, predlažu da se uradi sa bebama za koje postoji rizik da budu ekstremna nedonoščad.
Foto: Freepik@nadezdagorosko
Šta je veštačka materica?
Oni razvijaju sistem koji su nazvali „veštačka materica”, tačnije vanmaterično okruženje za razvoj novorođenčeta, na engleskom skraćenica Extend (Ekstend) za extra-uterine environment for newborn development. Takvo okruženje nije namenjeno za razvoj fetusa od začeća do rođenja – to bi bilo nemoguće čak i kada bi se želelo.
Cilj je da doprinese većoj stopi preživljavanja ekstremne nedonoščadi koji se suočavaju sa mnogim mogućim zdravstvenim posledicama tokom života. Tipična zdrava trudnoća traje oko 40 nedelja, a smatra se da je beba spremna da se rodi u 37. nedelji. Međutim, ponekad se u trudnoći javljaju komplikacije koje mogu dovesti do prevremenog porođaja.
Srećom, zahvaljujući ogromnom napretku neonatalne medicine u poslednjih nekoliko decenija, većina prevremeno rođenih beba preživi i ima malo komplikacija. Najnoviji podaci pokazuju da čak 30 odsto beba rođenih u 22. nedelji trudnoće preživi ako im se pruži odgovarajuća intenzivna nega.
„Iskreno govoreći, bebe koje se rode u 28. nedelji, pa čak i 27. nedelji trudnoće, sveukupno gledano budu dobro”, kaže Stefani Kukora, neonatološkinja u Dečjoj bolnici Mersi u Kanzas Sitiju.
„Međutim, ishodi kod beba rođenih između 22. i 23. nedelje trudnoće su toliko ozbiljni da nismo sigurni da li je kvalitet života koji postignu prihvatljiv”.
Bebe rođene na ivici preživljavanja često se suočavaju sa ozbiljnim zdravstvenim problemima.
Veštačka materica može povećati stopu preživljavanja ekstremne nedonoščadi, smanjujući komplikacije uzrokovane nedovoljnim razvojem pluća, srca i mozga
Te bebe su na rođenju teške manje od 900 grama, a vitalni organi kao što su srce, pluća, organi za varenje, i mozak još nisu dovoljno razvijeni da održe bebu u životu bez intenzivne medicinske nege.
Među čestim kratkoročnim komplikacijama su nekrotizirajući enterokolitis, ozbiljna bolest upale sluznice creva zbog koje ona počinju da odumiru. Deca ovog uzrasta su veoma sklona infekcijama, sepsi i septičkom šoku – po život opasnom padu krvnog pritiska koji može da ošteti pluća, bubrege, jetru, i druge organe.
Dugoročne posledice koje mogu da se jave kod ekstremne nedonoščadi su cerebralna paraliza, umerene do teške poteškoće u učenju, problemi sa vidom i sluhom, i astma. Čak i sama tehnologija koja je napravljena da spase život beba – terapija kiseonikom i mehanička ventilacija – može da naškodi krhkim plućima bebe.
Foto: Freepik@atiwat2610
„U tom ranom periodu trudnoće pluća se još razvijaju i trebalo bi da budu ispunjena tečnošću”, kaže Džordž Mikaliska, profesor hirurgije i akušerstva u Dečjoj bolnici Univerziteta u Mičigenu.
„Ali kada se rode ekstremno prevremeno, mi primenjujemo endotrahealnu intubaciju i ubacujemo vazduh i kiseonik visokog protoka i pod visokim pritiskom u njihova pluća – a dokumentovano je da to uzrokuje povrede pluća”.
Vremenom te povrede stvaraju ožiljke na plućima i uzrokuju stanje poznato kao bronhopulmonalna displazija ili hronična bolest pluća. Deca se često otpuštaju iz bolnice u stanju koje zahteva dugotrajnu terapiju kiseonikom i mehaničku ventilaciju do kraja života. Mehanička ventilacija takođe može povećati rizik od oštećenja mrežnjače. Krvni sudovi koji hrane mrežnjaču oka nisu u potpunosti formirani sve do rođenja. Previše kiseonika može izazvati rast novih, abnormalnih krvnih sudova, što na kraju može dovesti do odvajanja mrežnjače.
Cilj razvoja veštačke materice
Cilj stvaranja veštačke materice i posteljice je da se ne diraju pluća, već da se fetusu omogući vreme da nastavi da se razvija u bezbednom okruženju dok beba ne bude spremna da prvi put udahne vazduh.
Postoje tri glavne grupe koje rade na razvoju ove tehnologije.
Sve tri grupe se oslanjaju na postojeću terapiju koja se zove ekstrakorporalna membranska oksigenacija (Ecmo), poznata i kao veštačka pluća, koja pomaže osobi čija pluća i srce ne funkcionišu kako treba.
Ovom tehnikom se krv ispumpava iz tela pacijenta u mašinu koja uklanja ugljen-dioksid i dodaje kiseonik. Krv bogata kiseonikom se zatim vraća u cirkulaciju pacijenta. Ovom metodom krv „zaobilazi” srce i pluća što omogućava ovim organima da se odmore i zaleče.
Cilj veštačke materice je razvoj fetusa u bezbednom okruženju bez oštećenja pluća, koristeći Ecmo tehnologiju za održavanje cirkulacije kiseonika
Iako Ecmo može da se koristi kod starijih beba, nije pogodan za ekstremnu nedonoščad. Sva tri tima pokušavaju da naprave što manju verziju sistema i da prilagode tehnologiju. Međutim, postoje sitne razlike između uređaja koji se razvijaju.
Naučnici u Dečjoj bolnici Filadelfije, predvođeni specijalistom za fetalnu hirurgiju Alanom Flejkom, planiraju da se prevremeno rođene bebe potapaju u kapsule ispunjene tečnošću koje su napravljene da oponašaju amnionsku tečnost (plodovu vodu) materice.
Hirurzi bi zatim povezali male krvne sudove bebine pupčane vrpce sa uređajem koji je sličan Ecmu. Krv pumpa srca fetusa, baš kao u prirodnom okruženju.
Testiranja na životinjama i rezultati
Flejk i njegove kolege su 2017. godine uzeli osam prevremeno rođenih jagnjadi u trenutku razvoja ekvivalentnom ljudskom fetusu od 23. do 24. nedelje trudnoće i četiri nedelje ih održavali u životu u veštačkoj materici.
Za to vreme se činilo da se jagnjići normalno razvijaju, čak im je i runo raslo. Tim Džordža Mikaliske na Univerzitetu u Mičigenu razvija nešto što su nazvali veštačka posteljica. Umesto da potapaju ceo fetus u tečnost, oni planiraju da koriste cevi za disanje kako bi napunili pluća novorođenčeta posebno razvijenom tečnošću. Njihov sistem odvodi krv iz srca preko jugularne vene, slično tradicionalnim Ecmo mašinama, ali krv bogatu kiseonikom vraća preko pupčane vene.
„Želeo sam metodu koja je lako dostupna većini beba i koja bi mogla da se koristi u postojećim neonatalnim jedinicama intenzivne nege”, kaže dr Mikaliska.
„Tehnologija nije namenjena da zameni bezbroj funkcija posteljice.
„Usredsređena je na razmenu gasova i održavanje krvnog pritiska, otkucaja srca i cirkulacije fetusa dok su još neformirani organi zaštićeni i nastavljaju da se razvijaju”.
Tokom nedavnog ispitivanja veštačke posteljice, prevremeno rođena jagnjad su pomoću mašine preživela 16 dana pre nego što su bezbedno prebačena na mehaničku ventilaciju. Tokom tog perioda njihova pluća, mozak i drugi organi su nastavili da se dobro razvijaju.
Treća grupa, tim iz Australije i Japana, razvija veštačku matericu koja se zove terapija u vanmateričnom okruženju Eve (ex vivo uterine environment).
U poređenju sa druge dve metode, ova je više posvećena stvaranju sistema koji može da se primeni na više prevremeno rođenih beba i bolesnih fetusa.
„Sada možemo uzeti fetus [jagnjeta] težine 500 grama i održavati ga dve nedelje u onome što bih opisao kao normalno fiziološko stanje”, kaže Met Kemp, profesor akušerstva i ginekologije na Nacionalnom univerzitetu Singapura, koji vodi projekat Eve.
Naučnici razvijaju veštačke materice i posteljice za prevremeno rođene fetuse, omogućavajući im dalje razvijanje organa u kontrolisanom okruženju
„To je prilično sjajno dostignuće, ali s druge strane, rast ovih fetusa je abnormalan”.
Većina ispitivanja koja koriste veštačke posteljice/materice su sprovedena na fetusima jagnjadi koji su inače zdravi i koji bi izdržali do termina da nisu namerno izvađeni.
Problem je u tome što se ekstremna nedonoščad često rađaju prevremeno zbog zdravstvenih komplikacija majke ili samog fetusa.
Zbog toga ih je teže lečiti.
„U eksperimentu koji smo izvršili na fetusima čije zdravlje je bilo prilično narušeno, videli smo da je te životinje mnogo teže održati u životu”, naglašava Kemp.
„One se daleko lošije razvijaju i mnogo je teže održati im normalan krvni pritisak i cirkulaciju.
„Dakle, takva je situacija – da, dobro napredujemo, ali ima još mnogo stvari koje treba da rešimo”.
Kada će veštačke posteljice i materice biti dostupne u bolnicama?
Dečja bolnica Filadelfije je verovatno najdalje otišla u razvoju njihovog rešenja.
Tim je nedavno od američke Uprave za hranu i lekove (FDA) zatražio dozvolu da počne ispitivanje Ekstenda na ljudima.
Mikaliska, čiji tim je dodatno smanjio veličinu sistema koji razvija kako bi ga prilagodio sićušnim krvnim sudovima novorođenčeta, nada se da će klinička ispitivanja na ljudima početi za otprilike tri ili četiri godine.
Međutim, Kemp smatra da postoji još mnogo suštinskih nepoznanica o tome kako fetus raste u veštačkoj materici i da znanje mora biti potpuno pre nego što počnu ispitivanja na ljudima.
Foto: Freepik
„Mislimo da je prilično jasno da veoma mali fetus nema sposobnost da usmerava sopstveni rast na normalan način, a to se pogoršava kada ima neki dodatni problem”, objašnjava Kemp.
„Dakle, pokušavamo da saznamo koja je uloga posteljice u pokretanju tih normalnih procesa rasta.
„Dotle smo otprilike stigli. To je, blago rečeno, prilično veliki zadatak”.
Postoje i etička pitanja.
U nedavno objavljenom tekstu, Stefani Kukor tvrdi da postoje sitne razlike između metoda koje se razvijaju i da postoje etička pitanja u vezi sa svakom od njih.
Na primer, veštačke materice koje razviju Eve projekat i Dečja bolnica Filadelfije zahtevaju postavljanje kanile na pupčanu vrpcu, što znači da beba, odmah pošto se izvadi iz majčinog stomaka, mora da se prikači na uređaj jer se pupčana arterija brzo zatvara nakon rođenja.
To znači da bi majke koje bi inače mogle da se porode vaginalno, morale da se podvrgnu carskom rezu u ranoj trudnoći.
„Kada se carski rez vrši u tako ranoj trudnoći, ne može da se obavi na način na koji se radi kada je termin za porođaj”, objašnjava Kukora.
„Takav zahvat podrazumeva rez koji prolazi kroz mišićni sloj materice, i to može da utiče na buduće trudnoće – da li će majka moći da iznese buduću trudnoću i da li će moći da rađa vaginalno”.
Postoji više rizika povezanih sa ovim zahvatom u poređenju sa vaginalnim porođajem, zbog čega se nameće i pitanje informisanog pristanka roditelja.
„Mislim da je jedan od najvećih problema kako ćemo pristupiti budućim roditeljima u vezi sa ovim ispitivanjem”, kaže Kukora.
„Možete zamisliti roditelje koji se suočavaju sa ovom zaista tužnom situacijom, koji su upravo dobili vest o lošim ishodima u 22. nedelji trudnoće i koji bi bili presrećni zbog nečeg novog, čak i ako to nije ispitano.
Foto: Freepik@nawoot
„Roditelji će učiniti sve za njihovu bebu”
Još jedan problem kod postupka momentalnog prebacivanja bebe na sistem Ekstend je to što ne postoji mogućnost da se proceni kako bi beba reagovala na konvencionalnu terapiju.
„Ne postoji mnogo podataka osim nedelje trudnoće da bi mogla da se donese odluka koju bebu je potrebno staviti na sistem Ekstend – jer beba još nije rođena, tako da se ne zna koliko je napredovala”, kaže dr Mikaliska.
To može značiti da bi bebe koje bi inače dobro odreagovale na tradicionalnu terapiju mogle da se leče novom neproverenom tehnologijom, čiji su rizici mnogo manje kvantifikovani. Međutim, dr Mikaliska veruje da bi sistem Ekstend bio koristan za većinu beba koje se rode od 22. do 23. nedelje trudnoće, kod kojih je poznato da je visoka stopa mortaliteta i morbiditeta. Pošto odvodi krv iz jugularne vene, a ne iz pupčane arterije, lekari imaju više vremena na raspolaganju da stave bebe u veštačku posteljicu koju razvija dr Mikaliska.
Ovo omogućava lekarima da po rođenju izvrše procenu rizika sa kojima se bebe suočavaju i tako samo najbolesnije bebe upute na klinička ispitivanja. Takođe, novorođenčad bi mogla da se leče i konvencionalnim terapijama, pre nego što se prebace u veštačku posteljicu u slučaju da se ne razvijaju pravilno. Za razliku od druge dve tehnike, majke mogu da se porađaju i vaginalno. Koji god od sistema koji se razvijaju prvi počne klinička ispitivanja, prvi pacijenti će verovatno biti bebe rođene pre 24. nedelje trudnoće koje imaju veoma male šanse da konvencionalnim lečenjem prežive sa dobrim ishodom.
„Mislim da će zahvaljujući tehnologiji napredovati lečenje prevremeno rođenih beba, a da će veštačka posteljica i sistem Ekstend biti komplementarno primenjivani u kliničkoj praksi”, kaže dr Mikaliska.
„Ali to takođe nosi moguće rizike koje treba proceniti u početnim fazama ispitivanja bezbednosti.
„Mislim da bi u početku ova tehnologija trebalo da se primenjuje na bebama koje imaju male šanse da prežive, a kada utvrdimo rizike i delotvornost ove tehnologije da se primenjuje i na drugu nedonoščad”.
Ako se pokažu uspešnim, sve tri tehnologije pružiće preko potrebnu nadu roditeljima koji neočekivano dobiju nedonošče.
Izvor: bbc.news
Komentari (0)