Искусственная матка, мужская беременность и самое обычное ЭКО. 5 важных репродуктивных технологий настоящего и будущего

ЭКО

Бесплодие — страшный диагноз, который, по разным оценкам, слышат от 10 до 20% семейных пар, и еще в 1958 году, задолго до того, как родилась Луиза Браун, британский физиолог Роберт Эдвардс задумался о гипотетических «детях из пробирки» (test-tube babies).

Несколько десятилетий Эдвардс разрабатывал технологию ЭКО — экстракорпорального оплодотворения, когда яйцеклетка, оплодотворенная в пробирке, пересаживается в организм женщины. Эдвардс в своих исследованиях опирался на достижения других гигантов, в первую очередь хирурга Патрика Стептоу, научившегося лапароскопическими методами забирать из тела яйцеклетку. Общую идею ЭКО Стептоу и Эдвардс разработали достаточно быстро: стимулировать образование яйцеклеток у женщины, выделить их, оплодотворить в пробирке, пересадить женщине эмбрионы.

Но на практике каждая стадия оказалась предельно сложной. Впервые «внешнее» оплодотворение осуществили еще в 1969 году, но после пересадки беременности не развились. Только в 1977 году удалось добиться того, чтобы зигота прижилась, — и 25 июля 1978 года в манчестерском Royal Oldham Hospital в семье Лесли и Джона Браунов родилась дочь Луиза — первый в мире «ребенок из пробирки». Через четыре года таким же образом появилась на свет ее сестра Натали.

Первый этап ЭКО называется суперовуляцией: под воздействием гормонов яичники продуцируют сразу несколько яйцеклеток, в среднем от 5 до 20. Гормоны, используемые для суперовуляции, «родные» для организма — это фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), хорионический гонадотропин (ХГ) и некоторые другие.

Когда формируется достаточный набор яйцеклеток, их под наркозом забирают из организма. В тот же день сдается сперма, после чего врачи оплодотворяют яйцеклетки. Получившиеся зиготы переносятся в питательную среду, где они культивируются несколько дней.

«Готовые» зиготы тщательно осматривают, изучают их жизнеспособность и подсаживают в матку. Обычно рекомендуется подсаживать не более трех, хотя в случаях, когда протокол ЭКО в семье не первый и велика вероятность отторжения, подсаживают и большее количество. Так, например, известны случаи рождения пятерняшек, шестерняшек и даже семерняшек!

Прижившиеся зиготы развиваются как обычно, обычно протекает и беременность. Разумеется, матери приходится достаточно часто посещать врача и принимать гормональные препараты, чтобы исключить развитие патологий, но в целом на этом этапе беременность ничем не отличается от «нормальной».

Подсчитано, что только за 32 года, прошедших с момента рождения первого «ребенка из пробирки» до присуждения Эдвардсу Нобелевской премии, на свет с помощью ЭКО появилось не менее четырех миллионов детей.

Суррогатное материнство

Суррогатное материнство и сейчас распространено достаточно широко, но в будущем, по мнению некоторых экспертов, станет настоящей профессией. Часть футурологов и философов, конечно, не поддерживает развитие суррогатного материнства: оно может привести к некоторой форме репродуктивного насилия, как гипертрофированно показано в романе «Рассказ служанки». Но ведь и это для многих возможность забеременеть и родить.

Суррогатным материнством называют ситуацию, когда женщина вынашивает и рожает биологически не родного ей ребенка. Ребенок после родов передается биородителям, а женщина получает денежное вознаграждение — в среднем около 40 тысяч долларов в США (в Европе расценки еще выше — около 130 тысяч долларов). Говоря простыми (и несколько циничными) словами, это временная сдача в аренду собственного организма.

До беременности будущая суррогатная мать проходит преимплантационный скрининг и ряд других обследований. Кроме того, она должна удовлетворять ряду условий: возраст от 20 до 35 лет; полное физическое и психическое здоровье, отсутствие вредных привычек; наличие собственных родных детей (хотя бы одного). Если женщина состоит в браке, то в этом случае требуется письменное информированное согласие ее супруга.

Механизм развития беременности на первых этапах очень похож на протокол ЭКО: у женщины, предварительно прошедшей гормональную подготовку, чтобы ее менструальные циклы синхронизировались с циклами сурматери, забирают яйцеклетку. Затем она оплодотворяется, проверяется на жизнеспособность и на третий-пятый день подсаживается — но не биологической матери (донору яйцеклетки), а суррогатной.

Есть также криопротокол: в этом случае эмбрионы замораживаются, а процессы подготовки зигот и их подсаживание разнесены во времени. Гормональная подготовка не проводится, и врач просто отслеживает естественный цикл, чтобы подобрать оптимальный для переноса день.

Обычно подсаживают один эмбрион, однако иногда возможна подсадка двух (но не более). После имплантации назначается гормональная терапия, и далее беременность протекает, ничем не отличаясь от естественной.

Несмотря на то что популярность такого способа рождения детей растет с каждым годом, ни одно государство в мире пока не приняло единого закона для регулирования отношений вокруг суррогатного материнства.

По «гестационному договору», заключенному между рожающей женщиной и биологическими родителями, ребенок должен «отойти» паре. Но иногда возникает противоречивая ситуация: родившая женщина отказывается передавать ребенка, оставляя его себе и желая воспитывать как мать. И чаще всего суд встает на ее сторону, а пара остается без своего биологического ребенка. В Штатах, например, такое встречается в 0,25–1% случаев.

В России суррогатное материнство описывается среди прочих «нетрадиционных» способов беременности в приказе от 30 августа 2012 года № 107н «О порядке использования вспомогательных репродуктивных технологий, противопоказаниях и ограничениях к их применению». Однако и в России закон говорит о том, что матерью ребенка автоматически признается женщина, родившая его, и ребенок передается биологическим родителям только с добровольного согласия родившей женщины.

И даже несмотря на то, что суррогатное материнство описано в законодательстве, систематически возникают вопиющие случаи: например, в 2020 году были обвинены несколько врачей-репродуктологов в… продаже детей. С одной стороны, всё было сделано стандартно с точки зрения нормального суррогатного материнства: был заключен договор с сурматерями, дети должны были перейти «заказчикам». Но в данном случае заказчиками оказались не семейные гетеросексуальные пары, а иностранные мужчины, «не имеющие показания к применению вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ)». Предполагалось, что после рождения детям оформили бы гражданство Китая или Филиппин, после чего они, уже усыновленные, переехали бы в новую страну проживания. Однако в этом усмотрели нарушение прав ребенка и попытку продажи. Юлиана Иванова, одна из фигурантов «дела врачей», утверждает, что само дело велось с нарушениями (например, упоминается, что потерпевшие — младенцы до года — дали показания) и что они в первую очередь врачи, чья задача помочь появиться ребенку у тех родителей, которые не могут родить его естественным путем.

В начале 2022 года в Госдуму внесли законопроект о запрете иностранцам пользоваться услугами суррогатного материнства в РФ. Он вырос именно из этого дела врачей-репродуктологов, в попытках ограничить «вывоз» детей за рубеж и законодательно прописать обязательность российского гражданства. Что это? Предотвращение реальной торговли детьми или попытка задушить хорошую инициативу, делающую жизнь людей лучше? По всей видимости, проблема заключается именно в том, что реальной регуляции суррогатного материнства нет, тем более нет регуляции международной.

Детеныш из стволовых клеток

Необычная беременность — с использованием ЭКО или сурматеринства — достаточно распространенная практика. Но что, если пойти еще дальше и научиться создавать яйцеклетки и сперматозоиды? Есть разработки, которые позволяют сделать их из обычных (соматических) клеток тела.

И яйцеклетки, и сперматозоиды образуются из гоноцитов, клеток-предшественников. Их развитие и превращение в половые клетки называется гаметогенезом, причем первую половину этого пути клетки проходят похожим образом, перестраиваясь в ооциты или сперматозоиды на самых последних стадиях. Еще в 2016 году китайские ученые смогли вырастить полноценные мышиные сперматозоиды из гоноцитов, «заставив» их пройти весь путь гаметогенеза в пробирке. Такие сперматозоиды даже смогли оплодотворить нормальную мышиную яйцеклетку, и в результате родились здоровые детеныши.

Долгое время человеческий гаметогенез в пробирке реализовать не удавалось (он отличается от мышиного и длительностью, и некоторыми другими особенностями), но от идеи никто не отказывался, и недавно группа ученых из Института Гурдона (Кембридж) сообщила о новом удачном эксперименте. Ученые смогли вырастить незрелые клетки, прошедшие неполный путь развития на уровне четырех недель, когда ооциты и сперматозоиды еще похожи. Это удалось сделать, создав своеобразные искусственные семенники: в специальном геле из стволовых клеток выращивали гонадные клетки разных типов, соответствующих типам, которые есть в реальных тестикулах. Они, выделяя различные молекулы, создавали почти естественную среду для развития сперматозоида.

Не менее любопытные эксперименты проводятся и с ооцитами. Еще в 2016 году удалось добиться рождения здоровых детенышей, которые развились из оплодотворенных искусственных яйцеклеток. Ученые смогли осуществить гаметогенез и получили мышиные яйцеклетки из эмбриональных стволовых клеток. Полученные ооциты несколько отличались от «нормальных» (в частности, была обнаружена разница в экспрессии более 400 генов), но в целом функционировали абсолютно нормально. Яйцеклетки доросли до зрелых клеток, а потом их оплодотворили обычными сперматозоидами. В результате получились сотни эмбрионов, которые имплантировали мышам-самкам.

Не так давно удалось получить сперматозоиды из эмбриональных стволовых клеток макак-резусов. И это хорошая новость, ведь процесс гаметогенеза у человека гораздо больше похож на аналогичный процесс у макак-резусов, чем у мышей.

Пока что это не более чем затравка для технологии будущего, метод требует значительной доработки: из 300 подсаженных двухдневных мышиных эмбрионов развились и родились лишь 16. Но отрасль науки, работающая со стволовыми клетками, развивается очень активно, и через какое-то время искусственные сперматозоиды и яйцеклетки смогут стать вполне реальным способом родить ребенка.

Помимо гамет из стволовых клеток ученых волнует и другой способ: получение гамет из соматических клеток тела. Соматические клетки — это «обычные» клетки, но уже специализированные, например кожи или кишечника (строго говоря, стволовая клетка — тоже соматическая, но возможностей для развития у нее гораздо больше). Можно ли из частички кожи получить рабочую яйцеклетку или сперматозоид? Скорее всего, да.

В той же статье, в которой описывалось получение мышиных яйцеклеток из эмбриональных стволовых клеток, описывался и метод получения яйцеклеток из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных в том числе из взрослых фибробластов кончика хвоста. По сути, ученые брали клетки соединительной ткани хвоста и перепрограммировали их, чтобы те «развились обратно» — то есть из узкоспециализированных клеток снова стали стволовыми. А затем направляли их развитие в другую сторону — не соединительнотканной клетки, а ооцита.

Мужская беременность

В американском малобюджетном космическом вестерне «Стингрей Сэм» рассказывается о целой планете, перешедшей от традиционного размножения к мужской беременности. Так ли далека эта фантастика от реальных возможностей науки?

На самом деле в природе мужская беременность встречается, но это либо гермафродитизм, либо ложная беременность — вынашивание зародышей в специальном кармане (как у морских коньков). С другой стороны, карман морских коньков по структуре очень похож на матку: он снабжает икринки питательными веществами, защищает их, обеспечивает кислородом и выводит продукты метаболизма. Это натолкнуло некоторых ученых на мысль, что теоретически мужским особям можно искусственно вживить такой «карман» и, обрабатывая его специфическим гормональным коктейлем, добиться имплантации эмбриона и здоровой беременности. Опустим морально-этические вопросы и вопрос «зачем?» и сосредоточимся на тех экспериментах, которые уже проведены в этой области.

Первыми эксперименты начали китайские ученые. Комиссия по биоэтике до сих пор спорит об этичности этого эксперимента, однако его результаты интригуют (чувствительных и беременных просим не читать следующий абзац!).

На первом этапе эксперимента самца крысы искусственно срастили с самкой, объединив их кровотоки, — такой единый организм называют парабионтом. Общий кровоток нужен для одинакового снабжения организмов гормонами. Затем, после стабилизации парабионта, самцу пересадили матку от другой крысы. Наконец, обоим участникам парабионта, самцу и самке, подсадили эмбрионы. У 9,5% самцов эмбрионы прижились и стали нормально развиваться, при этом беременность самки-парабионта была необходимой для развития беременности самца.

Из 562 эмбрионов, имплантированных 46 самцам-парабионтам, выжили и родились лишь 10 — но при этом абсолютно нормальными и здоровыми. Любопытно, что после эксперимента парабионтов разделили, и крысы продолжили жить обычной жизнью лабораторной крысы.

Возникает вполне резонный вопрос: а можно ли считать это мужской беременностью? Матка принадлежала крысе-самке, возможность беременности самца появлялась только при одновременной беременности самки-парабионта, а сама беременность полностью протекала под воздействием женских половых гормонов, выделяемых организмом самки.

В литературе, впрочем, встречаются и другие эксперименты. Например, упоминается опыт, в котором самец мыши вынашивал в своих яичках зародыш в течение 12 дней. Есть, конечно, вопросы к проведению такого эксперимента, а главное — к его чистоте, но идея использовать уже существующие органы, а не пересаживать матку, безусловно, интересная.

Искусственная матка

«Венцом» технологической беременности в фантастическом будущем является искусственная матка, идеи создания которой появились задолго до каких-либо возможностей сделать прототип.

Процесс вынашивания плода вне матки называется эктогенезом. Исследования самой возможности эктогенеза начались достаточно давно (едва ли не с конца 1950-х), и уже в 2016 году группа ученых из Кембриджского университета смогла продемонстрировать жизнеспособность человеческого эмбриона в чашке Петри — они выдерживали его в течение 13 дней (максимальный срок, до которого можно «довести» человеческий эмбрион, — 14 дней, далее эксперименты прекращаются по соображениям этики).

Ряд ученых считает, что при хороших инвестициях готовую к практическому применению искусственную матку — «стеклянный шкаф с защитой от ультрафиолета» со специальным белковым наполнением внутри — можно создать уже в ближайшие годы.

Это будет громадная установка с искусственными легкими и почками, качающая материнскую кровь и гормоны. Может показаться, что в первую очередь это изобретение будет направлено на то, чтобы род человеческий мог отказаться от беременности и родов, но на самом деле одно из самых важных применений, на которое, вероятно, и будут обращать внимание, — это донашивание уже родившихся, но недоношенных детей. Современная медицина позволяет выхаживать детей с 22-й недели, однако шансы на это невысоки: всего 15–20% при рождении на 23-й неделе и около 80% на 25-й. И даже те, кто выживают, крайне слабы: у них сильно повышен риск развития различных заболеваний, отеков, детского церебрального паралича и других тяжелых состояний. Искусственная матка, когда она будет создана, позволит таким детям увеличить шансы на здоровое будущее — по крайне мере эксперименты по донашиванию на животных крайне успешны.

В 2017 году ученые из Детской больницы Филадельфии изучили возможность эктогенеза зародышей овцы: эмбрионы четыре недели содержались в специальных биомешках (Biobag), наполненных стерильной питательной жидкостью. На сроке беременности, эквивалентном 23–24 неделям у человека, их достали путем кесарева сечения и поместили в биомешки. К мешкам подсоединили специально разработанный оксигенатор: он настолько чувствителен, что работает просто от биения сердца плода и не нуждается в дополнительном насосе.

Пластик, куча трубочек и насосов — и через четыре недели на свет появляются восемь абсолютно здоровых ягнят. И это хорошая новость: беременность у овец продолжительная (около пяти месяцев), а плод по размерам похож на плод человека.

Сама идея искусственной матки поднимает много вопросов за пределами непосредственно науки: не является ли это нарушением прав женщины, ведь если наука научится «вытаскивать» 20-недельные или еще менее развитые плоды, справедливо встанет вопрос о гуманности абортов вообще. Сейчас одна из основных идей сторонников абортов заключается именно в том, что без женского организма плод нежизнеспособен, но что будет, когда появятся механизмы поддержания этой жизнеспособности? И такой случай в истории уже был: в 1990 году разрешенный срок аборта в Великобритании был снижен с 28 до 24 недель, поскольку достижения в области ухода за новорожденными позволяли выхаживать родившихся на 28-й неделе. Не станет ли искусственная матка еще одним способом заставить женщину родить нежеланного ребенка? И как быть со связью мать—дитя, возникающей в период долгой беременности? Не получим ли мы на выходе тысячи дивных новых людей, одинаково запрограммированных и выращенных?

Есть, конечно, и куда более оптимистичные предположения: искусственная матка позволит уменьшить гнет репродуктивного труда, снимет с женщин ответственность за рождение детей, а главное — даст возможность родить здорового ребенка даже тем, кто отчаялся, и тем, кто вообще не может выносить ребенка.

Прогресс в любом случае не будет ждать. Искусственная матка, созданные из соматических клеток яйцеклетки и другие, пока еще неизвестные нам, методы появятся в ближайшее время — и на все вопросы, касающиеся этичности их применения, человечеству придется дать ответ.