Минулого тижня у новинах та соцмережах набула поширення новина про те, що, нібито, китайська компанія Kaiwa Technology збирається вже наступного року представити роботів для виношування та народження людських дітей.

Фейк фейком, а що в реальності?

Сама новина виявилась фейком. Західні видання, зокрема, Newsweek, The Economic Times та ChosunBiz, вказували у якості джерела Kuai Ke Zhi. Також у матеріалах згадується чи то гендиректор, чи то засновник Kaiwa Technology, доктор наук, пов'язаний із Наньянським технологічним університетом у Сінгапурі, Чжан Цифен.

При цьому в інтернеті ніякої інформації про Kaiwa Technology не має, а у Наньянському технологічному університеті журналістам видання LiveScience відповіли, що ніякий Чжан Цифен не закінчував їхній науковий заклад і не отримував ступінь доктора філософії. Окрім цього журналісти з'ясували, що у Наньянському технологічному університеті не проводились дослідження, пов'язані із виношуванням роботами людських дітей.

Однак ця вірусна історія знову підняла питання щодо потенціалу технології штучної матки. Як зазначив директор відділення репродуктивних та плацентарних досліджень Медичної школи Єльського університету, доктор Харві Кліман, категорично не можна допускати розвитку подібних технологій, однак поміркувати над подібними проблемами може бути корисним для усвідомлення того, у чому полягає краса та диво нормальної вагітності.

Між тим науковці у всьому світі займаються розробкою технології штучної матки. У Дитячій лікарні Філадельфії дослідники створюють пристрій, схожий на штучну матку, що вже отримав назву "позаутробне середовище для розвитку новонароджених" або EXTEND. Цю розробку планується використовувати для підтримки недоношених дітей, між 23 та 28 тижнями вагітності.

Нещодавні досягнення дозволили знизити смертність, пов'язану із передчасними родами, проте проблеми зі здоров'ям, зокрема, хронічні захворювання легень та порушення розвитку нервової системи, як і раніше, становлять серйозну проблему для дітей, що народились передчасно. Для зниження цих ризиків американські науковці прагнуть створити середовище, подібне до матки, куди можна буде поміщати дітей після передчасного народження, щоб допомогти їм пережити 28 тижнів.

Цей пристрій являє собою мішок, заповнений амніотичною рідиною, яка створюється у лабораторних умовах і містить ключові поживні речовини та фактори для зростання і розвитку. Пуповина прикріплена до "зовнішнього оксигенатора", який частково замінює плаценту, сприяючи обміну киснем та вуглекислим газом. Всередині пристрою дитина буде захищена від перепадів температури, тиску та світла, а також - від впливу мікробів.

Досі технологія EXTEND випробовувалася лише на ягнятах. У науковій публікації від 2017 року дослідники продемонстрували, що ембріони ягнят можуть знаходитись в пристрої протягом місяця, і їх розвиток продовжується практично так само, як в утробі матері. У новому дослідженні, проведеному у 2024 році спільно з науковцями з Університету Дьюка, науковці вивчали, як нова технологія штучної матки впливає на активність генів у мозку. Пристрій допоміг зберегти активність генів у мозку недоношених ягнят, зробивши її схожою на активність генів у ягнят, які залишалися в утробі матері набагато довше.

У той же час низка дослідників працює над створенням штучної плаценти, яка виконуватиме ту саму функцію, шо і система EXTEND. Ці пристрої були випробувані на ягнятах, але до випробувань на людях їм ще далеко. Розробники EXTEND планують невдовзі розпочати дослідження за участю людей.

"У випадку із людьми пари тижнів недостатньо. Це дослідження показало, що ця концепція здійсненна, але все складніше, ніж ми вважаємо", - підкреслила науковиця з кафедри акушерства та гінекології Стенфордського медичного університету, докторка Лусіне Агаджанова.

На всіх етапах роботи над системою EXTEND розробники наголошували, що їхній пристрій призначений для підтримки недоношених дітей і не призначений для стимуляції життєздатності плода раніше 23 тижнів. Звісно, існує велика різниця між збереженням життя хворої дитини та виношуванням дитини з моменту зачаття, як це мав робити фейковий робот Kaiwa Technology.

З якими труднощями зіштовхнеться створення роботизованого інкубатора для людських ембріонів

Ймовірно, що подібним роботам, якщо вони з'являться, доведеться мати справу з особливо складним етапом вагітності - імплантацією. Під час вагітності без стимуляції репродуктивної системи яйцеклітина переміщується фаллопієвою трубою, де зазвичай запліднюється, а потім потрапляє в матку і імплантується в її стінку. При лікуванні безпліддя, такому як екстракорпоральне запліднення, запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де в ідеалі вона потім імплантується.

Як зазначає доктор Харві Кліман, у роботизованому інкубаторі імплантація може не бути найкритичнішим етапом. За його словами, подібно до досліджень EXTEND з ягнятами, теоретично людський ембріон можна було б підвішувати в рідині, а не поміщати у щось на зразок стінки матки. Реальна проблема полягає в тому, щоб забезпечити підвішування ембріона, щоб він міг безперешкодно зростати, та забезпечити його достатньою кількістю поживних речовин та факторів зростання. За словами Климана, у такій конструкції плаценті "фактично не потрібно ні до чого прикріплюватись або у щось інтегруватись".

На думку Лусіне Агаджанової, відтворення процесу імплантації матиме ключове значення. За її словами, це можна порівняти із насінням та грунтом. За її словами, аномалії слизової оболонки матки можуть порушити як зростання плода, так і розвиток плаценти, тому в роботі-консультанті, ймовірно, знадобиться певна заміна тканини.

Ще одним складним завданням буде доставка необхідних поживних речовин до плоду у конкретний час. На ранніх термінах вагітності - приблизно до восьмого тижня - залози слизової оболонки матки виробляють поживне "молоко" для ембріона і плаценти, що розвивається. На цьому етапі кровотік від матері до матки ще не повністю стабілізовано, переважно через те, що материнська кров надто насичена киснем.

"Цей стан з високим вмістом кисню призводить до утворення занадто великої кількості вільних радикалів і руйнує ДНК ембріона, що ділиться", - пояснює Харві Кліман.

У разі створення роботів-інкубаторів для людських дітей необхідно буде відтворити процес переходу від низького рівня кисню до високого та забезпечити підтримку середовища, подібного до материнського. За словами Агаджанової, метаболізм матері під час вагітності суттєво змінюється, тому складно визначити, яка доза кисню необхідна на тому чи іншому етапі розвитку.

"Я просто намагаюся уявити систему, яка могла б працювати бездоганно дев'ять місяців і не заразитися. Ми говоримо про екстремальні випробування, пов'язані тільки з обладнанням, надійністю, поживними речовинами, утилізацією відходів - і, знову ж таки, чесно кажучи, я думаю, що найбільшою проблемою будуть інфекції", - припускає Кліман.

Під час реальної вагітності ембріон та плацента мають бути захищені від імунної системи матері, яка може сприйняти їх за чужеродні організми. Крім того, матка зазнає змін, створюючи відповідне середовище для ембріона, а плацента виділяє гормони, які готують молочні залози до вироблення молока. Однак у випадку зі штучною маткою ці фактори майже не матимуть значення.

Що з імунною системою та захистом від інфекцій?

Існують також питання, як імунна система плода розвиватиметься у роботизованому інкубаторі. Під час людської вагітності антитіла передаються із крові матері до плода через пуповину. Саме тому на пізніх термінах вагітності вводять різні вакцини: вакцини стимулюють вироблення антитіл у матері, ці антитіла передаються плоду, і новонароджені з'являються на світ із деяким захистом від небезпечних інфекцій. Крім того, передаються і додаткові антитіла, які не пов'язані з вакцинацією.

Однак у роботів не має імунної системи і навряд чи вона в них з'явиться. Розробникам, ймовірно, доведеться з'ясувати, як відтворити цей процес, можливо, за допомогою створених у лабораторії антитіл або за допомогою донорської крові.

На думку Харві Клімана, це може бути не таким складним завданням, як здається. Науковець припускає, що деякі з цих антитіл можуть надходити після народження через грудне молоко або суміш, що містить лабораторно вирощені антитіла. Лусіне Агаджанова також додає, що в утробі матері імунна система повинна уникати атак на плід, що росте, одночасно захищаючи його від патогенів. Якщо перший фактор може не мати значення у випадку з роботизованим інкубатором, то другий рівень захисту всеодно необхідний.

Додатковим фактором, який слід враховувати, може бути вагінальний мікробіом, який включає в себе бактерії, грибки та інші мікроорганізми. Ці мікроорганізми, як демонструють дослідження, впливають на здоров'я майбутньої дитини. Визначення того, як і що саме доставляти в робота для імітації цієї складної мікробної спільноти може бути складним завданням, оскільки ми не до кінця розуміємо, які види мікроорганізмів корисні для розвитку плоду.

Втрата мікробіома, ймовірно, спричинить появу пластикових компонентів у самому роботі. Поки що неясно, як весь цей пластик може вплинути на ранній розвиток, але, на її думку, це навряд чи матиме позитивний ефект. Є й велика кількість інших питань, зокрема, як будуть отримані яйцеклітини та сперма? Чиї гамети будуть використовуватися для тестування та оптимізації пристрою, що доводить його здатність до живородження? Де легально можна проводити такі дослідження? Чи відбуватиметься запліднення всередині самого бота або за допомогою лабораторної процедури, схожої на ЕКЗ? Хто буде відповідати за підтримку та моніторинг функцій робота протягом всієї "вагітності"? Як виглядатиме процес пологів для робота, і чи знадобляться інженери в пологовому відділенні? Чи є поки невідомі аспекти людської вагітності, які будуть втрачені дитиною, вирощеною в машині?