Útero artificial - Artificial womb

Útero artificial

Figura de un artículo de Nature Communications de 2017 que describe un sistema de soporte vital extrauterino, o "bolsa biológica", que se utiliza para hacer crecer fetos de cordero.

Un útero artificial o matriz artificial es un dispositivo que permitiría un embarazo extracorpóreo al hacer crecer un feto fuera del cuerpo de un organismo que normalmente llevaría al feto a término.

Un útero artificial , como órgano de reemplazo, tendría muchas aplicaciones. Podría usarse para ayudar a parejas masculinas o femeninas en el desarrollo de un feto. Esto se puede realizar potencialmente como un cambio de un útero natural a un útero artificial, moviendo así el umbral de viabilidad fetal a una etapa mucho más temprana del embarazo. En este sentido, se puede considerar como una incubadora neonatal con funciones muy extendidas. También podría usarse para el inicio del desarrollo fetal. Un útero artificial también podría ayudar a que los procedimientos de cirugía fetal en una etapa temprana sean una opción en lugar de tener que posponerlos hasta el término del embarazo.

En 2016, los científicos publicaron dos estudios sobre el desarrollo de embriones humanos durante trece días en un entorno ecto-uterino. Actualmente, una regla de 14 días evita que los embriones humanos se mantengan en úteros artificiales por más de 14 días. Esta regla se ha codificado como ley en doce países.

En 2017, investigadores fetales del Hospital de Niños de Filadelfia publicaron un estudio que mostraba que habían desarrollado fetos de cordero prematuros durante cuatro semanas en un sistema de soporte vital extrauterino.

Componentes

Un útero artificial, a veces conocido como "exowomb", tendría que proporcionar nutrientes y oxígeno para nutrir al feto, así como eliminar el material de desecho. El alcance de un útero artificial (o "sistema de útero artificial" para enfatizar un alcance más amplio) también puede incluir la interfaz que cumple la función proporcionada por la placenta , un tanque amniótico que funciona como el saco amniótico , así como un cordón umbilical .

Nutrición, suministro de oxígeno y eliminación de desechos.

Una mujer aún puede suministrar nutrientes y deshacerse de los productos de desecho si el útero artificial está conectado a ella. También puede proporcionar protección inmunológica contra enfermedades al transmitir anticuerpos IgG al embrión o al feto.

El suministro y la eliminación artificiales tienen la ventaja potencial de permitir que el feto se desarrolle en un entorno que no esté influenciado por la presencia de enfermedades, contaminantes ambientales, alcohol o drogas que un ser humano pueda tener en el sistema circulatorio. No hay riesgo de una reacción inmune hacia el embrión o el feto que de otro modo podría surgir de una tolerancia inmune gestacional insuficiente . Algunas funciones individuales de un proveedor y triturador artificial incluyen:

  • La eliminación de desechos se puede realizar mediante diálisis .
  • Para la oxigenación del embrión o feto y la eliminación de dióxido de carbono , la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) es una técnica funcional que ha logrado mantener vivos a los fetos de cabra hasta 237 horas en tanques amnióticos. La ECMO es actualmente una técnica que se utiliza en unidades de cuidados intensivos neonatales seleccionadas para tratar a recién nacidos a término con problemas médicos seleccionados que provocan la incapacidad del bebé para sobrevivir mediante el intercambio de gases utilizando los pulmones. Sin embargo, la vasculatura cerebral y la matriz germinal están poco desarrolladas en los fetos y, posteriormente, existe un riesgo inaceptablemente alto de hemorragia intraventricular (Hiv) si se administra ECMO a una edad gestacional menor de 32 semanas. Se ha sugerido la ventilación líquida como un método alternativo de oxigenación, o al menos como una etapa intermedia entre el útero y la respiración al aire libre.
  • Para la nutrición artificial, las técnicas actuales son problemáticas. La nutrición parenteral total , tal como se estudió en lactantes con síndrome de intestino corto severo , tiene una supervivencia a cinco años de aproximadamente 20%.
  • También quedan por abordar cuestiones relacionadas con la estabilidad hormonal .

Teóricamente, se pueden utilizar proveedores y eliminadores de animales , pero cuando se trata del útero de un animal, la técnica puede estar más bien en el ámbito del embarazo interespecífico .

Pared uterina

En un útero normal, el miometrio de la pared uterina funciona para expulsar al feto al final del embarazo y el endometrio juega un papel en la formación de la placenta. Un útero artificial puede incluir componentes de función equivalente. Se han considerado métodos para conectar una placenta artificial y otros componentes "internos" directamente a una circulación externa.

Interfaz (placenta artificial)

Una interfaz entre el proveedor y el embrión o feto puede ser completamente artificial, por ejemplo, utilizando una o más membranas semipermeables como las que se utilizan en la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO).

También existe la posibilidad de hacer crecer una placenta utilizando células endometriales humanas . En 2002, se anunció que las muestras de tejido de células endometriales cultivadas extraídas de un donante humano habían crecido con éxito. Luego, la muestra de tejido se diseñó para que tuviera la forma de un útero natural, y luego se implantaron embriones humanos en el tejido. Los embriones se implantaron correctamente en el revestimiento del útero artificial y comenzaron a crecer. Sin embargo, los experimentos se detuvieron después de seis días para permanecer dentro de los límites legales permitidos de la legislación de fertilización in vitro (FIV) en los Estados Unidos .

Teóricamente, se puede trasplantar una placenta humana dentro de un útero artificial, pero el paso de nutrientes a través de este útero artificial sigue siendo un problema sin resolver.

Tanque amniótico (saco amniótico artificial)

La función principal de un tanque amniótico sería cumplir la función del saco amniótico de proteger físicamente al embrión o al feto, permitiéndole óptimamente moverse libremente. También debería poder mantener una temperatura óptima. La solución de Ringer lactada se puede utilizar como sustituto del líquido amniótico .

Cordón umbilical

Teóricamente, en caso de extracción prematura del feto del útero natural, se podría utilizar el cordón umbilical natural , que se mantendrá abierto ya sea por inhibición médica de la oclusión fisiológica, por anticoagulación , así como por colocación de stents o creando un bypass para mantener el flujo sanguíneo. entre la madre y el feto.

Investigación y desarrollo

Emanuel M. Greenberg

Emanuel M. Greenberg escribió varios artículos sobre el tema del útero artificial y su uso potencial en el futuro.

El 22 de julio de 1954, Emanuel M. Greenberg presentó una patente sobre el diseño de un útero artificial. La patente incluía dos imágenes del diseño de un útero artificial. El diseño en sí incluía un tanque para colocar al feto lleno de líquido amniótico, una máquina que se conectaba al cordón umbilical, bombas de sangre, un riñón artificial y un calentador de agua. Se le concedió la patente el 15 de noviembre de 1955.

El 11 de mayo de 1960, Greenberg escribió a los editores del American Journal of Obstetrics and Gynecology. Greenberg afirmó que la revista había publicado el artículo "Intentos de hacer un 'útero artificial'", que no incluyó ninguna cita sobre el tema del útero artificial. Según Greenberg, esto sugería que la idea del útero artificial era nueva, aunque él mismo había publicado varios artículos sobre el tema.

Universidad Juntendo en Tokio

En 1996, la Universidad Juntendo de Tokio desarrolló la incubación fetal extrauterina (EUFI). El proyecto fue dirigido por Yoshinori Kuwabara, quien estaba interesado en el desarrollo de recién nacidos inmaduros. El sistema se desarrolló utilizando catorce fetos de cabras que luego se colocaron en líquido amniótico artificial en las mismas condiciones de una cabra madre. Kuwabara y su equipo lograron mantener a los fetos de cabra en el sistema durante tres semanas. El sistema, sin embargo, tuvo varios problemas y no estaba listo para pruebas en humanos. Kuwabara mantuvo la esperanza de que el sistema se mejore y luego se use en fetos humanos.

Hospital de niños de Filadelfia

En 2017, los investigadores del Children's Hospital of Philadelphia pudieron desarrollar aún más el sistema extrauterino. El estudio utiliza corderos fetales que luego se colocan en una bolsa de plástico llena de líquido amniótico artificial. El sistema consta de 3 componentes principales: un circuito arteriovenoso sin bomba, un entorno líquido estéril cerrado y un acceso vascular umbilical. Con respecto al circuito arteriovenoso sin bomba , el flujo sanguíneo es impulsado exclusivamente por el corazón fetal, combinado con un oxigenador de muy baja resistencia para imitar de manera más cercana la circulación fetal / placentaria normal. El entorno de fluido estéril cerrado es importante para garantizar la esterilidad. Los científicos desarrollaron una técnica para la canulación de los vasos del cordón umbilical que mantiene una longitud de cordón umbilical nativo (5-10 cm) entre las puntas de la cánula y la pared abdominal, para minimizar los eventos de decanulación y el riesgo de obstrucción mecánica. El cordón umbilical de los corderos está unido a una máquina fuera de la bolsa diseñada para actuar como placenta y proporcionar oxígeno y nutrientes y también eliminar cualquier desperdicio. Los investigadores mantuvieron la máquina "en una habitación oscura y cálida donde los investigadores pueden reproducir los sonidos del corazón de la madre para el feto de cordero". El sistema logró ayudar a los fetos de corderos prematuros a desarrollarse normalmente durante un mes. De hecho, los científicos han corrido 8 corderos con mantenimiento de niveles estables de flujo de circuito equivalentes al flujo normal a la placenta. Específicamente, han tenido 5 fetos de 105 a 108 días de gestación durante 25 a 28 días, y 3 fetos de 115 a 120 días de gestación durante 20 a 28 días. Las series más largas terminaron a los 28 días debido a las limitaciones del protocolo de los animales en lugar de cualquier inestabilidad, lo que sugiere que el apoyo de estos animales de gestación temprana podría mantenerse más allá de las 4 semanas. Alan Flake, cirujano fetal del Hospital de Niños de Filadelfia, espera trasladar las pruebas a los fetos humanos prematuros, pero esto podría tardar entre tres y cinco años en hacerse realidad. Flake, quien dirigió el estudio, considera que la posibilidad de que su tecnología recrea un embarazo completo es una "quimera en este momento" y no tiene la intención personal de crear la tecnología para hacerlo.

Universidad Tecnológica de Eindhoven (NL)

Desde 2016, los investigadores de TU / e y sus socios tienen como objetivo desarrollar un útero artificial, que sea un sustituto adecuado del entorno protector del útero materno en caso de parto prematuro, previniendo complicaciones de salud. El útero y la placenta artificiales proporcionarán un entorno natural para el bebé con el objetivo de facilitar la transición a la vida del recién nacido. El sistema de soporte vital perinatal (PLS) se desarrollará utilizando tecnología de vanguardia: un maniquí imitará al bebé durante las pruebas y el entrenamiento, el monitoreo avanzado y el modelado computacional proporcionarán orientación clínica.

El consorcio de 3 universidades europeas que trabajan en el proyecto está formado por Aquisgrán, Milán y Eindhoven. En 2019 este consorcio recibió una subvención de 3 millones de euros, y está en curso una segunda subvención de 10 M. Juntos, los socios de PLS brindan experiencia médica, de ingeniería y matemática conjunta para desarrollar y validar el sistema de soporte vital perinatal utilizando tecnologías de simulación de vanguardia. El consorcio interdisciplinario impulsará el desarrollo de estas tecnologías y las combinará para establecer el primer sistema de maduración fetal ex vivo para uso clínico. Este proyecto, coordinado por la Universidad Tecnológica de Eindhoven, reúne a los principales expertos mundiales en obstetricia, neonatología, diseño industrial, modelado matemático, soporte de órganos ex vivo y monitorización fetal no invasiva. Este consorcio está dirigido por el profesor Frans van de Vosse y el profesor y doctor Guid Oei. En 2020, los ingenieros Jasmijn Kok y Lyla Kok crearon la spin-off Juno Perinatal Healthcare, lo que garantiza la valorización de la investigación realizada. Puede encontrar más información sobre la escisión aquí;

Más información sobre el proyecto de las universidades técnicas y sus investigadores se puede encontrar aquí:

Consideraciones filosóficas

Bioética

El desarrollo de úteros artificiales y la ectogénesis plantea consideraciones bioéticas y legales, y también tiene importantes implicaciones para los derechos reproductivos y el debate sobre el aborto .

Los úteros artificiales pueden ampliar el rango de viabilidad fetal , lo que plantea dudas sobre el papel que desempeña la viabilidad fetal dentro de la ley del aborto . Dentro de la teoría de la separación, por ejemplo, los derechos de aborto solo incluyen el derecho a extraer el feto y no siempre se extienden a la terminación del feto. Si es posible transferir el feto del útero de una mujer a un útero artificial, la opción de interrumpir un embarazo de esta manera podría proporcionar una alternativa al aborto del feto.

También existen preocupaciones teóricas de que los niños que se desarrollan en un útero artificial pueden carecer de "algún vínculo esencial con sus madres que tienen otros niños".

Igualdad de género y LGBT

En el libro de 1970 La dialéctica del sexo , la feminista Shulamith Firestone escribió que las diferencias en los roles reproductivos biológicos son una fuente de desigualdad de género . Firestone destacó el embarazo y el parto, argumentando que un útero artificial liberaría "a las mujeres de la tiranía de su biología reproductiva".

Arathi Prasad argumenta en su columna sobre The Guardian en su artículo "Cómo los úteros artificiales cambiarán nuestras ideas de género, familia e igualdad" que "les dará a los hombres una herramienta esencial para tener un hijo completamente sin una mujer, si lo eligen. Nos pedirá que cuestionemos los conceptos de género y paternidad ". Además, defiende los beneficios para las parejas del mismo sexo: "También podría significar que se puede prescindir de la división entre la madre y el padre: un útero fuera del cuerpo de una mujer serviría a las mujeres, las mujeres trans y las parejas masculinas del mismo sexo por igual sin prejuicios. . "

Ver también

Referencias

Otras lecturas