Вопросы эктогенеза и возникновения экстракорпоральной системы развития плода

Обложка
  • Авторы: Яворовская К.А.1, Горячев А.А.2
  • Учреждения:
    1. ГБУЗ «Городская клиническая больница № 31 имени академика Г.М. Савельевой Департамента здравоохранения города Москвы», Филиал №3 «Центр вспомогательных репродуктивных технологий»
    2. ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
  • Выпуск: № 10 (2023)
  • Страницы: 70-76
  • Раздел: Обзоры
  • URL: https://journals.eco-vector.com/0300-9092/article/view/624675
  • DOI: https://doi.org/10.18565/aig.2022.133
  • ID: 624675

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Мысль о необходимости создания системы, способной поддержать и обеспечить полноценное развитие человеческого эмбриона, зародилась в середине XX в. Совокупность факторов, созданных искусственным путем и максимально приближенных к естественным физиологическим, даст шанс провести полноценное развитие плода без участия органов репродуктивной системы женского организма, позволит плоду развиваться в отдельной среде, где он исключен из возможного вредного воздействия материнских болезней или токсических веществ. Эта статья представляет собой обзор информации и резюме публикаций, посвященных данному вопросу. Создание экстракорпоральной системы развития плода (ЭСРП) сопряжено с рядом трудностей. Одной из основных является воспроизведение оптимальных условий для развития плода в искусственной среде, где плод должен будет находиться на протяжении всего срока формирования. Во избежание нарушений онтогенеза и возникновения патологий систем органов при использовании ЭСРП необходимо в полной мере воссоздать все условия, характерные для полноценного внутриутробного развития, что включает не только снабжение растущего эмбриона питательными веществами, но и поддержание таких параметров, как pH и температура. С каждым годом растет интерес к созданию аппарата, позволяющего развиваться плодам ex vivo. За последние несколько лет опубликовано множество отчетов на тему создания нужных компонентов аппарата (искусственная плацента, заменитель амниотической жидкости и т.д.). Системы жизнеобеспечения совершенствуются и дополняются новыми элементами, которые способствуют воспроизведению естественных условий, что в норме создаются материнским организмом.

Заключение: Создание искусственных условий для развития плода, имитирующих все физиологические параметры естественной среды для полноценного формирования организма, является основной целью научно-исследовательских групп. Системы ЭСРП позволят: воспроизвести жизненно важные условия для роста и развития плода и смогут помочь женщинам, неспособным самостоятельно выносить ребенка; пересмотреть взгляды общества на суррогатное материнство и восстановление детородной функции посредством трансплантации матки. До сих пор нет ясного понимания, как подобный способ вынашивания может отразиться на отношениях матери и ребенка, что с этической точки зрения может ставить под угрозу создание и использование подобного аппарата.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ксения Александровна Яворовская

ГБУЗ «Городская клиническая больница № 31 имени академика Г.М. Савельевой Департамента здравоохранения города Москвы», Филиал №3 «Центр вспомогательных репродуктивных технологий»

Автор, ответственный за переписку.
Email: repro21@yandex.ru

д.м.н., профессор, заведующая

Россия, Москва

Александр Александрович Горячев

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: alexgoryachev2022@mail.ru

cтудент

Россия, Москва

Список литературы

  1. Greenberg E.M. The artificial uterus. Int. Rec. Med. Gen. Pract. Clin. 1956; 169(5): 262-5.
  2. Schoberer M., Arens J., Lohr A., Seehase M., Jellema R.K., Collins J.J. et al. Fifty years of work on the artificial placenta: milestones in the history of extracorporeal support of the premature newborn. Artif, Organs. 2012; 36(6): 512-6. https://dx.doi.org/10.1111/j.1525-1594.2011.01404.x.
  3. Westin B., Nyberg R., Enhorning G. A technique for perfusion of the Previable human fetus. Acta Paediatr. (Stockh). 1958; 47(4): 339-49. https://dx.doi.org/10.1111/j.1651-2227.1958.tb07643.x.
  4. Callaghan J.C., Maynes E.A., Hug H.R. Studies on lambs of the development of an artificial placenta. Review of nine long-term survivors of extracorporeal circulation maintained in a fluid medium. Can. J. Surg. 1965; 8: 208-13.
  5. Callaghan J.C., Angeles J., Boracchia B., Fisk L., Hallgren R. Studies of the first successful delivery of an unborn lamb after 40 minutes in the artificial placenta. Can. J. Surg. 1963; 6: 199-206.
  6. Maynes E.A., Callaghan J.C. A new method of oxygenation: a study of its use in respiratory support and the artificial placenta. Ann. Surg. 1963; 158(4): 537-43. https://dx.doi.org/10.1097/00000658-196310000-00003.
  7. Zapol W.M., Kolobow T., Jevurek G.G.P., Bowman R.L. Artificial placenta: two days of total extrauterine support of the isolated premature lamb fetus. Science. 1969; 166(3905): 617-8. https://dx.doi.org/10.1126/science.166.3905.617.
  8. Kirby R.R. Intermittent mandatory ventilation in the neonate. Crit. Care Med. 1977; 5(1): 18-22. https://dx.doi.org/10.1097/00003246-197701000-00004.
  9. Speidel B., Dunn P.M. Use of nasal continuous positive airway pressure to treat severe recurrent apnoea in very preterm infants. Lancet. 1976; 308(7987): 658-60. https://dx.doi.org/10.1016/s0140-6736(76)92468-5.
  10. Butler W.J., Bohn D.J., Bryan A.C., Froese A.B. Ventilation by highfrequency oscillation in humans. Anesth. Analg. 1980; 59(8): 577-84.
  11. Liggins G.C., Howie R.N. A controlled trial of antepartum glucocorticoid treatment for prevention of the respiratory distress syndrome in premature infants. Pediatrics. 1972; 50(4): 515-25.
  12. Kattner E., Metze B., Waiss E., Obladen M. Accelerated lung maturation following maternal steroid treatment in infants born before 30 weeks gestation. J. Perinat. Med. 1992; 20(6): 449-57. https://dx.doi.org/10.1515/jpme.1992.20.6.449.
  13. Ten Centre study group. Ten Centre trial of artificial surfactant (artificial lung expanding compound) in very premature babies. BMJ. 1987; 294(6578): 991-6. https://dx.doi.org/10.1136/bmj.294.6578.991.
  14. Long W., Corbet A., Cotton R., Courtney S., McGuiness G., Walter D. et al. A controlled trial of synthetic surfactant in infants weighing 1250 G or more with respiratory distress syndrome. The American Exosurf Neonatal Study Group I, and the Canadian Exosurf Neonatal Study Group. N. Engl. J. Med. 1991; 325(24): 1696-703. https://dx.doi.org/10.1056/NEJM199112123252404.
  15. Reoma J.L., Rojas A., Kim A.C., Khouri J.S., Boothman E., Brown K. et al. Development of an artificial placenta I: pumpless arterio-venous extracorporeal life support in a neonatal sheep model. J. Pediatr. Surg. 2009; 44(1): 53-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2008.10.009.
  16. Unno N., Baba K., Kozuma S., Nishina H., Okai T., Kuwabara Y., Taketani Y. An evaluation of the system to control blood flow in maintaining goat fetuses on arterio-venous extracorporeal membrane oxygenation: a novel approach to the development of an artificial placenta. Artif. Organs. 1997; 21(12): 1239-46. https://dx.doi.org/10.1111/j.1525-1594.1997.tb00484.x.
  17. Rochow N., Chan E.C., Wu W.I., Selvaganapathy P.R., Fusch G., Berry L. et al. Artificial placenta--lung assist devices for term and preterm newborns with respiratory failure. Int. J. Artif. Organs. 2013; 36(6): 377-91. https://dx.doi.org/10.5301/ijao.5000195.
  18. Davis R.P., Bryner B., Mychaliska G.B. A paradigm shift in the treatment of extreme prematurity: the artificial placenta. Curr, Opin, Pediat. 2014; 26(3): 370-6. https://dx.doi.org/10.1097/MOP.0000000000000083.
  19. Schoberer M., Arens J., Erben A., Ophelders D., Jellema R.K., Kramer B.W. et al. Miniaturization: the clue to clinical application of the artificial placenta. Artif. Organs. 2014; 38(3): 208-14. https://dx.doi.org/10.1111/aor.12146.
  20. Bryner B., Gray B., Perkins E., Davis R., Hoffman H., Barks J. et al. An extracorporeal artificial placenta supports extremely premature lambs for 1 week. J. Pediatr. Surg. 2015; 50(1): 44-9. https://dx.doi.org/10.1016/ j.jpedsurg.2014.10.028.
  21. Bird S.D. Artificial placenta: Analysis of recent progress. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2017; 208: 61-70. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2016.11.005.
  22. Yan W.Y., Li L., Yang Y.G., Lin X.L., Wu J.Z. [Application of the computer-based respiratory sound analysis system based on Mel-frequency cepstral coefficient and dynamic time warping in healthy children]. Zhonghua Er Ke Za Zhi. 2016; 54(8): 605-9. (in Chinese.) https://dx.doi.org/10.3760/ cma.j.issn.0578-1310.2016.08.010.
  23. Metelo-Coimbra C., Roncon-Albuquerque R. Jr. Artificial placenta: recent advances and potential clinical applications. Pediatr. Pulmonol. 2016; 51(6): 643-9. https://dx.doi.org/10.1002/ppul.23401.
  24. Perazzolo S., Lewis R.M., Sengers B.G. Modelling nutrient transfer based on 3D imaging of the human placental microstructure. In: 2016 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). 2016: 5953-6. https://dx.doi.org/10.1109/EMBC.2016.7592084.
  25. Partridge E.A., Davey M.G., Hornick M.A., Flake A.W. An EXTrauterine environment for neonatal development: EXTENDING fetal physiology beyond the womb. Semin. Fetal Neonatal Med. 2017; 22(6): 404-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.siny.2017.04.006.
  26. Bulletti C., Jasonni V.M., Lubicz S., Flamigni C., Gurpide E. Extracorporeal perfusion of the human uterus. Am. J. Obstet. Gynecol. 1986; 154(3): 683-8. https://dx.doi.org/10.1016/0002-9378(86)90630-7.
  27. Bulletti C., Jasonni V.M., Martinelli G., Govoni E., Tabanelli S., Ciotti P.M., Flamigni C. A 48-hour preservation of an isolated human uterus: endometrial responses to sex steroids. Ferti.l Steril. 1987; 47(1): 122-9. https://dx.doi.org/1016/s0015-0282(16)49947-4.
  28. Bulletti C., Jasonni V.M., Tabanelli S., Gianaroli L., Ciotti P.M., Ferraretti A.P., Flamigni C. Early human pregnancy in vitro utilizing an artificially perfused uterus. Fertil. Steril. 1988; 49(6): 991-6. https://dx.doi.org/10.1016/ s0015-0282(16)59949-x.
  29. Bulletti C., Prefetto R.A., Bazzocchi G., Romero R., Mimmi R., Polli V. et al. Electromechanical activities of human uteri during extra corporeal perfusion with ovarian steroids. Hum. Reprod. 1993; 8(10): 1558-63. https://dx.doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a137891.
  30. Bulletti C., DeZiegler D., Flamigni C., Giacomucci E., Polli V., Bolelli G., Franceschetti F. Targeted drug delivery in gynecology: the first uterine pass effect. Hum. Reprod. 1997; 12(5): 1073-9. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/12.5.1073.
  31. Mejaddam A.Y., Hornick M.A., McGovern P.E., Baumgarten H.D., Lawrence K.M., Rossidis A.C. et al. Erythropoietin prevents anemia and transfusions in extremely pre mature lambs supported by an EXTrauterine environment for neonatal development (EXTEND). Fetal Diagn. Ther. 2019; 46(4): 231-7. https://dx.doi.org/10.1159/000493680.
  32. McGovern P.E., Hornick M.A., Mejaddam A.Y., Lawrence K., Schupper A.J., Rossidis A.C. et al. Neurologic out comes of the premature lamb in an extrauterine environment for neonatal development. J. Pediatr. Surg. 2020; 55(10): 2115-23. https://dx.doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2019.12.026.
  33. Amendola C., Lorenzo Spinelli L., Contini D., De Carli A., Martinelli C., Fumagalli M., Torricelli A. Accuracy of homogeneous models for photon diffusion in estimating neonatal cerebral hemodynamics by TD-NIRS. Biomed. Opt. Express. 2021; 12(4): 1905-21. https://dx.doi.org/ 10.1364/BOE.417357.
  34. Hoveling T., van Haren J., Delbressine F. Simulating the first breath: design of the respiratory reflex in a fetal manikin. In: ICBBE '21: 2021 8th International Conference on Biomedical and Bioinformatics Engineering. 2021: 163-9. https://dx.doi.org/10.1145/3502871.3502897.
  35. Schatz F., Papp C., Toth-Pal E., Cudemo V., Hausknecht V., Krikun G. et al. Protease and protease inhibitor expression during in vitro decidualization of human endometrial stromal cells. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1994; 734: 33-42. https://dx.doi.org/10.1111/j.1749-6632.1994.tb21733.x.
  36. Park S.R., Kim S.R., Im J.B., Park C.H., Lee H.Y., Hong I.S. 3D stem cell-laden artificial endometrium: successful endometrial regeneration and pregnancy. Biofabrication. 2021; 13(4). https://dx.doi.org/10.1088/1758-5090/ ac165a.
  37. Park S.-R., Kook M.G., Kim S.-R., Lee J.W., Park C.H., Oh B.-C. et al. Development of cell-laden multimodular Lego-like customizable endometrial tissue assembly for successful tissue regeneration. Biomater. Res. 2023; 27(1): 33. https:/dx./doi.org/10.1186/s40824-023-00376-9.
  38. Almadhoob A., Ohlsson A. Sound reduction management in the neonatal intensive care unit for preterm or very low birth weight infants. Cochrane Database Syst. Rev. 2020; 1(1): CD010333. https://dx.doi.org/10.1002/ 14651858.CD010333.pub3.
  39. Partridge E.A., Davey M.G., Hornick M.A., McGovern P.E., Mejaddam A.Y., Vrecenak J.D. et al. An extra-uterine system to physiologically support the extreme premature lamb. Nat. Commun. 2017; 8: 15112. https://dx.doi.org/10.1038/ncomms15112.
  40. Kingma E., Finn S. Neonatal incubator or artificial womb? Distinguishing ectogestation and ectogenesis using the metaphysics of pregnancy. Bioethics. 2020; 34(4): 354-63. https://dx.doi.org/10.1111/bioe.12717.
  41. Thébaud B., Lalu M., Renesme L., van Katwyk S., Presseau J., Thavorn K. et al. Benefits and obstacles to cell therapy in neonates: The INCuBAToR (Innovative Neonatal Cellular Therapy for Bronchopulmonary Dysplasia: Accelerating Translation of Research). Stem Cells Transl. Med. 2021; 10(7): 968-75. https://dx.doi.org/10.1002/sctm.20-0508.
  42. Roberts C.T. Biomedical research: Premature lambs grown in a bag. Nature. 2017; 546(7656): 45-6. https://dx.doi.org/10.1038/546045a.
  43. Church J.T., McLeod J.S., Perkins E.M., Bartlett R.H., Mychaliska G.B. The artificial placenta rescues premature lambs from Ventilatory failure. J. Am. Coll. Surg. 2017; 225(4): S157-58. https://dx.doi.org/10.1016/ j.jamcollsurg.2017.07.354.
  44. De Bie F.R., Davey M.G., Larson A.C., Deprest J., Flake A.W. Artificial placenta and womb technology: Past, current, and future challenges towards clinical translation. Prenat. Diagn. 2020; 41(1): 145-58. https://dx.doi.org/10.1002/pd.5821.
  45. Hornick M.A., Mejaddam A.Y., McGovern P.E., Hwang G., Han J., Peranteau W.H. et al. Technical feasibility of umbilical cannulation in midgestation lambs supported by the EXTra-uterine environment for neonatal development (EXTEND). Artif. Organs. 2019; 43(12): 1154-61. https://dx.doi.org/10.1111/aor.13524.
  46. Rossidis A.C., Angelin A., Lawrence K.M., Baumgarten H.D., Kim A.G., Mejaddam A.Y. et al. Premature lambs exhibit normal mitochondrial respiration after long-term extrauterine support. Fetal Diagn. Ther. 2019; 46(5): 306-12. https://dx.doi.org/10.1159/000496232.
  47. Van der Hout-van der Jagt M.B., Verweij E.J.T., Andriessen P., de Boode W.P., Bos A.F., Delbressine F.L.M. et al. Interprofessional consensus regarding design requirements for liquid-based perinatal life support (PLS) technology. Front. Pediatr. 2022; 9: 793531. https://dx.doi.org/10.3389/ fped.2021.793531.
  48. Van Willigen B.G., van der Hout-van der Jagt M.B., Huberts W., van de Vosse F.N. A review study of fetal circulatory models to develop a digital twin of a fetus in a perinatal life support system. Front. Pediatr. 2022; 10: 915846. https://dx.doi.org/10.3389/fped.2022.915846.
  49. Aguilera-Castrejon A., Oldak B., Shani T., Ghanem N., Itzkovich C., Slomovich S. et al. Ex utero mouse embryogenesis from pre-gastrulation to late organogenesis. Nature. 2021; 593(7857): 119-24. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03416-3.
  50. Tarazi S., Aguilera-Castrejon A., Joubran C., Ghanem N., Ashouokhi S., Roncato F. et al. Post-gastrulation synthetic embryos generated ex utero from mouse naive ESCs. Cell. 2022; 185(18): 3290-306.e25. https://dx.doi.org/10.1016/ j.cell.2022.07.028.
  51. Malloy C., Wubbenhorst M.C., Lee T.S. The perinatal revolution. Issues Law Med. 2019 Spring; 34(1): 15-41.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ООО «Бионика Медиа», 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах