آزمایش‌های بالینی رحم مصنوعی آغاز می‌شود

به گزارش خبرنگار علم و فناوری آنا، پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا به دنبال اخذ تاییدیه برای اولین آزمایش‌های بالینی انسانی دستگاه رحم مصنوعی برای نوزادان نارس هستند. یک بره بدون مو، با پوست رنگ‌پریده که به نظر می‌رسد در یک کیسه ساندویچ بزرگ پر از مایعی نامشخص به پهلو خوابیده است. چشمانش بسته است و پوزه و دست و پایش طوری تکان می‌خورد که انگار در حال خواب دیدن است.

این بره یکی از هشت بره آزمایش رحم مصنوعی بود که در سال ۲۰۱۷ توسط پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا یا CHOP انجام شد. هنگامی که این گروه یافته‌های مطالعه خود را در آوریل همان سال منتشر کرد، ویدئویی نیز از آزمایش‌ها بارگذاری کرد که به طور گسترده پخش شد و تخیلات را درگیر کرد. برای برخی فانتزی‌های علمی تخیلی انسان‌هایی را که به طور کامل در آزمایشگاه ساخته‌شده و رشدیافته‌اند برانگیخت.

و حالا پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا یا CHOP به دنبال تاییدیه برای اولین آزمایش‌های بالینی انسانی دستگاهی به نام دستگاه محیط خارج رحمی رشد نوزادان یا «EXTEND» هستند. این تیم تاکید کرده است که این فناوری برای پشتیبانی از تکوین جنین از زمان لقاح تا تولد ساخته نشده و نمی‌تواند این کار را انجام دهد. در عوض، دانشمندان امیدوارند که شبیه‌سازی کردن برخی از عناصر رحم طبیعی سبب افزایش بقا و بهبود نتایج برای نوزادان بسیار نارس شود. در انسان مدت زمان یک بارداری کامل معمولاً ۳۷ تا ۴۰ هفته است و هر تولدی زودتر از هفته ۲۸ بارداری، نارس در نظر گرفته می‌شود.

گروه پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا پیش‌بینی‌های جسورانه‌ای درباره پتانسیل این فناوری دارند. در ویدیوی دیگری در سال ۲۰۱۷ که به توصیف این پروژه می‌پردازد، «آلن فلیک» (Alan Flake) جراح جنین بیمارستان کودکان فیلادلفیا که این پروژه را رهبری کرده، می‌گوید: «اگر این دستگاه آن‌طور که ما فکر می‌کنیم موفقیت‌آمیز باشد، درنهایت بیشتر بارداری‌هایی که پیش‌بینی می‌شود در معرض خطر تولد نارس قرار دارند، به جای این‌که نوزادان پس از تولد در دستگاه ونتیلاتور نوزادان نارس قرار بگیرند، زودتر در این دستگاه ما قرار می‌گیرند».

در سال ۲۰۱۹ تعدادی از اعضای گروه بیمارستان کودکان فیلادلفیا به یک شرکت نوپا به نام (Vitara Biomedical in Philadelphia) پیوستند که تاکنون ۱۰۰ میلیون دلار آمریکا برای توسعه دستگاه EXTEND جمع‌آوری کرده است. (آلن فلیک با استناد به «تضاد منافع» و «محدودیت در اطلاعات تجاری» از اظهار نظر در مورد این مقاله خودداری کرده و نویسندگان همکار این مقاله نیز در سال ۲۰۱۷ به درخواست «نیچر» برای اظهار نظر پاسخ نداده‌اند.)

شروع بررسی فناوری جدید رحم مصنوعی

سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)  ۱۹ تا ۲۰ سپتامبر (۲۸ و ۲۹ شهریور ماه) جلسه‌ای از مشاوران مستقل تشکیل می‌دهد و در مورد ملاحظات قانونی و اخلاقی آزمایش‌های انسانی این فناوری گفت‌وگو می‌کنند. گفت‌وگو‌های این کمیته توسط دیگر گروه‌های انگشت‌شماری که در سراسر جهان در حال توسعه دستگاه‌های مشابه هستند و همچنین توسط کارشناسان اخلاق زیستی که مفاهیم مربوط به عدالت سلامت، حقوق باروری و دیگر موارد را بررسی می‌کنند، موشکافی خواهد شد.

«کلی ورنر» (Kelly Werner)؛ کارشناس اخلاق زیستی و متخصص نوزادان مرکز پزشکی دانشگاه کلمبیای نیویورک که به گروه‌های توسعه‌دهنده فناوری رحم مصنوعی وابسته نیست، می‌گوید: این موضوع به طور قطع یک گام هیجان‌انگیز است و مدت‌ها طول کشیده. پزشکانی که با نوزادان نارس سر و کار دارند، این جلسه را از نزدیک دنبال خواهند کرد.

مشکل جهانی تولد نوزادان نارس

زایمان زودرس توسط سازمان جهانی بهداشت به عنوان تولد پیش از هفته ۳۷ بارداری تعریف شده است و می‌تواند به صورت خودبه‌خود و یا به دلیل برخی شرایط رخ دهد. شرایطی مانند عفونت، عدم تعادل هورمونی، فشار خون بالا یا دیابت می‌توانند رحم را به محیط نامناسبی برای جنین تبدیل کنند.

زایمان زودرس یک مشکل بزرگ جهانی و بزرگ‌ترین علت مرگ و ناتوانی در کودکان زیر پنج سال است. در سال 2020 حدود ۱۳.۴ میلیون تولد زودرس در سراسر جهان اتفاق افتاده و عوارض مربوط به آن سبب ۹۰۰ هزار مرگ در سال ۲۰۱۹ بوده است.

مرگ و میر به‌شدت با سن حاملگی نوزاد در بدو تولد مرتبط است. هفته ۲۲ هفته حیاتی برای جنین است و تعداد کمی از جنین‌هایی که در هفته ۲۲ یا قبل از آن به دنیا می‌آیند، خارج از رحم زنده می‌مانند. بیشتر جنین‌های متولد شده تا هفته ۲۸ می‌‌توانند زنده بمانند ولی اغلب به حمایت‌های قابل‌توجهی برای زندگی نیاز دارند. هدف فناوری رحم مصنوعی بهبود بهبود وضعیت نوزادان نارس متولد شده ۲۲ تا ۲۸ هفته است که بقای آن‌ها بهبود یافته ولی ممکن است دچار مشکلات سلامتی طولانی‌مدت شوند.

برای مثال یک مطالعه در سوئد که بر روی ۲.۵ میلیون نفر از افرادی که قبل هفته ۲۸ بارداری متولد شده بودند، نشان داد که ۷۸ درصد از آن‌ها در بزرگسالی به نوعی بیماری؛ از آسم و فشار خون گرفته تا فلج مغزی و صرع مبتلا بودند. برای افرادی که دوران بارداری را کامل طی کرده بودند، این میزان ۳۷ درصد بود.

یکی از دلایل مهم مرگ و ناتوانی در نوزادانی که در سنین بارداری پایین به دنیا می‌آیند، عدم تکوین کامل مغز و ریه‌ها تا مراحل پایانی در انسان است. به همین دلیل متخصصان زنان و زایمان سعی می‌کنند تا حد امکان از زایمان زودرس جلوگیری کنند.

رحم مصنوعی چطور کار می‌کند؟

در رحم طبیعی جنین اکسیژن، مواد مغذی، آنتی‌بادی‌ها و سیگنال‌های هورمونی را از بدن مادر دریافت می‌کند و از طریق جفت مواد زائد را دفع می‌کند. ولی فناوری رحم مصنوعی بیشتر بر تامین  اکسیژن و دفع دی‌اکسید کربن متمرکز است . این موضوع می‌تواند به ریه‌های در حال تکوین جنین که آسیب‌پذیر هستند صدمه بزند، چرا که ریه‌ها زمانی که نوزاد در رحم قرارد دارد پر از مایع آمنیوتیک است.

سیستم طراحی شده توسط گروه پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا با قرار دادن نوزادان بسیار نارس در چیزی که آن را «کیسه زیستی» (Biobag) می‌نامند، کار می‌کند. این کیسه پر از مایعی غنی از الکترولیت است و برای تقلید از مایع آمنیوتیک طراحی شده است. در این سیستم جراحان رگ‌های خونی بندناف را به سیستمی متصل می‌کند که خون را در خارج از بدن اکسیژن‌رسانی می‌کند و قلب جنین خون را پمپ می‌کند.

ایجاد ارتباط با رگ‌های خونی بندناف دشوار است؛ چرا که شریان‌ها بسیار نازک هستند و با زایمان شروع به انقباض می‌کنند. به همین دلیل جراحان باید در چند دقیقه عروق را به سیستم رحم مصنوعی متصل کنند.

«فلیک» و همکارانش این سیستم را روی بره‌ها آزمایش کرده‌اند. در مطالعات جنینی اغلب از بره‌ها استفاده می‌شود چرا که از نظر رشدی شبیه انسان هستند. بارداری گوسفندها معمولاً ۵ ماه طول می‌کشد و بره‌هایی که این پژوهشگران استفاده کردند، معادل هفته ۲۳ بارداری انسان بودند. در سال ۲۰۱۷ این گروه پژوهشی گزارش کرد که با استفاده از رحم مصنوعی ۸ بره نارس را تا ۴ هفته را زنده نگه داشته است. در آن زمان پشم حیوانات جوانه زد و ریه‌ها و مغز آن‌ها کامل شده بود. پس از چهار هفته پژوهشگران این بره‌ها را معدوم کردند تا تاثیر این سیستم بر رشد اندام‌های آن‌ها را بررسی کنند.

رویکرد گروه‌های مختلف برای توسعه فناوری رحم مصنوعی

از سال 2017 پژوهشگران روش‌های گوناگونی را برای اتصال حیوانات به دستگاه اکسیژن‌رسانی آزمایش کرده‌اند و با سازمان غذا و دارو در مورد آزمایش‌های بالینی مذاکره کرده‌اند.

پژوهشگرانی که با مجله نیچر صحبت کرده‌اند می‌گویند که سیستم طراحی‌شده توسط پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا احتمالاً به آزمایش‌های انسانی نزدیک‌تر است ولی گروه‌هایی نیز در اسپانیا، ژاپن، استرالیا، سنگاپور و هلند نیز در حال توسعه فناوری رحم مصنوعی هستند. همچنین گروه دیگری نیز در دانشگاه میشیگان با رویکرد متفاوتی توسعه این فناوری را در پیش گرفته است.

بره‌ها با جنین انسان یکسان‌اند؟!

با وجود این‌که هیجان‌ها در مورد این فناوری افزایش یافته ولی پرسش‌هایی در مورد داده‌های مورد نیاز برای دریافت چراغ سبز آزمایش‌های انسانی وجود دارد. برخی پژوهشگران معتقدند که این یک جهش بزرگ از بره‌ها به سراغ انسان برویم.

بره‌ها در مراحل رشدی معادل با رشد جنین انسان، دو تا سه برابر بزرگ‌تر هستند. به همین پژوهشگران برای کار با جنین انسان باید تجهیزات بسیار کوچک مورد نیاز برای رحم مصنوعی را اصلاح کنند. جنین‌های خوک از نظر اندازه شبیه‌تر به جنین‌های انسان هستند ولی کار با آن‌ها سخت‌تر از بره‌ها است. نخستی‌های غیر انسانی به دلیل شباهت‌های فیزیولوژیک به انسان یک مدل حیوانی استاندارد و طلایی برای آزمایش‌های بالینی هستند ولی جنین‌های آن‌ها حتی از جنین‌های انسان کوچک‌تر است و از نظر اخلاقی انجام این آزمایش‌ها پیچیده است.

گروه پژوهشگران دانشگاه فناوری آیندهوون هلند در حال توسعه سیستم رحم مصنوعی خود با عروسک‌های شبیه‌سازی هستند و انتقال جنین را با آن‌ها تمرین می‌کنند.

یکی از متخصص زنان و زایمان دانشگاه ملی سنگاپور که در حال توسعه یک سیستم رحم مصنوعی است، می‌گوید: داده‌هایی در مورد موقعیت اخلاقی برای توجیه آغاز آزمایش‌های انسانی وجود ندارد، مگر اینکه کسی داده‌هایی داشته باشد که تا به حال منتشر نشده است.  

نگرانی‌های اخلاقی فناوری رحم مصنوعی

پرسش‌های ایمنی تنها نگرانی اخلاقی موجود نیستند. پس از اینکه مطالعه سال 2017 پوشش رسانه‌ای گسترده‌ای ایجاد کرد، این ترس گسترش یافت که رحم مصنوعی روزی جایگزین بارداری شود. اما پژوهشگران این نگرانی‌ها را نادیده می‌گیرند. برخی پژوهشگران معتقدند که این ایده آنقدر مربوط به آینده دور است که ارزش بحث درباره پیامدهای آن در رابطه با فناوری فعلی را ندارد.

کسانی که در ایالات متحده رحم مصنوعی تولید می‌کنند باید با محیط سیاسی برای حقوق باروری نیز دست و پنجه نرم کنند.

یک وکیل زیستی در دانشکده حقوق دورهام انگلیس می‌گوید: حتی نام نهادن روی موجودی که در این دستگاه قرار می‌گیرد نیز دشوار است. چرا که آن‌ها به معنای متعارف جنین نیستند چون دیگر در رحم قرار ندارند. برخی نیز استدلال می‌کنند که آن‌ها نوزاد نیز نیستند چرا که در ریشه لاتین کلمه (newborn) فرض بر آن است که آن‌ها متولد شده‌اند. بنابر این نامی که ما برای آن‌ها می‌گذاریم، پیامدهای حقوقی برای قانون و جامعه دارد. گروه پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا نام جدید «نوزادان جنینی»یا به اختصار «fetonates» را برای آن‌ها پیشنهاد کرده است.

برخی از پژوهشگران همچنین نگران هستند که رحم مصنوعی یک راه‌حل فناورانه گران‌قیمت برای یک مشکل عمیق‌تر باشد. یک جراح جنین در دانشگاه کالیفرنیای سانفرانسیسکو، که گاهی اوقات «پدر جراحی جنین» نامیده می‌شود، می‌گوید داده‌هایی که تاکنون دیده است امیدوارکننده بوده است. اما او این سوال را مطرح می‌کند که آیا به جای یافتن راه‌هایی برای بهبود حمایت بارداری یا تکنیک‌های استاندارد برای مراقبت‌های ویژه زودرس که می‌تواند نیاز به فناوری رحم مصنوعی را کاهش دهد، ارزش دارد که «همه پول و فناوری» را روی نوزادانی که احتمال بقای کمی در دراز‌مدت دارند، بریزیم؟

برخی با این دیدگاه موافق‌اند و می‌گویند که تحقیقات و بودجه کافی برای درک اینکه چرا زنان زود زایمان می‌کنند و چگونه باید از آن جلوگیری کرد، وجود ندارد. ما باید این حقیقت را درک کنیم. رحم مصنوعی تنها بخش کوچکی از مشکل را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

بارتلت جراح دانشگاه میشیگان که در پروژه رحم مصنوعی دیگری کار می‌کند، می‌گوید: که اقدامات سیستماتیک مهم هستند اما درمان بهتر برای نوزادان نارس ضروری است. سلاح جادویی برای جلوگیری از تولد نوزادان نارس وجود ندارد و بعید است در طول زندگی ما این راه حل به‌ دست بیاید. بنابراین زمانی که اقدامات سیستمی دچار شکست می‌شوند، ما به این فناوری‌ها نیاز داریم.