Илюстрация от Николас Ортега

Биоинженерираните яйчници могат да оцелеят при мишки. Хората са следващи.

Тази технология може да повиши плодовитостта и фино настройване на нивата на хормоните.

В шепа лаборатории по целия свят изследователите работят върху нова радикална опция за фертилитет за жени: изкуствен яйчник.

Идеята е, че като започнат само с малко парченце тъкан, учените могат да отглеждат изцяло нов орган и след това да го имплантират, за да заменят яйчника, който е дефектен. Или биха могли да дадат яйчник на някой, който не е роден с такъв и вместо това приема хормони - да речем, транссексуална жена. Той също може да се превърне в алтернативен начин за доставяне на хормони за жени в менопауза и други, които приемат хормони. Може дори да обърне менопаузата.

Доскоро изкуствените яйчници бяха имплантирани и тествани само при животни, използвайки животинска тъкан. Но голяма крачка напред беше през юли, когато изследователи в Копенхаген използват човешка тъкан на яйчниците, за да конструират изкуствен яйчник, който оцелява, когато се имплантира в мишки.

Сюзън Порс и нейният екип използваха химически разтвор, за да отстранят клетките от яйчниковата тъкан, оставяйки след себе си "скеле" от протеини и колаген. Тогава те засяват скелето със стотици човешки фоликули, пълните с течност торбички, които съдържат незрели яйца.

Друг пробив дойде миналата година, когато репродуктивните учени от Северозападния университет съобщиха, че са създали напълно функциониращ яйчник на мишката със специален 3-D принтер. Те използваха желатин като "мастило" и отпечатаха скеле, което напълниха с миши фоликули. Когато го имплантират в мишка, която е безплодна от отстраняването на яйчника, мишката е била в състояние да овулира и има здрави кученца след чифтосване с мъжка мишка. Изкуственият яйчник също повишава нивата на важни хормони.

Влизането на изкуствен яйчник в продължение на години ще бъде най-голямото предизвикателство. В неотдавнашната работа в Копенхаген само една четвърт от фоликулите оцеляха поне три седмици. Изкуственият яйчник, отпечатан в Северозапад, функционира 40 дни.

Независимо от това, учените вече виждат начини да накарат изкуствените яйчници да издържат много по-дълго и напълно функциониращите могат да бъдат готови за жени след десетилетие или повече. Което означава, че не е рано да мислим за всички начини, по които биха могли да се използват.

Извършване на прехода

Изкуственият яйчник първоначално се е разглеждал като начин за подобряване на практиката на замразяване на яйчниковата тъкан, вариант за момичета и жени, които трябва да се подложат на лечение на рак, което може да ги направи безплодни. Години по-късно тази тъкан може да бъде имплантирана обратно при жени, когато те са готови да имат дете. Но тази процедура идва с риск от трансплантация на тъкан, която все още съдържа някои ракови клетки.

"Ако сте имали изкуствен яйчник, бихте могли да избегнете този риск", казва Сандра Карсън, която е вицепрезидент по образованието в Американския конгрес на акушер-гинеколозите и чиято бивша лаборатория в Браун университет създаде първия изкуствен яйчник, докладван през 2010 г. Направен е с човешка тъкан, но никога не е имплантиран.

Скоро други изследователи, като Тереза ​​Уудрюф, репродуктивен учен от Северозапад, се интересуват от опитите да го конструират. Първоначално фокусът й беше върху пациентите с рак при жените, но сега тя го разглежда като потенциален вариант за транссексуалните жени. Изкуствен яйчник може да бъде поставен точно под кожата им, при минимално инвазивна процедура, може би под мишницата или в мастната тъкан на стомаха.

Отляво: Изкуствен яйчник на плъх в лабораторията на Опара. Вдясно: скеле за яйчен яйчник, отпечатано с желатин в лабораторията на Woodruff. (С любезното съдействие на Института за регенеративна медицина на Уейк Форест и Северозападен университет).

Защо тези жени ще го правят? Една от причините е, че би било по-дълготраен начин за доставяне на хормони. Но учените също смятат, че хормоните, произведени от изкуствен яйчник, биха били по-безопасни и по-добре поносими от организма, отколкото синтетичните, използвани в хормоналната терапия. Хапчетата, пластирите и инжекциите, които доставят естроген, основният хормон, който насърчава развитието на женските характеристики, е доказано, че увеличават риска от здравословни проблеми като кръвни съсиреци и увреждане на черния дроб.

Още по-футуристичен е изкуствен яйчник, който всъщност освобождава яйца. Тези яйца могат да бъдат събрани от яйчника и да бъдат оплодени in vitro, което позволява на транссексуалната жена да роди дете със сурогат. В крайна сметка изкуствен яйчник и трансплантация на матка могат да позволят на транссексуална жена да зачене и да роди дете на срок.

Увеличаване на плодовитостта

Изкуствен яйчник, който произвежда яйца, може да помогне на жени с проблеми с фертилитета, които възникват в яйчника, като синдром на поликистозни яйчници, който засяга почти една на 10 жени. PCOS се причинява от повишени нива на хормон, наречен андроген. Много жени с PCOS имат проблеми със забременяването, а някои изобщо не отделят яйца.

Жените с преждевременна яйчникова недостатъчност или първична яйчникова недостатъчност също биха могли да се възползват.

При жени с това състояние яйчниците спират да работят преди 40-годишна възраст, което води до безплодие и симптоми на менопауза. И в двата случая при жените може да бъде отстранен яйчник и имплантиран изкуствен.

Изкуственият яйчник може също да удължи плодовитостта на жената, така че да може да чака до по-късно в живота си, за да роди дете. „Бихте могли теоретично да удължите живота на яйчника след менопаузата“, казва Карсън.

Замяна на хормонален заместител

Емануел Опара, професор от Института за регенеративна медицина на Уейк Форест, смята, че изкуственият яйчник може да бъде добър за жени след менопауза, дори ако те не искат да имат деца на този етап от живота.

Както при транссексуалните жени, хормоните, произвеждани от изкуствения яйчник, могат да бъдат по-безопасни и по-ефективни от синтетичните версии. Много жени се обръщат към хормонозаместителна терапия или ХЗТ, когато ударят менопаузата, тъй като яйчниците им стават по-малки и отделят по-малко хормони като естроген и прогестерон. Това може да причини горещи вълни, вагинална сухота, проблеми със съня, наддаване на тегло и, още по-лошо, влошаване на костите. Но ХЗТ не се препоръчва за дългосрочна употреба, тъй като изглежда, че увеличава риска от инсулт, кръвни съсиреци, сърдечен удар и рак на гърдата и яйчниците.

Ами ако жена на 75 години би искала изкуствен яйчник да има дете?

Опара и неговите колеги са разработили яйчниците на плъхове, като изолират два основни типа клетки, намиращи се в яйчниците - гранулоза и тека клетки - и ги отглеждат в триизмерни тъкани. Те имплантираха яйчниците в мастната тъкан на плъховете точно под кожата, покриваща корема. Седмица по-късно изкуствените органи започнаха да произвеждат естроген, прогестерон и други два хормона, които не се използват в хормонозаместителната терапия. Животните с изкуствени яйчници имаха по-малко телесни мазнини и по-добро здраве на костите от тези, на които бяха дадени синтетични хормони.

Този изкуствен яйчник беше в състояние да произвежда хормони, които се колебаеха в продължение на три месеца. Опара казва, че предполага, че лабораторен яйчник може да произвежда нива на хормони, които съответстват на нуждите на тялото - предимство пред ХЗТ.

Въпроси без отговор

Преди изкуственият яйчник да стане реалност, той ще трябва да бъде тестван на по-големи животни, за да се увери, че е безопасен и дълготраен. Моника Ларонда, репродуктивен ендокринолог и сътрудник на Woodruff от Северозападния университет, планира да тества следващия ден яйца с 3D отпечатани яйца при прасета. Групата също смята, че може да започне да увеличава времето, през което може да функционира изкуствен яйчник. Номерът ще бъде да го засеете с по-голям брой незрели фоликули, някои от които ще останат в състояние на сън, дори докато други израстват в зрели яйца по-рано. Ларонда и нейният екип са открили, че структурата на изкуствения яйчник е пряко свързана с това дали фоликулите ще оцелеят в яйчника или не.

Въпреки това има големи въпроси за разрешаване, казва Синтия Стуенкел, клиничен професор по медицина в Калифорнийския университет в Сан Диего и говорител на Ендокринното общество. Тя казва, че идеята за изкуствен яйчник е вълнуваща, но се тревожи за възможността хормоните да връщат периоди назад при жени в менопауза. "Жените обикновено нямат нищо против менопаузата, че нямат месечни менструални цикли", казва тя.

Друг проблем е, че донорската тъкан ще се изисква да направи изкуствени яйчници за транссексуални жени или тези, които нямат здрава яйчникова тъкан. Винаги има шанс тялото на получателя да го отхвърли.

В крайна сметка изкуствен яйчник и трансплантация на матка могат да позволят на транссексуална жена да зачене и да роди дете на срок.

Има и въпросът дали ще има възрастова граница за получаване на изкуствен яйчник, който може да произвежда яйца. Например, Opara се пита: Ами ако 75-годишна жена иска изкуствен яйчник да има дете? Много клиники за фертилитет имат възрастова граница от 45 до 50 за ин витро оплождане, поради опасения за усложнения на бременността, когато жените остаряват. Съществува и идеята, наложена от някои лекари по плодородие, че една жена или партньорът й трябва да има достатъчно живот, за да може да се грижи за дете.

Първи неща обаче първо. Най-непосредственото използване на изкуствените яйчници ще бъде да се тества лечение на фертилитета и други лекарства в лабораторията, преди жените да ги получат, за да се уверят, че са в безопасност. И първите хора, които ще имплантират изкуствени яйчници, вероятно ще бъдат пациенти с рак. „За педиатричните пациенти не говорим само за плодовитостта, но искаме също така да възстановим ендокринната система, която е отговорна за здравословното развитие“, казва Уудрюф. „Това наистина е незадоволена нужда.“