Un útero artificial o matriz artificial es un dispositivo que permitiría el embarazo extracorpóreo , [2] al hacer crecer un feto fuera del cuerpo de un organismo que normalmente llevaría el feto a término. [3] Un útero artificial , como órgano de reemplazo, tendría muchas aplicaciones. Podría usarse para ayudar a las parejas masculinas o femeninas en el desarrollo de un feto. [2] Esto potencialmente puede realizarse 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. [2] En este sentido, puede considerarse como una incubadora neonatal con funciones muy ampliadas. También podría usarse para la iniciación del desarrollo fetal. [2] 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. [2]
En 2016, los científicos publicaron dos estudios sobre embriones humanos que se desarrollaron durante trece días en un entorno ectouterino. [4] [5] En 2017, los investigadores fetales del Hospital Infantil de Filadelfia publicaron un estudio que mostraba que habían cultivado fetos de cordero prematuros durante cuatro semanas en un sistema de soporte vital extrauterino. [1] [6] [7] Una regla de 14 días impide que los embriones humanos se mantengan en úteros artificiales durante más de 14 días; esta regla se ha codificado como ley en doce países. [8] En 2021, The Washington Post informó que "la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre flexibilizó una 'regla histórica de los 14 días' que decía que los investigadores podían cultivar embriones naturales durante solo 14 días en el laboratorio, lo que permitía a los investigadores buscar la aprobación para estudios más prolongados"; pero el artículo, no obstante, especificaba que: "[l]os modelos de embriones humanos tienen prohibido implantarse en un útero". [9]
Un útero artificial, a veces denominado "exutero", [10] tendría que proporcionar nutrientes y oxígeno para nutrir a un 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 que de otro modo proporcionaría la placenta , un tanque amniótico que funciona como saco amniótico , así como un cordón umbilical .
La mujer puede seguir aportando nutrientes y eliminando desechos si tiene conectado el útero artificial. [2] También puede proporcionar protección inmunitaria contra enfermedades al transmitir anticuerpos IgG al embrión o al feto. [2]
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. [2] No existe riesgo de una reacción inmunitaria hacia el embrión o el feto que de otro modo podría surgir de una tolerancia inmunitaria gestacional insuficiente . [2] Algunas funciones individuales de un proveedor y eliminador artificial incluyen:
En teoría, 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 . [ ¿ Investigación original? ]
En un útero normal, el miometrio de la pared uterina funciona para expulsar al feto al final del embarazo, y el endometrio desempeña 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. [2]
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). [11]
También existe la posibilidad de cultivar una placenta utilizando células endometriales humanas . En 2002, se anunció que muestras de tejido de células endometriales cultivadas extraídas de un donante humano habían crecido con éxito. [15] [16] Luego, la muestra de tejido se diseñó para adoptar 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 mantenerse dentro de los límites legales permitidos por la legislación de fertilización in vitro (FIV) en los Estados Unidos . [2]
En teoría, una placenta humana podría trasplantarse dentro de un útero artificial, pero el paso de nutrientes a través de este útero artificial sigue siendo un problema sin resolver. [2]
La función principal de un tanque amniótico sería la de cumplir la función del saco amniótico de proteger físicamente al embrión o feto, permitiéndole moverse libremente de forma óptima. También debería ser capaz de mantener una temperatura óptima. La solución de Ringer lactato puede utilizarse como sustituto del líquido amniótico . [11]
En teoría, en caso de extracción prematura del feto del útero natural, se podría utilizar el cordón umbilical natural, manteniéndolo abierto ya sea mediante inhibición médica de la oclusión fisiológica, mediante anticoagulación , así como mediante la colocación de un stent o la creación de un bypass para mantener el flujo sanguíneo entre la madre y el feto. [2]
El uso de úteros artificiales fue denominado por primera vez ectogénesis por el pionero británico-indio JBS Haldane en 1923. [17] [18] [19] [20]
Especificando la terminología relacionada, un documento determina:
"Una posible aplicación de esta tecnología, aunque remotamente posible, es la 'ectogénesis completa', es decir, la gestación completa fuera del cuerpo humano. Esto afectará en gran medida la participación humana comprobada durante la gestación, convirtiéndola en un evento extracorpóreo y transformando así por completo la noción convencional de embarazo". [21]
Emanuel M. Greenberg escribió varios artículos [ aclaración necesaria ] sobre el tema del útero artificial y su posible uso en el futuro. [22]
El 22 de julio de 1954, Emanuel M. Greenberg presentó una patente para el diseño de un útero artificial. [23] La patente incluía dos imágenes del diseño de un útero artificial. El diseño en sí incluía un tanque para colocar el 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. [23]
En 1996, la Universidad Juntendo de Tokio desarrolló la incubación fetal extrauterina (EUFI). [24] El proyecto fue dirigido por Yoshinori Kuwabara, que estaba interesado en el desarrollo de recién nacidos inmaduros. El sistema se desarrolló utilizando catorce fetos de cabra que luego se colocaron en líquido amniótico artificial en las mismas condiciones que una cabra madre. [24] [25] Kuwabara y su equipo lograron mantener los fetos de cabra en el sistema durante tres semanas. [24] [25] Sin embargo, el sistema tuvo varios problemas y no estaba listo para las pruebas en humanos. [24] Kuwabara mantuvo la esperanza de que el sistema se mejorara y luego se usara en fetos humanos. [24] [25]
En 2017, los investigadores del Hospital Infantil de Filadelfia 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. [1] [7] El sistema consta de 3 componentes principales: un circuito arteriovenoso sin bomba, un entorno de 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 resistencia muy baja para imitar lo más fielmente posible la circulación fetal/placentaria normal. El entorno de líquido 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 del 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. [26] El cordón umbilical de los corderos se conecta a una máquina fuera de la bolsa diseñada para actuar como una placenta y proporcionar oxígeno y nutrientes y también eliminar cualquier desecho. [1] [7] 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". [7] El sistema logró ayudar a los fetos de cordero prematuros a desarrollarse normalmente durante un mes. [7] De hecho, los científicos han hecho funcionar a 8 corderos con el mantenimiento de niveles estables de flujo del circuito equivalentes al flujo normal a la placenta. Específicamente, han hecho funcionar a 5 fetos de 105 a 108 días de gestación durante 25-28 días, y a 3 fetos de 115 a 120 días de gestación durante 20-28 días. Las ejecuciones más largas se terminaron a los 28 días debido a limitaciones del protocolo animal 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. [26] Alan Flake, cirujano fetal del Hospital Infantil de Filadelfia, espera poder realizar pruebas en fetos humanos prematuros, pero esto podría tardar entre tres y cinco años en convertirse en realidad. [7] Flake, que dirigió el estudio, considera que la posibilidad de que su tecnología recree un embarazo completo es "una quimera en este momento" y no tiene intención personal de crear la tecnología para hacerlo. [7]
Desde 2016, los investigadores de la TU/e y sus socios se han propuesto desarrollar un útero artificial que sustituya adecuadamente el entorno protector del útero materno en caso de parto prematuro, previniendo complicaciones de salud. El útero artificial y la placenta proporcionarán un entorno natural para el bebé con el objetivo de facilitar la transición a la vida de 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, y la monitorización avanzada y el modelado computacional proporcionarán orientación clínica. [27]
El consorcio de tres universidades europeas que trabajan en el proyecto está formado por las universidades de 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 millones. Juntos, los socios de PLS aportan conocimientos médicos, de ingeniería y matemáticos conjuntos para desarrollar y validar el sistema de soporte vital perinatal utilizando tecnologías de simulación innovadoras. 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 expertos líderes 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 empresa Juno Perinatal Healthcare, que se encarga de valorizar la investigación realizada. Puede encontrar más información sobre la empresa aquí; [28]
Más información sobre el proyecto de las universidades técnicas y sus investigadores se puede encontrar aquí: [29]
En 2021, el Instituto de Ciencias Weizmann de Israel construyó un útero mecánico y cultivó embriones de ratón fuera del útero durante varios días. [30] Este dispositivo también se utilizó en 2022 para nutrir células madre de ratón durante más de una semana y cultivar embriones sintéticos a partir de células madre. [31] [32]
El desarrollo de úteros artificiales y la ectogénesis plantea consideraciones bioéticas y jurídicas, y también tiene implicaciones importantes para los derechos reproductivos y el debate sobre el aborto . [33]
Los úteros artificiales pueden ampliar el rango de viabilidad fetal , lo que plantea interrogantes sobre el papel que desempeña la viabilidad fetal dentro de la legislación sobre el aborto . En la teoría de la separación, por ejemplo, los derechos al 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. [34] [35]
Un ensayo de 2007 plantea la teoría de que los niños que se desarrollan en un útero artificial pueden carecer de "algún vínculo esencial con sus madres que tienen otros niños". [36]
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". [37] [38]
Arathi Prasad sostiene en su columna en The Guardian, en su artículo “Cómo los úteros artificiales cambiarán nuestras ideas sobre género, familia e igualdad”, que “dará a los hombres una herramienta esencial para tener un hijo sin necesidad de una mujer, si así lo deciden. Nos obligará a cuestionar los conceptos de género y paternidad”. Además, defiende los beneficios para las parejas del mismo sexo, diciendo: “También podría significar que se puede prescindir de la división entre madre y padre: un útero fuera del cuerpo de una mujer serviría a las mujeres, a las mujeres trans y a las parejas masculinas del mismo sexo por igual y sin prejuicios”. [39]
Los úteros artificiales son comunes en la ciencia ficción.
En el libro Un mundo feliz de 1932 , todos los bebés crecen en úteros artificiales dentro de una línea de montaje .
En Matrix , los humanos crecen dentro de úteros artificiales atendidos por robots.
La película The Pod Generation, de 2023 , presenta úteros artificiales desmontables llamados cápsulas. El Womb Center permite a las parejas compartir el embarazo de manera más equitativa con las cápsulas. [40] [ se necesita una mejor fuente ]
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