Ilustrace Nicolás Ortega

Bioinženýrské ovaria mohou přežít u myší. Lidé jsou další.

Tato technologie by mohla zvýšit plodnost a doladit hladinu hormonů.

V hrstce laboratoří po celém světě vědci pracují na radikálně nové možnosti plodnosti pro ženy: umělý vaječník.

Myšlenka je taková, že vědci by mohli začít s malým kouskem tkáně, aby si vypěstovali zcela nový orgán a pak jej implantovali, aby nahradili vadný vaječník. Nebo by mohli dát vaječník někomu, kdo se s jedním nenarodil a místo toho bere hormony - řekněme transgender žena. Mohlo by se také stát alternativním způsobem podávání hormonů pro ženy v menopauze a jiné, které užívají hormony. Mohlo by to dokonce zvrátit menopauzu.

Donedávna byly umělé vaječníky implantovány a testovány pouze u zvířat s použitím zvířecí tkáně. Hlavní krok vpřed však nastal v červenci, kdy vědci v Kodani použili lidskou ovariální tkáň k vytvoření umělého vaječníku, který přežil, když byl implantován do myší.

Susanne Pors a její tým použili chemické řešení k odstranění buněk z ovariální tkáně a zanechali tak „lešení“ proteinů a kolagenu. Potom nasadili lešení stovkami lidských folikulů, tekutinou naplněných vaků, které obsahují nezralá vejce.

Další průlom přišel v loňském roce, kdy reprodukční vědci na Northwestern University uvedli, že vytvořili plně funkční vaječník myší se speciální 3D tiskárnou. Jako „inkoust“ použili želatinu a vytiskli lešení, které vyplnili myšími folikuly. Když ho implantovali do myši, která byla neplodná, než aby byla odstraněna vaječník, byla myš schopna ovulovat a měla zdravá mláďata po páření s mužskou myší. Umělé vaječníky také zvyšovaly hladinu důležitých hormonů.

Největší výzvou bude dostat umělý vaječník, aby fungoval roky. V nedávné práci v Kodani přežila alespoň tři týdny folikuly. Umělý vaječník vytištěný na severozápadě fungoval 40 dní.

Vědci však již vidí způsoby, jak umělé vaječníky vydržet mnohem déle, a plně funkční ty mohou být pro ženy připraveny zhruba za deset let. Což znamená, že není příliš brzy přemýšlet o všech způsobech, jak by mohl být použit.

Provedení přechodu

Umělý vaječník byl původně považován za způsob, jak zlepšit postup zmrazení ovariální tkáně, což je možnost pro dívky a ženy, které potřebují podstoupit léčbu rakoviny, což by mohlo způsobit, že by byly neplodné. O roky později může být tato tkáň implantována zpět ženám, když jsou připraveny mít dítě. Tento postup však přináší riziko transplantace tkáně, která stále obsahuje některé rakovinné buňky.

"Pokud byste měli umělý vaječník, můžete se tomuto riziku vyhnout," říká Sandra Carson, viceprezidentka pro vzdělávání na americkém kongresu porodníků a gynekologů, jehož bývalá laboratoř na Brownově univerzitě vytvořila první umělý vaječník. Byl vyroben z lidské tkáně, ale nikdy nebyl implantován.

Brzy se další výzkumníci, jako Teresa Woodruffová, reprodukční vědkyně v Northwestern, začali zajímat o to, aby si ji postavili. Zpočátku se zaměřovala na pacientky s rakovinou, ale nyní to vidí jako možnou alternativu pro transgender ženy. Umělý vaječník mohl být vložen těsně pod kůži, minimálně invazivním postupem, možná pod paží nebo do tukové tkáně žaludku.

Vlevo: Umělý vaječník potkanů ​​v Oparově laboratoři. Vpravo: Lešení pro vaječník myši potištěné želatinou v Woodruffově laboratoři. (S laskavým svolením Wake Forest Institute pro regenerativní medicínu a Northwestern University).

Proč by to tyto ženy dělaly? Jedním z důvodů je, že by to byl dlouhodobější způsob dodávání hormonů. Vědci si však také myslí, že hormony produkované umělým vaječníkem by byly tělem bezpečnější a lépe snášely než syntetické hormony používané při hormonální terapii. Bylo prokázáno, že pilulky, náplasti a injekce, které dodávají estrogen, hlavní hormon, který podporuje rozvoj ženských charakteristik, zvyšují riziko zdravotních problémů, jako jsou krevní sraženiny a poškození jater.

Ještě futurističtější je umělý vaječník, který ve skutečnosti uvolňuje vejce. Tato vejce mohla být sklizena z vaječníku a oplodněna in vitro, což umožnilo transgenderové ženě mít dítě pomocí náhradního. Nakonec může umělý vaječník a transplantace dělohy umožnit transgenderové ženě otěhotnět a nést dítě k porodu.

Zvyšování plodnosti

Umělý vaječník, který produkuje vejce, může ženám pomoci s problémy s plodností, které mají původ ve vaječníku, jako je syndrom polycystických vaječníků, který postihuje téměř jednu z 10 žen. PCOS je způsobena zvýšenou hladinou hormonu zvaného androgen. Mnoho žen s PCOS má potíže s otěhotněním a některé nikdy vejce neuvolňují.

Prospěch by mohly mít také ženy s předčasným selháním vaječníků nebo s primární nedostatečností vaječníků.

U žen s tímto stavem přestávají vaječníky pracovat před 40. rokem věku, což vyvolává neplodnost a menopauzální příznaky. V obou případech by ženy mohly mít odstraněn vaječník a umělý implantát.

Umělý vaječník může také rozšířit plodnost ženy, takže mohla počkat, až později v životě bude mít dítě. "Mohli byste teoreticky prodloužit život vaječníku mimo menopauzu," říká Carson.

Náhrada hormonální náhrady

Emmanuel Opara, profesor Ústavu regenerativní medicíny Wake Forest, si myslí, že umělý vaječník může být pro ženy po menopauze dobrý, i když nechtějí mít děti v tomto stádiu života.

Stejně jako u transgenderových žen mohou být hormony produkované umělým vaječníkem bezpečnější a účinnější než syntetické verze. Mnoho žen se obrací na hormonální substituční terapii (HRT), když zasáhnou menopauzu, protože jejich vaječníky se zmenšují a uvolňují méně hormonů, jako je estrogen a progesteron. To může způsobit návaly horka, vaginální suchost, problémy se spánkem, přibývání na váze a, horší, zhoršení kostí. HRT se však nedoporučuje pro dlouhodobé použití, protože se zdá, že zvyšuje riziko mrtvice, krevních sraženin, srdečního infarktu a rakoviny prsu a vaječníků.

Co když by 75letá žena chtěla, aby měl umělý vaječník dítě?

Opara a jeho kolegové vytvořili ovariální krysy tím, že izolovali dva hlavní typy buněk nalezených ve vaječnících - granulosa a theca buňky - a jejich růst do trojrozměrných tkání tkáně. Implantovali vaječníky do tukové tkáně potkanů ​​přímo pod kůži zakrývající břicho. O týden později umělé orgány začaly produkovat estrogen, progesteron a dva další hormony, které se nepoužívají při hormonální substituční terapii. Zvířata s umělým vaječníkem měla menší tělesný tuk a lepší stav kostí než zvířata, kterým byly podávány syntetické hormony.

Tento umělý vaječník byl schopen produkovat hormony, které kolísaly po dobu tří měsíců. Opara říká, že naznačuje, že vaječník vyrobený v laboratoři by mohl produkovat hladiny hormonů, které odpovídají tomu, co tělo potřebuje - výhoda oproti HRT.

Nezodpovězené otázky

Předtím, než se umělý vaječník stane realitou, bude třeba jej otestovat na větších zvířatech, aby se ujistil, že je bezpečný a dlouhodobý. Monica Laronda, reprodukční endokrinolog a Woodruffova spolupracovnice na Northwestern University, plánuje otestovat vaječník 3D tiskem svého týmu u prasat. Skupina si také myslí, že může začít zvyšovat dobu, po kterou může umělý vaječník fungovat. Trik bude spočítat to s větším počtem nezralých folikulů, z nichž některé zůstanou v klidu, i když jiné dorostou do zralých vajíček dříve. Laronda a její tým zjistili, že struktura umělého vaječníku je přímo spojena s tím, zda folikuly přežijí ve vaječníku.

Přesto je třeba vyřešit velké otázky, říká Cynthia Stuenkel, klinická profesorka medicíny na Kalifornské univerzitě v San Diegu a mluvčí endokrinní společnosti. Říká, že myšlenka umělého vaječníku je vzrušující, ale obává se, že hormony mohou u menopauzálních žen období vrátit. "Ženy po menopauze obvykle nevadí, že nemají měsíční menstruační cykly," říká.

Dalším problémem je, že dárcovská tkáň by byla nutná k tomu, aby vytvořila umělé vaječníky pro transgender ženy nebo ty, které nemají zdravou ovariální tkáň. Vždy existuje šance, že to tělo příjemce odmítne.

Nakonec může umělý vaječník a transplantace dělohy umožnit transgenderové ženě otěhotnět a nést dítě k porodu.

Je zde také otázka, zda existuje věková hranice pro získání umělého vaječníku, který dokáže produkovat vejce. Například, Opara si klade otázku: Co když by 75letá žena chtěla mít umělý vaječník, aby mělo dítě? Mnoho klinik plodnosti má věkovou hranici 45 až 50 let pro oplodnění in vitro, což je z důvodu těhotenství komplikací, jak ženy stárnou. Existuje také představa, kterou zavádějí někteří lékaři v oblasti plodnosti, že žena nebo její partner by měl mít dostatek délky života, aby se mohl o dítě starat.

Nejdříve však první. Nejrychlejším použitím umělých vaječníků bude testování plodnosti a dalších léků v laboratoři, než je ženy získají, aby se ujistil, že jsou bezpečné. A první lidé, kteří dostanou umělé vaječníky, budou pravděpodobně pacienti s rakovinou. "U pediatrických pacientů nemluvíme jen o plodnosti, ale také chceme obnovit endokrinní systém, který je zodpovědný za zdravý vývoj," říká Woodruff. "Je to opravdu neuspokojená potřeba."