Wie könnte eine künstliche Gebärmutter aussehen?

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Am 19. September trafen sich mehrere Experten der US-amerikanischen Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA, um zu erörtern, wie die Forschung an künstlichen Gebärmüttern von Tieren auf Menschen übertragen werden könnte. Diese Geräte sollen extrem frühgeborenen Kindern etwas mehr Zeit geben, sich in einer mutterleibähnlichen Umgebung zu entwickeln, bevor sie wirklich auf die Welt kommen.

Die Technik wurde bereits an Hunderten von Lämmern und einigen Ferkeln getestet. Doch Tiermodelle können nicht vollständig vorhersagen, wie die Technologie beim Menschen funktionieren wird. "Die schwierigste Frage, die zu beantworten ist, bleibt, wie viel Unbekanntes für uns akzeptabel ist", sagte An Massaro, die leitende Neonatologin der FDA im "Office of Pediatric Therapeutics", bei der Sitzung. Mit dieser Frage werden sich die Aufsichtsbehörden auseinandersetzen müssen, wenn die Forschung das Labor verlässt und in die ersten Versuche am Menschen mündet.

Was ist eine künstliche Gebärmutter überhaupt?

Eine künstliche Gebärmutter ist ein experimentelles medizinisches Gerät, das extrem frühgeborenen Kindern eine gebärmutterähnliche Umgebung bieten kann. Bei den meisten Systemen schwimmt der Säugling in einem durchsichtigen "Biobeutel", der von Flüssigkeit umgeben ist. Die Idee ist, dass sich die Frühgeborenen nach der Geburt einige Wochen lang in diesem Gerät weiterentwickeln können – sodass sie, wenn sie aus dem Gerät entnommen werden, eher in der Lage sind, zu überleben. "Außerdem soll die Technik weniger Komplikationen bei der herkömmlichen Behandlung zeigen", sagt George Mychaliska, Kinderchirurg an der Universität von Michigan.

Einer der wichtigsten Faktoren, der das Überleben von extrem frühgeborenen Kindern einschränkt, ist die Entwicklung der Lunge. Anstatt Luft zu atmen, würden die Atemorgane der Babys in einer künstlichen Gebärmutter mit im Labor hergestelltem Fruchtwasser gefüllt, das das Fruchtwasser, das sie in der Gebärmutter gehabt hätten, nachahmt. Neonatologen würden Schläuche in die Blutgefäße der Nabelschnur einführen, damit das Blut des Säuglings durch eine künstliche Lunge zirkulieren kann, um Sauerstoff aufzunehmen. Die "extrauterine Umgebung für die Entwicklung von Neugeborenen", kurz EXTEND, die am ehesten für Tests am Menschen geeignet ist, umschließt das Baby in einem Behälter, der mit im Labor hergestelltem Fruchtwasser gefüllt ist. Das System wurde von Alan Flake und Marcus Davey am Children's Hospital of Philadelphia erfunden und wird von Vitara Biomedical entwickelt.

Auch andere Forscher arbeiten an künstlichen Gebärmüttern, wenn auch mit etwas größerem Abstand von klinischen Studien am Menschen.. Wissenschaftler in Australien und Japan entwickeln ein System, das EXTEND sehr ähnlich ist. In Europa arbeitet das Projekt "Perinatal Life Support" an seiner eigenen Technologie. Und in Kanada haben Forscher ihre Version einer künstlichen Gebärmutter an Ferkeln getestet. Forscher an der Universität von Michigan arbeiten an einem ähnlichen Verfahren, das bei Frühgeborenen eingesetzt werden soll, bei denen herkömmliche Therapien wahrscheinlich nicht anschlagen. Anstatt in Flüssigkeit zu schwimmen, würden die Säuglinge nur ihre Lungen mit künstlichem Fruchtwasser gefüllt bekommen. "Es handelt sich um ein System, das in bestehenden Intensivstationen mit relativ wenigen Änderungen eingesetzt werden könnte, sodass "wir glauben, dass es mehr klinische Anwendbarkeit hat", sagt Mychaliska, der das Projekt leitet.

Wann wird diese Technologie am Menschen getestet?

Die im EXTEND-System verwendete Technologie wurde bisher an etwa 300 Lammföten getestet, mit guten Ergebnissen. Die Lämmer können in dem Sack drei oder sogar vier Wochen lang überleben und sich entwickeln. Um mit den Tests am Menschen fortzufahren, benötigt das Unternehmen eine Ausnahmegenehmigung der FDA. Auf einer Sitzung im Juni sagte Flake, dass Vitara bereit sein könnte, diese Ausnahmegenehmigung im September oder Oktober zu beantragen. Als Flake jedoch auf der Sitzung des beratenden Ausschusses im September direkt gefragt wurde, wie weit die Technologie fortgeschritten ist, lehnte er eine Antwort ab. Er sagte, er könne den Zeitplan mit dem beratenden Ausschuss "während des Teils der Sitzung besprechen, der für die Öffentlichkeit geschlossen" war. Um grünes Licht für eine Studie zu erhalten, müssen die FDA-Beamten davon überzeugt sein, dass die Babys, die mit EXTEND getestet werden, wahrscheinlich von dem System profitieren – und dass es ihnen mindestens genauso gut geht wie den Babys, die die derzeitige Standardbehandlung erhalten.

Wie würden die ersten Tests am Menschen aussehen?

Das Verfahren erfordert einen sorgfältig choreografierten Transfer des Kindes. Zunächst muss das Baby per Kaiserschnitt entbunden und sofort Schläuche in die Nabelschnur eingeführt werden, bevor es in den mit Flüssigkeit gefüllten Behälter übertragen wird. Die Technik würde wahrscheinlich zuerst bei Säuglingen eingesetzt, die in der 22. oder 23. Woche geboren werden und für die es nicht viele andere Möglichkeiten gibt. "Man möchte keinen Säugling in dieses Gerät einsetzen, der sonst gut mit einer konventionellen Therapie zurechtkäme", sagt Mychaliska. In der 22. Schwangerschaftswoche sind die Babys noch winzig und wiegen oft weniger als ein Pfund. Und ihre Lungen befinden sich noch in der Entwicklung. Als die Forscher Babys untersuchten, die zwischen 2013 und 2018 geboren wurden, lag die Überlebensrate derjenigen, die nach 22 Wochen reanimiert werden mussten, bei 30 %. Diese Zahl stieg auf fast 56 % bei 23 Wochen. Und Babys, die in diesem Stadium geboren werden und überleben, haben ein erhöhtes Risiko für neurologische Entwicklungsstörungen, zerebrale Lähmungen, Mobilitätsprobleme, Hörstörungen und andere Behinderungen.

Die Auswahl der richtigen Studienteilnehmer wird schwierig sein. Einige Experten sind der Meinung, dass das Gestationsalter nicht das einzige Kriterium sein sollte. Erschwerend kommt hinzu, dass die Prognosen von medizinischem Zentrum zu medizinischem Zentrum sehr unterschiedlich sind und sich in dem Maße verbessern, wie die Krankenhäuser lernen, wie sie diese Frühgeborenen am besten behandeln können. Am Stead Family Children's Hospital der University of Iowa zum Beispiel liegen die Überlebensraten weit über dem Durchschnitt: 64 Prozent für Babys, die nach 22 Wochen geboren wurden. Es ist sogar gelungen, eine Handvoll Säuglinge, die mit 21 Wochen geboren wurden, am Leben zu erhalten. "Diese Babys sind kein hoffnungsloser Fall. Sie können sehr wohl überleben. Sie können sehr wohl gedeihen, wenn man sie richtig behandelt", sagt Brady Thomas, Neonatologe bei Stead. "Wird die Einführung dieser Technologie wirklich einen so großen Einfluss haben, und welche Risiken können für diese kleinen Patienten bestehen, wenn man mit der Erprobung beginnt?"

Auch die Prognose ist von Baby zu Baby sehr unterschiedlich und hängt von einer Reihe von Faktoren ab. "Die Mädchen haben es besser als die Jungen. Die Größeren schneiden besser ab als die Kleineren", sagt Mark Mercurio, Neonatologe und pädiatrischer Bioethiker an der Yale School of Medicine. Wie schlecht muss also die Prognose bei der derzeitigen Therapie sein, um den Einsatz einer künstlichen Gebärmutter zu rechtfertigen? Diese Frage würde Mercurio gerne beantwortet sehen.

Was sind die Risiken?

Eine allgegenwärtige Sorge bei den kleinsten Babys sind Hirnblutungen. "Das liegt an einer Reihe von Faktoren – eine Kombination aus der Unreife des Gehirns und zum Teil der Behandlung, die wir anbieten", sagt Mychaliska. Babys in einer künstlichen Gebärmutter müssten Blutverdünner erhalten, um die Bildung von Blutgerinnseln an der Stelle zu verhindern, wo die Schläuche in den Körper eindringen. "Ich glaube, dass ein Frühgeborenes dadurch einem sehr hohen Risiko für Hirnblutungen ausgesetzt ist", sagt er.

Und es geht nicht nur um das Baby. Um für EXTEND in Frage zu kommen, müssen die Säuglinge per Kaiserschnitt entbunden werden, was für die Schwangere ein höheres Risiko für Infektionen und Blutungen bedeutet. Eine Entbindung per Kaiserschnitt kann sich auch auf künftige Schwangerschaften auswirken.

Wenn es also funktioniert, könnten Babys vollständig außerhalb des Mutterleibs gezüchtet werden?

Nicht in naher Zukunft. Vielleicht sogar nie. In einer im Jahr 2022 veröffentlichten Arbeit bezeichneten Flake und seine Kollegen dieses Szenario als einen "entwicklungstechnisch naiven, aber sensationell spekulativen Wunschtraum". Das Problem ist ein zweifaches. Erstens ist die Entwicklung des Fötus ein sorgfältig choreografierter Prozess, der auf der chemischen Kommunikation zwischen dem Körper der schwangeren Eltern und dem Fötus beruht. Selbst wenn die Forscher alle Faktoren kennen würden, die zur Entwicklung des Fötus beitragen – und das tun sie nicht –, gibt es keine Garantie, dass sie diese Bedingungen nachbilden können. Das zweite Problem ist die Größe. Bei den künstlichen Gebärmuttern, die derzeit entwickelt werden, müssen die Ärzte einen kleinen Schlauch in die Nabelschnur des Kindes einführen, um sauerstoffreiches Blut zuzuführen. Je kleiner die Nabelschnur ist, desto schwieriger wird dies.

Was sind die ethischen Bedenken?

Es gibt kurzfristig Bedenken, wie sichergestellt werden kann, dass die Forscher eine ordnungsgemäße Einwilligung der Eltern bekommen, die ihre Babys unbedingt retten wollen. "Das ist ein Problem, das sich bei vielen Therapien, die eine letzte Chance bieten, stellt", sagt Vardit Ravitsky, Bioethikerin und Präsidentin des Hastings Center, einem Forschungsinstitut für Bioethik. Wenn die künstliche Gebärmutter funktioniert, werden sich weitere wichtige Fragen stellen. Wenn diese Geräte eingesetzt werden, um zu früh geborene Kinder zu retten, "ist das natürlich potenziell eine wunderbare Technik", sagt Ravitsky. Aber wie bei jeder Technologie können sich auch andere Einsatzmöglichkeiten ergeben. Stellen Sie sich vor, eine Frau möchte eine Schwangerschaft in der 21. oder 22. Woche abbrechen und dieses Verfahren ist verfügbar. Wie würde sich das auf das Recht einer Frau auswirken, selbst zu entscheiden, ob sie die Schwangerschaft austrägt oder nicht? "Wenn wir sagen, dass eine Frau ein Recht auf Abtreibung hat, meinen wir dann das Recht, sich physisch von dem Fötus zu trennen? Oder meinen wir das Recht, keine biologische Mutter zu werden?" fragt Ravitsky.

Da sich die Technik noch in einem frühen Stadium befindet, mag diese Situation weit hergeholt erscheinen, aber es lohnt sich, jetzt schon über die Auswirkungen nachzudenken. Elizabeth Chloe Romanis, die an der Durham University in Großbritannien Gesundheitsrecht und Bioethik erforscht, argumentierte auf der FDA-Beratungstagung, dass "ein Wesen, das sich außerhalb des Körpers in der Schwangerschaft befindet, ein einzigartiges menschliches Wesen ist". Es habe möglicherweise andere Bedürfnisse und benötige andere Schutzmaßnahmen. Die Einführung einer künstlichen Gebärmutter wirft daher alle möglichen Fragen auf, so Ravitsky: "Was ist ein Fötus, was ist ein Baby, was ist ein Neugeborenes, was ist Geburt, was ist Lebensfähigkeit?" Diese Fragen haben nicht nur ethische, sondern auch rechtliche Auswirkungen. "Wenn wir jetzt nicht anfangen, darüber nachzudenken, werden wir viele blinde Flecken erleben", sagt sie.

(bsc)