Ilustracija Nicolás Ortega

Bioinženjerski jajnici mogu preživjeti kod miševa. Ljudi su sljedeći.

Ova tehnologija može povećati plodnost i fino podesiti razinu hormona.

Ja imam nekoliko laboratorija širom svijeta, istraživači rade na radikalnoj novoj oplodnji za žene: umjetnom jajniku.

Ideja je da bi, počevši od samo malog komadića tkiva, znanstvenici mogli uzgajati posve novi organ, a zatim ga implantirati kako bi zamijenili neispravan jajnik. Ili mogu dati jajnik nekome tko se nije rodio, a umjesto toga uzima hormone - recimo, transrodnoj ženi. Također bi mogao postati alternativni način isporuke hormona ženama u menopauzi i drugima koji uzimaju hormone. Može čak preokrenuti menopauzu.

Donedavno su umjetni jajnici ugrađivani i testirani samo na životinjama koristeći životinjsko tkivo. No, veliki korak naprijed dogodio se u srpnju, kada su istraživači u Kopenhagenu pomoću ljudskog tkiva jajnika konstruirali umjetni jajnik koji je preživio kada su implantirani miševima.

Susanne Pors i njezin tim koristili su kemijsku otopinu kako bi uklonili stanice iz tkiva jajnika, ostavljajući iza sebe "skele" proteina i kolagena. Potom su postavili skele sa stotinama ljudskih folikula, vrećicama ispunjenim tekućinom u kojima se nalaze nezrela jaja.

Još jedan napredak dogodio se prošle godine, kada su reproduktivni znanstvenici sa Sveučilišta Northwestern izvijestili da su stvorili potpuno funkcionalni jajnik miša pomoću posebnog 3-D pisača. Koristili su želatinu kao "tintu" i ispisali skele, na koje su napunili mišje folikule. Kad su ga ugradili u miš koji je bio neplodan zbog uklanjanja jajnika, miš je mogao ovulirati i imao je zdrave štence nakon parenja s muškim mišem. Umjetni jajnik također je povećao razinu važnih hormona.

Učiniti da umjetni jajnik djeluje godinama bit će najveći izazov. U nedavnom radu u Kopenhagenu samo je četvrtina folikula preživjela najmanje tri tjedna. Umjetni jajnik otisnut na sjeverozapadu funkcionirao je 40 dana.

Unatoč tome, znanstvenici već vide načine kako umjetni jajnici trajati mnogo dulje, a potpuno funkcionalni mogu biti spremni za žene u desetljeću ili većem. Što znači da nije prerano razmišljati o svim načinima na koji bi se to moglo koristiti.

Obavljanje prijelaza

Umjetni jajnik se u početku zamišljao kao način za poboljšanje prakse zamrzavanja tkiva jajnika, što je opcija za djevojčice i žene koje trebaju biti podvrgnute tretmanima raka koji bi ih mogli učiniti neplodnim. Godinama kasnije, to tkivo može biti ugrađeno u žene kad budu spremne imati dijete. Ali taj postupak dolazi s rizikom od presađivanja tkiva koje još uvijek sadrži neke stanice raka.

"Ako ste imali umjetni jajnik, mogli biste izbjeći taj rizik", kaže Sandra Carson, potpredsjednica obrazovanja na Američkom kongresu opstetričara i ginekologa i čiji je bivši laboratorij na Sveučilištu Brown stvorio prvi umjetni jajnik, izviješteno je 2010. godine. Napravljen je od ljudskog tkiva, ali nikad implantirano.

Ubrzo su se drugi istraživači, poput Teresa Woodruff, reproduktivne znanstvenice na sjeverozapadu, zainteresirali za pokušaj konstruiranja. U početku joj je fokus bio na pacijenticama oboljelim od karcinoma, ali sada to vidi kao potencijalnu mogućnost za transrodne žene. Umjetni jajnik mogao bi se umetnuti neposredno ispod njihove kože, u minimalno invazivnom postupku, možda ispod ruke ili u masnom tkivu želuca.

Lijevo: Umjetni jajnik štakora u Opara-ovom laboratoriju. Desno: Skelet za jajčni miš, ispisan želatinom u Woodruffovom laboratoriju. (Ljubaznošću Instituta za regenerativnu medicinu Wake Forest i Sveučilišta Severozapad).

Zašto bi to radile žene? Jedan od razloga je to što bi to bilo dugotrajnije način isporuke hormona. No znanstvenici također misle da bi hormoni proizvedeni umjetnim jajnikom bili sigurniji i bolje podnošeni od tijela nego sintetski koji se koriste u hormonskoj terapiji. Tablete, flasteri i injekcije koje isporučuju estrogen, glavni hormon koji potiče razvoj ženskih karakteristika, pokazali su da povećavaju rizik od zdravstvenih problema poput krvnih ugrušaka i oštećenja jetre.

Još je futurističniji umjetni jajnik koji zapravo oslobađa jajašce. Ta jajašca su se mogla skupiti iz jajnika i oploditi in vitro, dopuštajući transrodnoj ženi da rodi dijete koristeći surogat. Na kraju, umjetni transplantat jajnika i maternice mogu omogućiti transrodnoj ženi da začeće i rodi dijete na vrijeme.

Porast plodnosti

Umjetni jajnik koji proizvodi jajašce mogao bi pomoći ženama s problemima plodnosti koji potječu iz jajnika, poput sindroma policističnih jajnika, koji pogađa gotovo jednu od 10 žena. PCOS je uzrokovan povišenom razinom hormona zvanog androgena. Mnoge žene s PCOS-om imaju problema s zatrudnjenjem, a neke uopće ne puštaju jajašca.

Žene s preuranjenim zatajenjem jajnika ili primarnom insuficijencijom jajnika također bi mogle imati koristi.

U žena s ovim stanjem jajnici prestaju raditi prije 40. godine, što dovodi do neplodnosti i simptoma menopauze. U oba slučaja ženama je mogao biti uklonjen jajnik, a umjetno implantiran.

Umjetni jajnik mogao bi produžiti i plodnost žene, pa je mogla čekati do kasnijeg života da ima dijete. "Teoretski biste mogli produžiti život jajnika nakon menopauze", kaže Carson.

Zamjena hormonske zamjene

Emmanuel Opara, profesor sa Wake Forest instituta za regenerativnu medicinu, smatra da bi umjetni jajnik mogao biti dobar za žene u postmenopauzi čak i ako ne žele imati djecu u toj fazi života.

Kao i kod transrodnih žena, hormoni koje stvaraju umjetni jajnik mogu biti sigurniji i učinkovitiji od sintetskih verzija. Mnoge se žene okreću hormonskoj nadomjesnoj terapiji ili HRT-u kad udari u menopauzi, budući da im jajnici postaju manji i oslobađaju manje hormona poput estrogena i progesterona. To može uzrokovati vrućice, suhoću vagine, probleme sa spavanjem, debljanje i, još gore, pogoršanje kostiju. No HRT se ne preporučuje za dugotrajnu upotrebu jer se čini da povećava rizik od moždanog udara, krvnih ugrušaka, srčanog udara i raka dojke i jajnika.

Što ako bi 75-godišnja žena željela da umjetni jajnik ima dijete?

Opara i njegovi kolege izradili su jajnike štakora izolirajući dvije glavne vrste stanica koje se nalaze u jajnicima - granuloza i teka stanice - i uzgajajući ih u trodimenzionalne kuglice tkiva. Implantirali su jajnike u masno tkivo štakora točno ispod kože koja prekriva trbuh. Tjedan dana kasnije umjetni organi počeli su proizvoditi estrogen, progesteron i dva druga hormona koji se ne koriste u hormonskoj nadomjesnoj terapiji. Životinje s umjetnim jajnicima imale su manje tjelesne masti i bolje zdravlje kostiju od onih koje su davale sintetičke hormone.

Ovaj umjetni jajnik bio je u stanju proizvesti hormone koji su fluktuirali tri mjeseca. Opara kaže da sugeriše da bi jajnik napravljen u laboratoriju mogao proizvesti razinu hormona koja odgovaraju onome što tijelo treba - prednost u odnosu na HRT.

Neodgovorena pitanja

Prije nego što umjetni jajnik postane stvarnost, trebat će ga testirati na većim životinjama kako bi bili sigurni i dugotrajni. Monica Laronda, reproduktivni endokrinolog i Woodruffova suradnica na Sveučilištu Northwestern, planira sljedeće testirati jajnik s 3D otisnutim jajnicima na svinjama. Grupa također misli da to može početi povećavati količinu vremena koje umjetni jajnik može funkcionirati. Trik će biti u tome da ga zasadite većim brojem nezrelih folikula, od kojih će neki ostati u stanju mirovanja čak i dok drugi ranije prerastu u zrela jajašca. Laronda i njezin tim otkrili su da je struktura umjetnog jajnika izravno povezana s tim hoće li folikuli preživjeti u jajniku ili ne.

Unatoč tome, velika su pitanja koja treba riješiti, kaže Cynthia Stuenkel, klinička profesorica medicine na Sveučilištu Kalifornija u San Diegu i glasnogovornica Endokrinog društva. Kaže da je ideja umjetnog jajnika uzbudljiva, ali da brine o mogućnosti da se hormoni vrate u žena u menopauzi. "Ženama obično nakon menopauze ne smeta da nemaju mjesečni menstrualni ciklus", kaže ona.

Drugo je pitanje što će od tkiva donatora biti potrebno napraviti umjetne jajnike transrodnim ženama ili onima koje nemaju zdravo tkivo jajnika. Uvijek postoji šansa da će ga primateljevo tijelo odbiti.

Na kraju, umjetni transplantat jajnika i maternice mogu omogućiti transrodnoj ženi da začeće i rodi dijete na vrijeme.

Također se postavlja pitanje hoće li postojati dobna granica za dobivanje umjetnog jajnika koji može stvoriti jajašca. Na primjer, Opara se pita: Što ako 75-godišnja žena želi da umjetni jajnik ima dijete? Mnoge klinike za plodnost imaju dobnu granicu od 45 do 50 za in vitro oplodnju, zbog zabrinutosti zbog komplikacija u trudnoći kako žene ostare. Postoji i ideja koju su nametnuli neki ljekari plodnosti da bi ženi ili njenom partneru trebalo ostaviti dovoljno životnog vijeka da može skrbiti o djetetu.

Prvo ipak stvari. Umjetni jajnici će se najbrže testirati na plodnost i druge lijekove u laboratoriju prije nego što ih žene nabave kako bi se uvjerili da su sigurni. I prvi ljudi kojima se ugradi umjetni jajnik vjerojatno će biti pacijenti s karcinomom. "Za pedijatrijske bolesnike ne govorimo samo o plodnosti, nego želimo obnoviti endokrini sustav koji je odgovoran za zdrav razvoj", kaže Woodruff. "To je zaista nezadovoljna potreba."