Realizzato l’utero artificiale: è in grado di far sopravvivere agnellini estremamente prematuri (VIDEO)
Entro una decina di anni potrebbe salvare migliaia di bambini prematuri
[27 Aprile 2017]
Lo studio “An extra-uterine system to physiologically support the extreme premature lamb”, pubblicato su Nature Communications da un team di ricerca guidato da Emily Partridge, del Center for fetal research, del Children’s Hospital of Philadelphia (Chop) Research Institute potrebbe dare grandi speranze per la sopravvivenza in buna salute dei bambini nati fortemente prematuri.
Come spiegano gli scienziati statunitensi, «Ogni bambino inizia la vita in un paradiso costruito da delle meraviglie biologiche. Il cordone ombelicale lega il feto alla placenta della madre e non solo consente lo scambio di gas del sangue al posto della respirazione dell’aria respirazione, ma gli permette anche di galleggiare e ruotare in incubazione all’interno del caldo liquido amniotico, intanto soddisfa ogni esigenza nutrizionale mentre si sviluppa per essere pronto per la vita indipendente».
I bambini nati troppo prematuri soffrono per la perdita di questo del paradiso e negli Usa circa 30.000 all’anno sono criticamente prematuri: con meno di 26 settimane. I prematuri più fragili che non hanno alcuna speranza di essere vitali, nascono a soli 22 o 23 settimane e hanno di fronte enormi lotte da affrontare nelle loro prime ore e giorni di vita. Una delle più grandi minacce sono i loro fragili polmoni sottosviluppati, che non vorrebbero inspirare ed espirare l’aria secca che hanno intorno. I neonati estremamente i prematuri che sopravvivono vanno incontro a un rischio di morbilità del 90% e spesso dovranno affrontare per tutta la vita cure complesse.
La Partridge sottolinea: «Basta guardarli ed è subito chiaro che non dovrebbero essere ancora qui. Non sono pronti. Ho avuto molti incontri interessanti con questi pazienti durante la mia formazione, ognuno dei quali in realtà mi ha portato all’idea che dovremmo essere in grado di fare meglio per loro». E’ da questo desiderio che è nato un team multidisciplinare Del Chop che ha puntato d sull’ingegnosità, l’innovazione e la perseveranza per creare un utero artificiale che imita il più possibile l’ambiente che un feto sperimenta nel grembo materno. Il sistema, che finora è stato testato solo su animali, un giorno potrebbe trasformarsi in una cura per i bambini estremamente prematuri, dando loro un paio di settimane in più, preziose per sviluppare i loro polmoni e altri organi.
Uno degli autori dello studio, Alan Flake, direttore del Center for fetal research del Chop e professore di chirurgia e ostetricia e ginecologia alla Perelman School of Medicine dell’università della Pennsylvania, spiega a sua volta che «Questi bambini hanno un bisogno urgente di un ponte tra il grembo della madre e il mondo esterno. Se siamo in grado di sviluppare un sistema extra-uterino per sostenere la crescita e la maturazione degli organi solo per poche settimane, siamo in grado di migliorare notevolmente i risultati per i neonati estremamente prematuri».
Quello realizzato è un sistema sterile, sigillato e isolato dalle variazioni di temperatura, pressione e luce che elimina così la possibilità che il feto venga attaccato da infezioni pericolose. Un’idea che in un primo momento sembrava fantascienza ma che il lavoro di oltre 4 anni di un gruppo di scienziati ha reso realtà.
Al Chop sottolineano che sono stati necessari molti adeguamento tecnologico al sistema di incubazione e di monitoraggio fisiologico e la realizzazione di 4 prototipi testati in studi preclinici. Su Nature Communications viene presentato il prototipo più recente testato su 8 feti di agnelli, che hanno uno sviluppo prenatale del polmone simile a quello umano. Gli agnellini sono rimasti nell’utero artificiale per un massimo di 28 giorni e alla fine erano tutti in buona salute. I loro segni vitali, il flusso sanguino, l’emogas fetale e altri parametri, sono stati monitorati 24 ore su 24.
Il primo dispositivo era un’incubatrice di vetro con dispositivi di monitoraggio, l’’attuale modello preclinico utilizza un contenitore pieno di liquido meticolosamente progettato, regolabile per adattarsi ciascun feto e sostenerlo come se venisse portato nell’utero. Un sistema amniotico con uno scambio continuo di fluido sviluppata dal fisiologo fetale Marcus Davey del Chop, fornisce nutrienti e fattori di crescita che sono prodotte in laboratorio. Il cuore del feto pompa sangue attraverso il cordone ombelicale in un ossigenatore esterno a bassa resistenza che sostituisce la placenta materna nello scambio di ossigeno e anidride carbonica. Il sistema non si basa su una pompa esterna gestire la circolazione perché anche una leggera pressione artificiale può fatalmente sovraccaricare il cuore sottosviluppato e non c’è ventilatore perché polmoni immaturi non sono pronti a fare il loro lavoro respirando ossigeno atmosferico. Gli scienziati hanno imitato la natura e si sono adeguati alla normale fisiologia di un feto, riuscendo a realizzare un sistema che garantisce una sopravvivenza dei bambini estremamene prematuri e che «Potrebbe stabilire un nuovo standard di cura per questo sottogruppo di neonati».
Alcuni agnellini sono stati sottoposti ad eutanasia per poterli studiare, ma alcuni si sono sviluppati e sono nati nell’utero artificiale e ora hanno un anno e sono in ottima salute.
Inoltre, l’utero artificiale non è destinato a sostenere un bambino fino al termine delle 40 settimane, ma punta a stabilizzare il feto durante il periodo critico, quando un bambino molto precoce è più a rischio, finché raggiunge 28 o 29 settimane, quando c’è una migliore possibilità di sopravvivenza e di buoni risultati. Poi i prematuri vengono trasferiti in cura in un’unità di terapia intensiva neonatale tradizionale.
Se ulteriori ricerche dimostreranno che gli studi su animali potrebbero tradursi in una pratica clinica, Flake prevede che all’incirca entro un decennio il sistema potrebbe essere utilizzato per ridurre la mortalità e la disabilità per i neonati estremamente prematuri e aggiunge: «Il tentativo di ricreare l’esperienza del grembo materno è stato uno straordinario sforzo di ricerca che presenta enormi sfide di ingegneria e circolatorie, ma è stato anche uno degli sforzi più gratificanti per il team del mio laboratorio».
La Partridge conclude: «Avere la possibilità di lavorare su un progetto al quale avevo pensato per anni, da quando ho visto bambini malati in terapia intensiva, è stato davvero la realizzazione di un sogno. Ed ha richiesto uno sforzo abbastanza eroico da parte del team per fare in modo che questo avvenisse… Ma è stato solo un privilegio di fare questo lavoro, grazie al potenziale che rappresenta. Questi bambini sono alla disperata ricerca di soluzioni attraverso l’innovazione».