Wissenschaft

Künstliche Gebärmütter könnten die Überlebenschancen von Frühchen erhöhen

Eine Vorrichtung, die an Lämmern getestet wurde, könnte eines Tages extrem kleinen Babys dabei helfen, gesund heranzuwachsen.Donnerstag, 9. November 2017

Von Erika Engelhaupt
In den USA kommen jedes Jahr etwa 30.000 Babys zur Welt, die jünger als 26 Wochen sind.

Wissenschaftler haben letzte Woche verkündet, dass acht Lammföten in einer künstlichen Gebärmutter vier Wochen lang überlebten und wuchsen – das ist bisher die längste Zeitspanne bei einem Tier. Das könnte sich als entscheidender Fortschritt in der Behandlung von Frühchen erweisen.

Das Team berichtete, dass sich die Lungen und anderen Organe der Lämmer so entwickelten, als wären sie im Mutterleib. Das stellt eine wichtige Verbesserung im Vergleich zu den Brutkästen und Beatmungsgeräten dar, die momentan genutzt werden, um Frühchen am Leben zu erhalten. Einige der Lämmer sind mittlerweile ausgewachsen und eines ist über ein Jahr alt.

„Sie scheinen sich in jeder Hinsicht normal zu entwickeln“, sagt der Studienleiter Alan Flake vom Kinderhospital Philadelphia. „Wir haben keinen Intelligenztest für Lämmer“, fügt er hinzu, „aber wir glauben, dass es ziemlich clevere Lämmchen sind.“

Die Forscher hoffen, dass eines Tages eine ähnliche Technologie genutzt werden könnte, um extrem früh geborenen Babys dabei zu helfen, gesund heranzuwachsen.

Die durchschnittliche Schwangerschaftsdauer beim Menschen beträgt 40 Wochen. Aber allein in den USA werden jedes Jahr 30.000 Babys vor der 26. Schwangerschaftswoche geboren. Besonders die 22 bis 23 Wochen alten Frühchen befinden sich am Rande der Lebensfähigkeit. Sie wiegen üblicherweise gerade mal um die 225 g und haben eine Überlebenschance von weniger als 50 Prozent. Von denen, die überleben, haben viele schwere Behinderungen wie Lungenerkrankungen und zerebrale Kinderlähmung.

Wenn die neue Vorrichtung Erfolg hat, könnten Eltern eines Frühchens eines Tages in einen Brutkasten schauen, der ein bisschen wie ein Aquarium aussieht. In dem Gerät befindet sich das Frühchen in einem durchsichtigen Kunststoffbeutel, der mit künstlichem Fruchtwasser gefüllt ist.

Das Baby atmet die Flüssigkeit ein, wie es das auch im Uterus tun würde. Seine Nabelschnur ist mit einer Maschine verbunden, die dem Blut Sauerstoff zuführt und Kohlendioxid abführt.

Die Wissenschaftler sagen, dass die künstliche Gebärmutter nicht das Original ablösen kann. Außerdem könne es keine Föten retten, die jünger als 22 oder 23 Wochen sind – diese seien einfach zu klein und unterentwickelt.

„Es ist sicher nicht unser Ziel, der Grenzen der Lebensfähigkeit auszudehnen“, sagte Flake während einer Pressekonferenz letzte Woche, in der die Ergebnisse vorgestellt wurden. „Unser Ziel ist es, die Überlebenschancen für extrem früh geborene Babys zu erhöhen.“

Die Gebärmutter in der Tüte

Das Team aus Philadelphia hat sein Gerät drei Jahre lang verbessert und getestet, wie es letzte Woche in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ berichtete. In der letzten Version testeten sie dann fünf Lämmer, die in einer Operation aus den Gebärmüttern ihrer Mütter entfernt wurden. Mit einem Alter von 105 bis 108 Tagen entsprachen sie von der Entwicklung her einem 23 Wochen alten menschlichen Fötus. Das Team testete außerdem drei Lämmer, die 115 bis 120 Tage alt waren.

Selbst die jüngsten Lämmchen entwickelten sich in den künstlichen Gebärmüttern normal und konnten sich bewegen und ihre Augen öffnen. Selbst ihre Schafswolle fing bereits an, sich in den Kunststoffbeuteln zu entwickeln. Sobald ihre Lungen und anderen Systeme weit genug entwickelt waren, wurden sie aus ihren Tüten „geboren“ und an Beatmungsgeräte angeschlossen. Dort zeigten sie eine normale Lungenfunktion.

Marcus Davey überwacht die künstliche Gebärmutter am Kinderhospital von Philadelphia.

„Das sind sehr vielversprechende und beeindruckende Ergebnisse“, sagt George Mychaliska, ein Kinder- und Fetalchirurg am Wissenschaftslabor für extrakorporale Zirkulation der Universität Michigan. Mychaliska und sein Team sind schon seit einem Jahrzehnt mit der Entwicklung ihres eigenen Systems beschäftigt. Dabei arbeiten sie mit Robert Barnett zusammen – dem Erfinder des ersten Geräts, das einer künstlichen Gebärmutter ähnelt.

Anders als das Gerät der Wissenschaftler aus Pennsylvania, bei dem das Herz des Fötus dessen Blut pumpen muss, verfügt das System aus Michigan über eine mechanische Pumpe. Bei beiden Systemen atmen die Föten künstliches Fruchtwasser, aber beim Michigan-Gerät befinden sie sich nicht in einer Tüte mit Flüssigkeit.

Beide Teams weisen auf die jeweiligen Vorteile ihrer Systeme hin: Eines vermeidet Pumpen, die ein kleines Herz belasten könnten, das andere gewährt einfacheren Zugang zum Baby, falls etwas schief geht. Bisher wurde aber keines von beiden an Menschen getestet.

Nicht „Die Matrix“

Das Ziel jeder künstlichen Gebärmutter sei es nicht, so Mychaliska, Babys völlig außerhalb ihrer Mütter wachsen zu lassen. „Das gehört in die Matrix“, sagt er in Bezugnahme auf einen Film von 1999, in dem Menschen in Kapseln gezüchtet werden.

„Der ganze Sinn der künstlichen Gebärmutter ist es, für einen gewissen Zeitraum eine uterine Umgebung nachzubilden, in der sich die Organe bis zu einem Punkt entwickeln können, ab dem das Baby postnatal überleben kann“, sagt er.

Alan Flake vom Kinderhospital Philadelphia führte das Team an, das die künstliche Gebärmutter entwickelt und getestet hat.

Für menschliche Babys ist dieser Punkt ab der 28. Lebenswoche erreicht. Dann haben sich die Lungen weit genug entwickelt, damit das Frühchen Sauerstoff atmen kann. In den meisten Fällen würde ein Baby zu diesem Zeitpunkt aus der künstlichen Gebärmutter entfernt werden, um das Risiko von Infektionen und Blutgerinnseln zu reduzieren, das mit dem Gerät einhergeht.

Sowohl Mychaliska als auch Flake sind zuversichtlich, dass solche künstlichen Gebärmütter schon bald Realität sein werden – egal welches Design sich durchsetzt.

Aber bevor es an Menschen getestet werden kann, muss ein solches Gerät noch mehr Tests an Tieren durchlaufen und demonstrieren, dass es sicher genug für menschliche Tests ist. Es müsste außerdem an menschliche Babys angepasst werden, die weniger als halb so groß wie die Lämmchen in der Studie sind. Beide Teams sagen, dass ihre Geräte in drei bis fünf Jahren für solche Tests bereit sein könnten.

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