útero artificial

Una mujer aún puede suministrar nutrientes y eliminar productos de desecho si el útero artificial está conectado a ella. ^{[ 2 ]} También puede brindar protección inmunológica contra enfermedades al transmitir anticuerpos IgG al embrión o feto. ^{[ 2 ]}

El suministro y la eliminación artificiales tienen la ventaja potencial de permitir que el feto se desarrolle en un entorno que no se vea afectado por la presencia de enfermedades, contaminantes ambientales, alcohol o drogas que un ser humano pueda tener en el sistema circulatorio. ^{[ 2 ]} No existe riesgo de una reacción inmunitaria hacia el embrión o feto que podría surgir de una tolerancia inmunitaria gestacional insuficiente . ^{[ 2 ]} Algunas funciones individuales de un proveedor y eliminador artificial incluyen:

• La eliminación de desechos puede realizarse mediante diálisis . ^{[ 2 ]}
• Para la oxigenación del embrión o feto y la eliminación de dióxido de carbono , la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) es una técnica eficaz que ha mantenido vivos fetos de cabra hasta 237 horas en tanques amnióticos. ^{[ 14 ]} La ECMO es actualmente una técnica utilizada en unidades de cuidados intensivos neonatales seleccionadas para tratar a recién nacidos a término con problemas médicos específicos que provocan la incapacidad del lactante para sobrevivir mediante el intercambio de gases a través de los pulmones. ^{[ 15 ]} Sin embargo, la vasculatura cerebral y la matriz germinal están poco desarrolladas en los fetos y, por consiguiente, existe un riesgo inaceptablemente alto de hemorragia intraventricular (HIV) si se administra ECMO a una edad gestacional inferior a 32 semanas. ^{[ 16 ]} Se ha sugerido la ventilación líquida como un método alternativo de oxigenación, o al menos como una etapa intermedia entre el útero y la respiración al aire libre. ^{[ 2 ]}
• Para la nutrición artificial, las técnicas actuales son problemáticas. ^{[ 2 ]} La nutrición parenteral total , según estudios realizados en lactantes con síndrome de intestino corto grave , tiene una supervivencia a los 5 años de aproximadamente el 20%. ^{[ 2 ] [ 17 ]}
• También quedan por abordar cuestiones relacionadas con la estabilidad hormonal . ^{[ 2 ]}

En teoría, se pueden utilizar proveedores y eliminadores de animales , pero cuando se trata del útero de un animal, la técnica podría enmarcarse más bien en el ámbito de la gestación interespecífica .

En un útero normal, el miometrio de la pared uterina funciona para expulsar al feto al final del embarazo, y el endometrio participa en la formación de la placenta. Un útero artificial puede incluir componentes con una función equivalente. Se han considerado métodos para conectar una placenta artificial y otros componentes internos directamente a la circulación externa. ^{[ 2 ]}

La interfaz entre el proveedor y el embrión o feto puede ser completamente artificial, por ejemplo, mediante el uso de una o más membranas semipermeables como las que se utilizan en la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO). ^{[ 14 ]}

También existe la posibilidad de cultivar una placenta utilizando células endometriales humanas . En 2002, se anunció que muestras de tejido de células endometriales cultivadas, extraídas de una donante humana, habían crecido con éxito. ^{[ 18 ] [ 19 ]} Posteriormente, la muestra de tejido se modificó genéticamente para formar la forma de un útero natural, y luego se implantaron embriones humanos en el tejido. Los embriones se implantaron correctamente en el revestimiento del útero artificial y comenzaron a crecer. Sin embargo, los experimentos se detuvieron después de seis días para mantenerse dentro de los límites legales permitidos por la legislación de fertilización in vitro (FIV) en los Estados Unidos . ^{[ 2 ]}

En teoría, se puede trasplantar una placenta humana dentro de un útero artificial, pero el paso de nutrientes a través de este útero artificial sigue siendo un problema sin resolver. ^{[ 2 ]}

La función principal de un tanque amniótico sería reemplazar la del saco amniótico , protegiendo físicamente al embrión o feto y permitiéndole moverse libremente. También debería mantener una temperatura óptima. La solución de Ringer lactato puede utilizarse como sustituto del líquido amniótico . ^{[ 14 ]}

Teóricamente, en caso de extracción prematura del feto del útero natural, se podría utilizar el cordón umbilical natural, manteniéndolo abierto mediante la inhibición médica de la oclusión fisiológica, mediante anticoagulación , así como mediante la colocación de un stent o la creación de un bypass para mantener el flujo sanguíneo entre la madre y el feto. ^{[ 2 ]}

Emanuel M. Greenberg escribió varios artículos sobre el tema del útero artificial y su uso potencial en el futuro. ^{[ 25 ]}

El 22 de julio de 1954, Emanuel M. Greenberg solicitó una patente para el diseño de un útero artificial. ^{[ 26 ]} La patente incluía dos imágenes del diseño. El diseño en sí comprendía un tanque para colocar el feto lleno de líquido amniótico, una máquina conectada al cordón umbilical, bombas de sangre, un riñón artificial y un calentador de agua. La patente le fue concedida el 15 de noviembre de 1955. ^{[ 26 ]}

En 1996, la Universidad de Juntendo en Tokio desarrolló la incubación fetal extrauterina (EUFI). ^{[ 27 ]} El proyecto fue liderado por Yoshinori Kuwabara, quien estaba interesado en el desarrollo de recién nacidos inmaduros. El sistema se desarrolló utilizando catorce fetos de cabra que luego fueron colocados en líquido amniótico artificial bajo las mismas condiciones que una cabra madre. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Kuwabara y su equipo lograron mantener los fetos de cabra en el sistema durante tres semanas. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Sin embargo, el sistema tuvo varios problemas y no estaba listo para pruebas en humanos. ^{[ 27 ]} Kuwabara mantuvo la esperanza de que el sistema se mejoraría y posteriormente se utilizaría en fetos humanos. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

En 2017, investigadores del Hospital Infantil de Filadelfia lograron perfeccionar el sistema extrauterino. El estudio utiliza fetos de cordero que se colocan en una bolsa de plástico llena de líquido amniótico artificial. ^{[ 1 ] [ 10 ]} El sistema consta de tres componentes principales: un circuito arteriovenoso sin bomba, un entorno de líquido estéril cerrado y un acceso vascular umbilical. En cuanto al circuito arteriovenoso sin bomba , el flujo sanguíneo es impulsado exclusivamente por el corazón fetal, combinado con un oxigenador de muy baja resistencia para imitar con la mayor precisión posible la circulación fetal/placentaria normal. El entorno de líquido estéril cerrado es fundamental para garantizar la esterilidad. Los científicos desarrollaron una técnica para la canulación de los vasos del cordón umbilical que mantiene una longitud de cordón umbilical nativo (5-10  cm) entre las puntas de las cánulas y la pared abdominal, para minimizar los eventos de decanulación y el riesgo de obstrucción mecánica. ^{[ 29 ]} El cordón umbilical de los corderos está conectado a una máquina fuera de la bolsa diseñada para actuar como una placenta y proporcionar oxígeno y nutrientes y también eliminar cualquier desecho. ^{[ 1 ] [ 10 ]} Los investigadores mantuvieron la máquina "en una habitación oscura y cálida donde los investigadores pueden reproducir los sonidos del corazón de la madre para el feto de cordero". ^{[ 10 ]} El sistema tuvo éxito en ayudar a los fetos de cordero prematuros a desarrollarse normalmente durante un mes. ^{[ 10 ]} De hecho, los científicos han mantenido 8 corderos con niveles estables de flujo del circuito equivalentes al flujo normal a la placenta. Específicamente, han mantenido 5 fetos de 105 a 108 días de gestación durante 25 a 28 días, y 3 fetos de 115 a 120 días de gestación durante 20 a 28 días. Los experimentos más largos se interrumpieron a los 28 días debido a limitaciones del protocolo animal, más que a inestabilidad alguna, lo que sugiere que el soporte para estos animales en gestación temprana podría mantenerse más allá de las 4 semanas. ^{[ 29 ]} Alan Flake, cirujano fetal del Hospital Infantil de Filadelfia, espera trasladar las pruebas a fetos humanos prematuros, pero esto podría tardar entre tres y cinco años en hacerse realidad. ^{[ 10 ]} Flake, quien dirigió el estudio, considera que la posibilidad de que su tecnología recree un embarazo completo es una "ilusión en este momento" y no tiene intención de crear personalmente la tecnología para lograrlo. ^{[ 10 ]}

En 2021, una empresa emergente fundada por Benn Lamm y George Church , Colossal Biosciences , comenzó la investigación y el desarrollo de úteros artificiales para animales para impulsar los esfuerzos de desextinción y conservación de especies como el mamut lanudo y el rinoceronte blanco del norte . ^{[ 30 ]} Un útero artificial también es necesario para revivir una especie sin especies sustitutas vivas adecuadas como la vaca marina de Steller o los tigres dientes de sable ^{[ 6 ]} Colossal en colaboración con la Universidad de Melbourne también ha desarrollado bolsas artificiales para marsupiales como parte de su proyecto de desextinción del tilacino . ^{[ 31 ]} En enero de 2025, Colossal y la Universidad de Melbourne afirmaron haber desarrollado un prototipo de útero artificial para marsupiales que ha alcanzado la mitad de la gestación de embriones de marsupiales unicelulares para impulsar la desextinción del tilacino, eliminando la necesidad de sustitutos de dunnart de cola gorda . Además, estas tecnologías podrían utilizarse para aumentar las poblaciones de marsupiales en peligro de extinción, como los demonios de Tasmania o los koalas . ^{[ 4 ]}

Desde 2016, investigadores de la TU/e ​​y sus socios trabajan en el desarrollo de un útero artificial que sustituya adecuadamente el entorno protector del útero materno en caso de parto prematuro, previniendo así complicaciones de salud. El útero y la placenta artificiales proporcionarán un entorno natural para el bebé, con el objetivo de facilitar la transición a la vida neonatal. El sistema de soporte vital perinatal (PLS, por sus siglas en inglés) se desarrollará utilizando tecnología de vanguardia: un maniquí simulará al bebé durante las pruebas y el entrenamiento, y la monitorización avanzada y el modelado computacional proporcionarán orientación clínica. ^{[ 32 ]}

El consorcio de tres universidades europeas que trabajan en el proyecto está formado por universidades de Aquisgrán, Milán y Eindhoven. En 2019, este consorcio recibió una subvención de 3 millones de euros, y actualmente se está tramitando una segunda subvención de 10 millones. Los socios del PLS aportan conjuntamente conocimientos médicos, de ingeniería y matemáticos para desarrollar y validar el sistema de soporte vital perinatal (PLS) mediante tecnologías de simulación innovadoras. Este consorcio interdisciplinario impulsará el desarrollo de estas tecnologías y las combinará para establecer el primer sistema de maduración fetal ex vivo para uso clínico. Este proyecto, coordinado por la Universidad Tecnológica de Eindhoven, reúne a expertos líderes mundiales en obstetricia, neonatología, diseño industrial, modelado matemático, soporte de órganos ex vivo y monitorización fetal no invasiva. El consorcio está liderado por el profesor Frans van de Vosse y el profesor y doctor Guid Oei. En 2020, los ingenieros Jasmijn Kok y Lyla Kok crearon la empresa derivada Juno Perinatal Healthcare, lo que garantiza la valorización de la investigación realizada. Más información sobre la empresa derivada se puede encontrar aquí; ^{[ 33 ]}

Más información sobre el proyecto de las universidades técnicas y sus investigadores se puede encontrar aquí: ^{[ 34 ]}

En 2021, el Instituto Weizmann de Ciencias de Israel construyó un útero mecánico y cultivó embriones de ratón fuera del útero durante varios días. ^{[ 35 ]} Este dispositivo también se utilizó en 2022 para nutrir células madre de ratón durante más de una semana y cultivar embriones sintéticos a partir de células madre. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

En Barcelona ( España ), en 2020, BCNatal, liderado por el Dr. Eduard Gratacós y apoyado por el Hospital Clínic de Barcelona y Sant Joan de Déu Barcelona , ​​lanzó el primer proyecto experimental de Placenta Artificial en Europa, financiado por la Fundación “ la Caixa ” con una subvención inicial de 3,35 millones de euros.

En junio de 2023, el equipo reveló su prototipo: la Incubadora Líquida Fetal, capaz de mantener corderos fetales en un entorno de líquido amniótico con circulación extracorpórea sin bomba. Lograron una supervivencia de 7 días en corderos fetales de 110 a 115 días de gestación, ^{[ 38 ]} mostrando una curva de aprendizaje exitosa en la canulación quirúrgica y el manejo del circuito. Simultáneamente, un estudio se centró en la adaptación cardiovascular aguda después de la conexión al sistema. ^{[ 39 ]} También en junio de 2023, BCNatal informó un hito de supervivencia extendida de 12 días en corderos fetales, demostrando la salud sostenida de los órganos y la monitorización no invasiva. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]} El proyecto entró en su segunda fase con 4,3 millones de euros adicionales (7,65 millones de euros en total, 2023-2026), con el objetivo de refinar la instrumentación y aumentar la supervivencia a tres o cuatro semanas en preparación para los ensayos clínicos.

El equipo de investigación planea comenzar los ensayos en humanos alrededor de 2027-2028, siempre que se obtenga toda la financiación necesaria. ^{[ 43 ]}

El desarrollo de úteros artificiales y la ectogénesis plantean consideraciones bioéticas y legales, y también tienen importantes implicaciones para los derechos reproductivos y el debate sobre el aborto . ^{[ 44 ]} La implementación de úteros artificiales requeriría tecnología avanzada y costos significativos, lo que podría limitar el acceso para las personas en países en desarrollo o con menos recursos.

Los úteros artificiales podrían ampliar el rango de viabilidad fetal , lo que plantea interrogantes sobre el papel que desempeña la viabilidad fetal en la legislación sobre el aborto . Según la teoría de la separación, por ejemplo, el derecho al aborto solo incluye el derecho a extraer el feto y no siempre se extiende a la interrupción del embarazo. Si es posible transferir el feto del útero materno a un útero artificial, la opción de interrumpir el embarazo de esta manera podría ofrecer una alternativa al aborto. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

Un ensayo de 2007 plantea la hipótesis de que los niños que se desarrollan en un útero artificial podrían carecer potencialmente de "algún vínculo esencial con sus madres que otros niños tienen". ^{[ 47 ]}

En su libro de 1970 , La dialéctica del sexo , la feminista Shulamith Firestone escribió que las diferencias en los roles reproductivos biológicos son una fuente de desigualdad de género . Firestone destacó el embarazo y el parto, argumentando que un útero artificial liberaría a las mujeres de la tiranía de su biología reproductiva. ^{[ 48 ] [ 49 ]}

Arathi Prasad argumenta en su columna en The Guardian en su artículo "Cómo los úteros artificiales cambiarán nuestras ideas de género, familia e igualdad" que "[i]n dará a los hombres una herramienta esencial para tener un hijo completamente sin una mujer, si así lo desean. Nos pedirá que cuestionemos los conceptos de género y paternidad". Además, argumenta a favor de los beneficios para las parejas del mismo sexo, diciendo: "También podría significar que se puede prescindir de la división entre madre y padre: un útero fuera del cuerpo de una mujer serviría a mujeres, mujeres trans y parejas masculinas del mismo sexo por igual sin prejuicios". ^{[ 50 ]} Incluso podría ser una solución para mujeres con infertilidad uterina absoluta.