Самая невероятная часть ЭКО слияние сперматозоида и яйцеклетки является наиболее простым этапом.
Для некоторых животных оплодотворение вне тела есть абсолютно естественный процесс. У глубоководной рыбыудильщика прелюдия состоит в том, что самец кусает за бок самку, превышающую его по размеру более чем в десять раз. Когда романтике приходит конец, самец начинает буквально аннигилировать, растворяться в самке до тех пор, пока от его тела не останется ничего, кроме семенников[4]. Во время нереста яйцеклетки самки высвобождаются и присоединяются к сперматозоидам из бестелесных яичек. Оплодотворение происходит прямо в воде повсюду. Без рук. Синий кит выбрасывает во время эякуляции более 1500 литров спермы. Возможно, это одна из причин, почему морская вода соленая. Лишь 10 % от общего количества попадает в самку, то есть примерно 1300 литров остаются в океане. Это еще один повод не пить морскую воду.
Разумеется, ученые не могли пройти мимо возможности экстракорпорального оплодотворения и принялись экспериментировать с наземными млекопитающими. Любопытно, что первым испытуемым был выбран кролик, хорошо известный своим неутолимым половым голодом. Венгерский ученый Самуэль Леопольд Шенк еще в 1878 году доказал, что искусственно зачать кролика вполне реально, однако до создания в лаборатории человеческого эмбриона было еще далеко.
Представьте, что чувствовал первый человек, наблюдавший за сотворением новой жизни. Американская исследовательница латвийского происхождения Мириам Менкин была высокообразованным лаборантом и работала в Бесплатной женской больнице в Бостоне, штат Массачусетс. Ей первой в мире удалось осеменить человеческую яйцеклетку вне тела и стать своего рода «матерьюсоздательницей». С 1938 года, на протяжении шести лет, Менкин неустанно трудилась в лаборатории. Каждый вторник исследовательница тщательно отбирала яйцеклетки размером с песчинку из яичников, удаленных во время плановых операций. По средам к яйцеклеткам в чашках Петри она добавляла сперматозоиды. Четверг проходил в надеждах и молитвах, а по пятницам Менкин с замиранием сердца склонялась над микроскопом, чтобы проверить, образовалась ли там, на стекле, долгожданная зигота. Шесть лет подряд, неделя за неделей ее ожидал один результат: оплодотворения не происходило.
Но однажды все изменилось. Нарушив привычное расписание, Менкин извлекла яйцеклетки из яичников 38летней женщины, матери четверых детей, страдавшей опущением матки, не во вторник, а в четверг. У Менкин выдалась тяжелая неделя с бессонными ночами, потому что у ее восьмимесячной дочери начали резаться зубы. Изза липкого тумана усталости Менкин допустила ошибку. Как правило, исследовательница смешивала сперматозоиды и яйцеклетки в течение получаса, однако в тот раз она была «настолько измученной и сонной», что, «наблюдая в микроскоп за сперматозоидами, резвящимися вокруг яйцеклетки забыла посмотреть на часы и не заметила, как прошел целый час».
Вернувшись в лабораторию тихим воскресным утром 6 февраля 1944 года, она увидела то, чего никому раньше видеть не доводилось: раннюю стадию человеческой жизни, мерцающую на дне стеклянной чашки. Два в одном. Здо́рово, что благодаря трудностям ухода за маленьким ребенком миллионы людей теперь могут стать родителями и сами столкнуться с теми же заботами.
Почему же прошло еще 34 года, прежде чем на свет появился первый ребенок, зачатый посредством ЭКО? Искра новой жизни быстро гаснет, если эмбриону негде поселиться. Оплодотворенную яйцеклетку нужно было поместить внутрь женского тела, однако процесс имплантации оставался крайне сложным. До тех пор, пока мы повнимательнее не присмотрелись к кенгуру.
Мне никогда не нравился Новый год. Начать хотя бы с того, что празднование приходится на то время, когда мне давно уже пора быть в постели. Вовторых, сама идея о начале очередного года с боем курантов кажется мне весьма искусственной конструкцией, ведь время это вечно волнующееся море перемен, омывающее берега нашей жизни. Напитки слишком дорогие, музыка слишком громкая, а такси слишком недоступное. Правда, если бы меня пригласили на вечеринку в Хрустальный дворец в канун 1853 года, мое мнение наверняка бы изменилось[5].
Войдя в огромное викторианское каркасное здание из стекла и металла в ту новогоднюю ночь, вы бы оказались возле другого поразительного сооружения, в котором ужинали самые известные ученые своего времени. То была скульптура гигантского игуанодона, первого динозавра, воссозданного в натуральную величину. Наслаждаясь имитацией черепашьего супа, они пели песню, эхом разлетавшуюся по бетонной утробе:
Веселый старый зверь,
Не мертвый,
А живой.
ВЗРЕВИ!
Во главе стола в черепе игуанодона сидел сам Ричард Оуэн, человек, который, собственно, и дал динозаврам их имя: слово Dinosauria переводится с латинского как «ужасная рептилия». Существо, внутри которого проходил ужин, легко можно было принять за гигантского кенгуру. Дело в том, что Оуэн, поначалу использовавший лягушек, страусов и других крупных птиц как эталон, в итоге остановился на кенгуру в качестве модели для реконструкции динозавров. Артур Конан Дойл, известный своими произведениями о Шерлоке Холмсе, в 1912 году опубликовал роман «Затерянный мир», где динозавры прыгали на мощных задних конечностях, согнув передние у груди. Чтото вроде кенгуру с большими зубами и чешуей.
Оуэн долгое время увлекался тем, что сегодня называется сравнительной анатомией. Он исследовал тела животных, чтобы лучше понять организм человека. Ученый часто препарировал зверей, умерших в Лондонском зоопарке. Однажды его жена, вернувшись домой, увидела в коридоре тело носорога. Во время плавания на «Бигле» Дарвин собрал большую коллекцию останков, включая окаменелости из Южной Америки, и Оуэн согласился с ними поработать. Позднее он обнаружил, что эти вымершие гиганты были грызунами и ленивцами, родственные местным видам и не имевшие отношения к африканской фауне, как изначально полагал Дарвин. Это была одна из многих идей, которые впоследствии помогли Дарвину сформировать концепцию естественного отбора.
Оуэн увлекся кенгуру, после того как увидел в сумке крошечного кенгуренка (прямо как я в Австралии). В 1834 году в журнале «Философские труды Королевского общества»[6] даже появилась его статья, посвященная тому, как именно кенгуренок там оказался. Сам Оуэн считал, что подобное исследование «вполне заслуживает внимания». Пролистывая пожелтевшие страницы оригинальной рукописи, можно увидеть его карандашные наброски, иллюстрирующие механику жизни внутри этого прыгающего создания.
Благодаря работе Оуэна мы знаем, что три влагалища самки кенгуру используют в разных целях: два для секса и одно для родов. То же самое можно наблюдать и у других сумчатых животных, включая коал, вомбатов и тасманских дьяволов. По двум боковым влагалищам сперма поступает в одну из двух маток, а из среднего кенгурята выходят во внешний мир. Этому странному строению соответствует двудольный половой член у самцов сумчатых.
Эта особенность, как и все остальные причуды природы, имеет эволюционные преимущества. Если взрослые кенгуру могут быть выше и тяжелее, чем боксертяжеловес Мухаммед Али, новорожденные кенгурята не превышают размера мармеладного медвежонка, что позволяет им умещаться в тесных внутренностях. Кенгурята рождаются крайне незрелыми. С точки зрения эгоистичного гена[7] это позволяет самке оставаться вечно беременной. Один крошечный кенгуренок сидит в сумке, второй развивается в матке, а третий подрастает во внешнем мире три по цене одного.
Однако не строение репродуктивной системы кенгуру позволило добиться успехов в области ЭКО, а ее неочевидные особенности. После того как тайны искусственного оплодотворения были раскрыты с помощью кроликов, следующей задачей стала имплантация эмбриона в матку. Именно здесь нам и помогли сумчатые.
Кенгуру и кролики были не единственными животными, кто помог людям стать родителями. На протяжении десятилетий самый точный тест на беременность напоминал сцену из «Гарри Поттера». В 1930х годах, возвращаясь на родину из Южной Африки, британский биолог Ланселот Томас Хогбен прихватил с собой целую колонию гладких шпорцевых лягушек. Тест Хогбена, проводившийся в Эдинбурге на пике своей популярности десятки тысяч раз, заключался в следующем: нужно было набрать в шприц мочу женщины и впрыснуть ее под кожу самке лягушки. Если лягушка на следующий день принималась метать икру, женщина считалась беременной[8]. Современные тесты на беременность, механизм действия которых основан на гормонах, а не лягушках, были созданы только в 1960х годах. Появление второй полоски всегда волнительный момент, однако сегодня женщина видит на цифровом дисплее слово «БЕРЕМЕННА». Согласитесь, в лягушке, сообщающей, что ваша жизнь больше не будет прежней, гораздо больше поэтичности. Через восемь месяцев после того, как Лесли и Джон Браун увидели на тесте вторую полоску, мир изменился: искусственно созданная человеческая жизнь сделала первый вдох.
Огромным шагом вперед стала возможность безопасно имплантировать эмбрион в матку Лесли и убедить ее тело принять чужеземца. Если высадка на Луну это величайшее событие, открывшее перед человеком бескрайние просторы космоса, то ребенок, рожденный в результате ЭКО, ознаменовал собой подобное открытие в масштабах человеческого тела.
Хотя формирование новой жизни в утробе матери, безусловно, завораживающий процесс, теперь нам достоверно известно, что в первую очередь у эмбриона развивается задний проход. Дада, когдато вы были просто задницей. Некоторые люди, правда, так ей и остались. Следом у эмбриона формируются мышцы рук, как у ящерицы. Это отголоски нашего эволюционного прошлого, напоминающие нам о том, что более 250 миллионов лет назад мы превратились из рептилий в млекопитающих. Хотя рептильные конечности сегодня вряд ли бы нам пригодились, те ранние трансформации одарили человека ловкими противостоящими большими пальцами. И все благодаря специальной мышце, которая так и называется мышца, противопоставляющая большой палец кисти. Но, прежде чем дойти до этого этапа, эмбриону сначала нужно имплантироваться в слизистую оболочку матки, где ему предстоит расти на протяжении девяти месяцев. Каким образом?
У людей 75 % неудачных беременностей являются результатом проблем с имплантацией, а не с оплодотворением.
Эмбрион начинает развиваться только после того, как внедрился в эндометрий. Зародить жизнь легче, чем ее сохранить. Потеря ребенка, даже пока он всего лишь эмбрион, большое горе. Тысячелетия утрат не притупили материнскую боль. Для родителей, потерявших ребенка на раннем сроке, такая смерть особенно жестока, поскольку ее сложно измерить. Беременность это радость ожидания, радость неисчерапемых возможностей. Каким бы был малыш? Кем бы он стал? Они так и не узнают.
Мы потеряли нашего ребенка на сроке 11 недель. Всего несколькими днями ранее монитор белоснежного аппарата УЗИ был заполнен серыми пикселями жизни. Крошечное сердечко размером с горошину при каждом сокращении выталкивало количество крови, равное двум слезинкам. Из маленького динамика раздавался звук бьющегося сердца точно так по ночам стучит порой у вас в ушах собственное сердце.
Всего несколькими днями позже у моей жены произошло небольшое кровотечение, и мы снова оказались рядом с тем же аппаратом УЗИ. Пиксели не двигались. Тишина говорила сама за себя. Сердечко размером с горошину больше не перекачивало две слезинки крови при каждом ударе. Одну для меня, другую для жены. Будущее померкло, мир потускнел. Надежда стала воспоминанием. Казалось, не видать нам больше светлой полосы в жизни. Но мы ошибались.
Беременность на раннем сроке имеет много общего с вывихнутым коленом.
В отделение неотложной помощи часто поступают пациенты за сорок с жалобами на боль в колене после незапланированной игры в футбол. Воображая себя все еще подтянутыми и спортивными подростками, они вдруг с удивлением обнаруживают, что тело успело постареть, а суставы хрустят при любом резком движении. Одна неловкая подача и здравствуй, распухшее, красное и пульсирующее колено. Все признаки воспаления налицо. Воспаление это еще и ключ к успешной беременности: в начале, во время имплантации, и в самом конце, в момент рождения ребенка.
Давно известно, что после имплантации слизистая оболочка матки переходит в противовоспалительное состояние, чтобы предотвратить отторжение эмбриона. В конце концов, эмбрион, не совпадающий с генетическим кодом матери, такой же чужеродный объект для ее организма, как инфекция. Чрезмерное воспаление в начале беременности может привести к выкидышу, поскольку тело пытается исторгнуть эмбрион, как оно избавляется от любых патогенных агентов. В связи с этим исследователи решили поэкспериментировать с препаратами и процедурами, ослабляющими иммунную систему, чтобы решить проблему с имплантацией и невынашиванием беременности. Они и не подозревали, что до определенного момента борьба полезна для сохранения жизни. Чем сильнее ты научишься сжимать пальцы, тем крепче будет твоя хватка.
Именно изучение беременности у сумчатых животных, таких как кенгуру и опоссумы, помогло нам понять, почему противовоспалительные препараты вроде ибупрофена не только не повышают, но, напротив, снижают вероятность положительного результата ЭКО.
Парадоксальным образом повреждение матки, провоцирующее развитие воспаления, может способствовать удачной имплантации эмбриона и подарить жизнь таким детям, как Луиза Браун.
До начала исследования сумчатых врачи рассматривали имплантацию как односторонний механизм: сам эмбрион считался ответственным за прикрепление к стенке матки и внедрение в эндометрий. Подразумевалось, что лишь улучшение качества эмбрионов позволит успешно проводить ЭКО. Но сейчас мы знаем: любые здоровые отношения подразумевают работу обеих сторон. Имплантация это сложный процесс, который зависит как от плода, так и от матери.
Ученые обнаружили, что эмбрионы опоссумов, первоначально покрытые скорлупой, во время формирования плаценты избавляются от этой оболочки.
С помощью пищеварительных ферментов, растворяющих карбонат кальция (из него же состоят, кстати, школьные мелки), организм матери понемногу «съедает» скорлупу. Ее усвоение запускает воспалительную реакцию, в которую вовлекается слизистая оболочка матки. Все это в сочетании с гормональными изменениями приводит к утренней тошноте. Незначительное повреждение эндометрия способствует имплантации эмбриона и образованию плаценты наиболее трудным этапам ЭКО, приводившим к выкидышам на раннем сроке, как это случилось и у нас. Точно так же, как воспалительная реакция в больном колене есть необходимое условие его восстановления, преодоление первых невзгод важная ступень в развитии новой жизни.
Благодаря этим открытиям теперь в арсенале репродуктологов есть несколько молекулярных маркеров имплантационной восприимчивости эндометрия. С их помощью можно определить идеальное время для переноса эмбриона так называемое имплантационное окно. Идея рассматривать воспаление в качестве особой формы коммуникации между матерью и ребенком просто потрясающая и, кроме прочего, отражает наше «сумчатое» прошлое. Сегодня нам известно, когда можно безопасно применять такие препараты, как аспирин и ибупрофен, чтобы не навредить эмбриону.