Integrarea inteligenței artificiale în laboratorul de fertilizare in vitro
Iulia Raica – Embriolog Senior, acreditat ESHRE.
Potrivit ultimelor estimări, până la 186 de milioane de persoane din întreaga lume sunt afectate de infertilitate iar la nivel global se înregistrează >2,5 milioane de cicluri de fertilizare in vitro în fiecare an. Scopul tuturor specialiștilor care tratează infertilitatea este de a dezvolta și îmbunătăți tehnologiile de reproducere asistată care includ crioconservarea de ovocite și embrioni, diagnosticul genetic de preimplantare (PGT) și tehnologia de selectare a embrionilor care urmează sa fie implantați pe baza criteriilor morfologice, toate acestea având o influență mare în creșterea ratelor clinice de sarcină în ultimii 40 de ani.
Ce este inteligenta artificiala?
În ultimele decenii, tehnologiile de reproducere asistată s-au dezvoltat rapid și au fost însoțite de un set de proceduri avansate precum injectarea intracitoplasmatică a spermatozoizilor (ICSI), monitorizarea digitală a culturilor embrionare prin sisteme time-lapse, embrioscop, și PGT care pot aduce beneficii in tratamentele de infertilitate.
Inteligența artificială a influențat puternic cercetarea în domeniul fertilizarii in vitro și reprezintă un concept general de evaluarea automată a embrionilor și celulelor reproductive folosind învățarea automată sau analiza computerizată bazată pe imagini.
Mai multe studii au analizat utilizarea algoritmilor inteligenței artificiale, în special în evaluarea și selecția embrionilor. Atât metode invazive, cât și non invazive sunt folosite pentru a selecta cei mai competenți gameți pe parcursul procedurilor de reproducere asistată din fiecare etapă a tratamentului, de la fertilizare, dezvoltarea embrionară, implantare si pana la sarcina clinică dusa la termen: totul depinde de calitatea spermatozoizilor și ovocitelor in ceea ce privește maturitatea completă și componența genetică normală.
Aplicarea inteligenței artificiale în medicina reproductivă
De când inteligența artificială a ocupat un loc important în tehnicile de reproducere asistată, utilizarea sa în aproape fiecare aspect al îngrijirii pacientului cu infertilitate a fost cercetat, inclusiv pentru:
- identificarea foliculilor goi sau care conțin ovocite;
- identificarea markerilor maturității citoplasmatice a ovocitelor
- prezicerea stadiilor embrionare
- competența blastocistului pentru obținerea unei sarcini viabile
- evaluarea morfologiei spermatozoizilor și calitatea blastocistilor;
- selecția embrionară;
- optimizarea protocoalelor de stimulare ovariană
- controlul calității
- analiza automată a materialului seminal, analiza viabilității spermei și integritatea ADN-ului
- estimarea impactului stilului de viață și al factorilor de mediu asupra calității celulelor seminale și a fertilității la bărbați.
Metode noninvazive bazate pe inteligența artificială, pentru evaluarea competenței ovocitelor, ar putea deveni un instrument de selecție și predicție pentru a reduce numărul de embrioni creați și irosiți (de o mare importanță mai ales în țări care restricționează embrionii supranumerari) şi pentru a reduce numărul de embrioni pentru PGT. În cazul ciclurilor de donare, inteligența artificială poate deveni un instrument obiectiv pentru evaluarea calității ovocitelor și ulterior a potențialului de fertilizare.
Apariția sistemelor închise de cultură echipate cu sisteme de învățare automată a permis o evaluare precisă a diviziunilor celulare, identificarea ciclurilor normale de diviziune şi a semnelor distinctive anormale cu impact asupra viabilității embrionului. În acest scop, sunt asociate cu sistemul de microscopie de tip Time Lapse care ne permite să monitorizăm continu embrionul si stadiile lui de dezvoltare si cel mai important, cu păstrarea condițiilor stabile în incubator. Alte metode, cum ar fi analiza bazată pe inteligență artificială pentru a prezice ploidia embrionului, sunt în prezent explorate.
Mai mult, tehnologia viitorului are în vedere automatizarea completă a laboratorului de embriologie, prin controlul absolut computerizat în manipularea gameților și embrionilor într-un microsistem – „Microfluidic technology”. Acest sistem miniatural va fi folosit pentru sortarea spermatozoizilor, fertilizarea ovocitelor și cultivarea embrionilor prin standardizarea procedurilor FIV și reducerea variabilității observate folosind tehnicile actuale, însă permite și mutarea tuturor procedurilor într-un microsistem în care toate procedurile se vor efectua fără intervenția majora a embriologului.
Aceste metode inovatoare de prelucrare și selectare a gameților și embrionilor bazate pe inteligența artificială, reprezintă viitorul în tratarea infertilității deoarece selectarea celor mai competenți embrioni scurtează timpul de așteptare pana la apariția unei sarcini duse la termen iar succesul atât pentru noi cât și pentru pacienții nostri înseamnă nașterea de copii sănătoși.
