Incinta dopo 18 anni di tentativi. Grazie all’Intelligenza Artificiale

Un figlio grazie all’Intelligenza Artificiale, dopo 18 anni di tentativi. E tutto per merito del sistema Star, utilizzato dal Centro fertilità della Columbia University. Che cosa è in grado di fare? Lo vedremo tra poco, ma intanto raccontiamo la storia di una coppia americana che ha inseguito un figlio per quasi un ventennio, sottoponendosi a svariati cicli di procreazione assistita in tutto il mondo. Cicli tutti falliti a causa dell’infertilità di lui, provocata da una azoospermia grave. Nel suo liquido seminale, per chiarire, gli spermatozoi che, in una condizione di normalità sono centinaia di milioni, non si riuscivano a trovare neppure dopo ore di meticolosa ricerca al microscopio. Neanche uno.

Ma la coppia – che evidentemente non intendeva avvalersi della donazione di spermatozoi – decide di tentare un nuovo approccio al Centro per la Fertilità della Columbia University che ha messo a punto il metodo Star, che utilizza l’Intelligenza artificiale come supporto per identificare e prelevare quei rari spermatozoi nascosti nel liquido seminale difficili da trovare al microscopio da occhio umano, per quanto attento. I ricercatori del Centro hanno dunque esaminato lo sperma dell’uomo con il sistema di Intelligenza artificiale, trovando tre singoli spermatozoi, che sono stati prelevati e utilizzati per fecondare gli ovociti della donna e portando alla prima gravidanza resa possibile dal metodo Star. Il bambino è atteso per dicembre.

L’IA nei laborati di Pma

L’Intelligenza artificiale è entrata da qualche anno nei laboratori della medicina della procreazione e non a caso intere sessioni le sono state dedicate all’ultimo congresso Eshre di Parigi, che si è chiuso da poco, incentrato sulla Medicina della Riproduzione e l’Embriologia. L’IA aiuta i laboratori a valutare la qualità degli ovociti, la salute degli embrioni e potrebbe essere utilizzata anche nel campo dell’infertilità maschile, come in questo caso.

Ma veniamo al metodo Star, messo a punto dal direttore del centro della Columbia University, Zev Williams, e dai colleghi, proprio per aiutare a individuare i pochi spermatozoi presenti nei campioni di uomini con azoospermia. Restando loro stessi colpiti dai risultati. “Il sistema Star farà la differenza, è quello che si definisce un game changer. Pensate che in un campione fornito da un paziente dove tecnici altamente addestrati non avevano trovato neppure uno spermatozoo il sistema Star, in un’ora, ne ha trovati ben 44”.

Quando il campione viene messo su un chip progettato appositamente sotto il microscopio, il sistema Star (acronimo di Sperm Tracking and Recovery) si connette al microscopio attraverso una telecamera ad alta velocità e con una tecnologia di imaging ad alta precisione esamina il campione, prendendo più di 8 milioni di immagini in meno di un’ora. Il sistema isola poi instantaneamente lo spermatozoo individuato in una minuscola gocciolina di terreno di coltura, permettendo agli embriologi che mai sarebbero stati in grado di individuarlo con i loro occhi di prelevarlo e conservarlo.

“E’ come cercare un ago in migliaia di pagliai, perché questo paziente non aveva i soliti 200 o 300 milioni di spermatozoi ma due o tre, letteralmente. E il sistema, completando la ricerca in meno di un’ora senza usare mezzi che potessero danneggiare gli spermatozoi, li ha trovati”, ha spiegato Williams.

L’infertilità maschile

Secondo una stima, negli Stati Uniti l’infertilità maschile pesa per un 40%, e fino al 10% degli uomini infertile è azoospermico. In Italia la stima degli azoospermici non ostruttivi è di circa il 2%. Ma scoprirlo non è facile, perché si tratta di uomini sani, che non hanno problemi nelle relazioni sessuali e si accorgono di esserlo solo quando vogliono fare un figlio e non ci riescono. “In genere è una diagnosi inaspettata e scioccante”, precisa Williams. Finora si è tentato di prelevare gli spermatozoi direttamente dal testicolo. “Ma è una procedura invasiva, dolorosa (si pratica in anestesia, ndr) e si può praticare solo un paio di volte”.

Star è disponibile solo al Centro Fertilità della Columbia university, adesso Williams e colleghi stanno pensando di pubblicare i loro risultati, condividendoli con altri centri. Utilizzare questo metodo per trovare, isolare e congelare gli spermatozoi trovati costa attualmente un po’ meno di 3000 dollari.

Che cosa si fa con i modelli attuali

Star è un approccio nuovo che certamente aiuterà a identificare gli spermatozoi, ma l’Intelligenza artificiale è già entrata come protagonista nei laboratori di Pma di tutto il mondo. “Ci sono già modelli e algoritmi utilizzati per analizzare gli embrioni a uno stadio iniziale e predire con accuratezza quanto siano sani e come andrà l’impianto – spiega Danilo Cimadomo, - professore associato presso il laboratorio di Biologia e Biotecnologie della Riproduzione dell’università di Pavia e Ai and data research manager for embryological research Ivirma - e altri modelli che sono in grado di valutare la qualità degli ovociti prima del congelamento per preservare la fertilità. Certamente l’Intelligenza Artificiale sarà sempre più importante e Star è estremamente interessante perché quando hai una biopsia testicolare in caso di assenza di spermatozoi nell’eiaculato, ci vuole un operatore che per molte ore si mette a screenare al microscopio alla ricerca di uno o più spermatozoi. Questa è una tecnica che senza la Icsi (singolo spermatozoo iniettato in singolo ovocita, ndr) non era proprio possibile e gli azoospermici non potevano proprio riprodursi. Ma è una pratica molto laboriosa e impegna per molte ore un operatore, per cui un tool di IA che screena la piastra è estremamente interessante perché impiega meno tempo rispetto a un uomo. E’ un miglioramento perché magari vengono identificati spermatozoi che non erano stati visti, come in questo caso, e comunque permette di risparmiare molto tempo. A mio avviso è molto promettente come tecnica e permetterà di standardizzare le procedure e affiancare la pratica clinica. Non è però corretto dire che la donna di quella coppia non sarebbe restata incinta senza la Ia, forse sarebbero riusciti lo stesso, ma certamente la IA ha facilitato e reso possibile la procedura”.