Ako môže byť AI silným nástrojom pri liečbe mužskej neplodnosti

Dr Steven Vasilescu hovorí, že softvér AI vyvinutý ním a jeho tímom dokáže rozpoznať spermie vo vzorkách odobratých vysoko neplodným mužom tisíckrát rýchlejšie ako vysoko trénovaný pár očí.

Systém SpermSearch dokáže nájsť akúkoľvek zdravú spermiu

"Môže zvýrazniť potenciálne životaschopné spermie skôr, ako človek dokáže spracovať to, na čo sa pozerá," hovorí.

Dr Vasilescu je biomedicínsky inžinier na University of Technology Sydney (UTS) v Austrálii a zakladateľ lekárskej spoločnosti NeoGenix Biosciences.

Systém, ktorý on a jeho kolegovia vyvinuli, sa nazýva SpermSearch.



Bol navrhnutý tak, aby pomohol mužom, ktorí nemajú v ejakuláte vôbec žiadne spermie, desať percent neplodných mužov, čo je stav nazývaný neobštrukčná azoospermia (NOA).

Zvyčajne v týchto prípadoch je malá časť semenníkov chirurgicky odstránená a odvezená do laboratória, kde môže embryológ manuálne vyhľadať zdravé spermie.

Tkanivo sa oddelí a skúma sa pod mikroskopom. Ak sa nájdu nejaké životaschopné spermie, môžu sa extrahovať a vstreknúť do vajíčka.

Tento proces, hovorí Dr Vasilescu, môže trvať viacerým zamestnancom šesť alebo sedem hodín a existuje nebezpečenstvo únavy a nepresnosti.


"Keď sa embryológ pozrie do mikroskopu, vidí len tento úplný neporiadok - hviezdnu krajinu buniek," hovorí.


"Je tam krv a tkanivo. V celej veci môže byť len desať spermií, ale môžu tam byť milióny iných buniek. Je to ihla v kope sena," hovorídoktor Vasilescu.

Hovorí, že naopak, SpermSearch dokáže nájsť akúkoľvek zdravú spermiu v priebehu niekoľkých sekúnd, keď sa fotografie vzoriek okamžite nahrajú do počítača.

Systém tisíckrát rýchlejší ako skúsený embryológ

Na dosiahnutie tejto rýchlosti doktor Vasilescu a jeho kolegovia vycvičili AI na identifikáciu spermií v týchto zložitých vzorkách tkaniva tým, že im ukázali tisíce takýchto obrázkov.
V publikovanej vedeckej práci tím biomedicínskeho inžinierstva UTS uviedol, že v teste bol SpermSearch tisíckrát rýchlejší ako skúsený embryológ.


SpermSearch však nie je navrhnutý tak, aby nahradil embryológov, ale skôr ako pomocný nástroj.


Doktorka Sarah Martins da Silva hovorí, že taká rýchlosť pri hľadaní spermií je životne dôležitá. „Čas je kritický,“ hovorí klinický čitateľ reprodukčnej medicíny na Univerzite v Dundee.


"Ak máte niekoho, kto mal odber vajíčok, a máte vajíčka, ktoré je potrebné oplodniť, máme len malé časové okno, aby sme to mohli urobiť. Urýchliť proces by bolo nesmierne výhodné."

Neplodnosť ako stále rastúci problém

Keďže počet spermií sa za posledné štyri desaťročia všeobecne znížil o polovicu, neplodnosť zostáva rastúcim problémom.

Uvádza sa, že faktory, ktoré stoja za poklesom mužskej plodnosti, zahŕňajú všetko od znečistenia a fajčenia až po zlú stravu, nedostatok pohybu a príliš veľa stresu.

Dr Meurig Gallagher je ďalší akademický pracovník, ktorý pomáha mužom s problémami s neplodnosťou.


Odborný asistent v Centre pre systémové modelovanie a kvantitatívnu biomedicínu na univerzite v Birminghame, jeho nová technika využíva zobrazovací softvér na sledovanie rýchlosti a činnosti chvostov spermií.

"Medicína ide veľmi pomaly"

"Sledovanie chvosta dáva pohľad na zdravie vzorky," hovorí. "Minútové zmeny nám môžu povedať, či je spermia pod environmentálnym stresom, pred smrťou alebo reaguje na biologický signál."

"Sledovanie chvosta dáva pohľad na zdravie vzorky," hovorí. "Minútové zmeny nám môžu povedať, či je spermia pod environmentálnym stresom, pred smrťou alebo reaguje na biologický signál."

Medzitým spoločnosť Examen zameraná na plodnosť so sídlom v Belfaste používa techniku ​​​​známu ako jednobunková gélová elektroforéza na identifikáciu poškodenia DNA v jednotlivých spermiách.

Profesorka Sheena Lewis a jej tím vyvíjajú túto techniku ​​už viac ako 20 rokov.

Profesorka Lewis, ktorý je emeritným profesorom reprodukčnej medicíny na Queens University Belfast a výkonným riaditeľom Examen, však hovorí, že hoci je vývoj v používaní AI vzrušujúci, medicína ide veľmi pomaly.

"Skutočné tehotenstvo - to je ďalší krok,"

Napríklad SpermSearch je v súčasnosti v štádiu overovania koncepcie po veľmi malej skúške, na ktorej sa zúčastnilo iba sedem pacientov.


"Zatiaľ to nič neznamená," hovorí profesorka Lewis. „Čas medzi tým, čo je niečo v štádiu overenia koncepcie, až po komerčnú dostupnosť, je pravdepodobne dva až päť rokov."

"Má pred sebou ešte dlhú cestu. Je zameraná aj na veľmi malú skupinu mužov, ktorí majú NOA. Všetko, čo môžete urobiť, je fantastické - ale nikdy to nebude mainstream."
V Sydney doktor Vasilescu hovorí, že liečba ako u nich je „poslednou zastávkou“.


"Môže to byť rozdiel medzi oplodnením vajíčka - alebo len zastavením lieby," hovorí.

"Ak dokážeme urobiť embryológa efektívnejším a presnejším, mohli by nájsť spermie, ktoré by inak nenašli. To dáva mužovi šancu splodiť svoje vlastné biologické deti."


Tím UTS je teraz pripravený zaviesť svoju AI do klinických skúšok. "Skutočné tehotenstvo - to je ďalší krok," hovorí doktor Vasilescu.

Preklad: zdroj textu BBC