Come l'Intelligenza Artificiale può essere uno strumento potente nel trattamento dell'infertilità maschile
L'infertilità colpisce il 7% della popolazione maschile. Ora l'Intelligenza Artificiale (IA) potrebbe essere pronta a contribuire a risolvere il problema.
Il dottor Steven Vasilescu afferma che il software di IA sviluppato da lui e dal suo team può individuare lo sperma in campioni prelevati da uomini gravemente infertili 1.000 volte più velocemente di un paio di occhi altamente addestrati.
"Può evidenziare uno sperma potenzialmente vitale prima che un essere umano possa anche elaborare ciò che sta guardando", dice.
Il dottor Vasilescu è un ingegnere biomedico presso l'Università di Tecnologia di Sydney (UTS), in Australia, e fondatore dell'azienda medica NeoGenix Biosciences.
Il sistema che lui e i suoi colleghi hanno sviluppato si chiama SpermSearch.
È stato progettato per aiutare gli uomini che non hanno sperma nel loro liquido seminale, il 10% degli uomini infertili, una condizione chiamata azoospermia non ostruttiva (NOA).
Di solito, in questi casi, viene asportata una piccola parte dei testicoli e portata in laboratorio, dove un embriologo può cercare manualmente lo sperma sano.
Il tessuto viene separato e esaminato al microscopio. Se vengono trovati spermatozoi vitali, possono essere estratti ed iniettati in un uovo.
Questo processo, afferma il dottor Vasilescu, può richiedere a diverse persone sei o sette ore e c'è il pericolo di stanchezza e inaccurata.
"Quando un embriologo guarda nel microscopio, ciò che vede è solo un completo caos - un paesaggio stellato di cellule", dice.
"C'è sangue e tessuto. Potrebbero esserci solo 10 spermatozoi in tutto, ma potrebbero esserci milioni di altre cellule. È un ago in un pagliaio", dice il dottor Vasilescu.
Egli afferma che, al contrario, SpermSearch può trovare qualsiasi spermatozoo sano in pochi secondi, quando le fotografie dei campioni vengono immediatamente caricate nel computer.
Per ottenere questa velocità, il dottor Vasilescu e i suoi colleghi hanno addestrato l'IA a identificare gli spermatozoi in questi complessi campioni di tessuto mostrandogli migliaia di immagini simili.
In un articolo scientifico pubblicato, il team di ingegneria biomedica dell'UTS ha dichiarato che in un test SpermSearch è stato 1.000 volte più veloce di un embriologo esperto.
Tuttavia, SpermSearch non è progettato per sostituire gli embriologi, ma piuttosto per agire come un aiuto.
La dott.ssa Sarah Martins da Silva afferma che questa rapidità nel trovare qualsiasi spermatozoo è vitale. "Il tempo è essenziale", afferma la lettrice clinica in medicina riproduttiva presso l'Università di Dundee.
"Se hai qualcuno che ha avuto una raccolta di uova e hai uova che devono essere fecondate, c'è solo una piccola finestra di tempo per poterlo fare. Accelerare il processo sarebbe estremamente vantaggioso".
Con i conteggi degli spermatozoi ampiamente segnalati in calo del 50% negli ultimi quattro decenni, l'infertilità rimane un problemain crescita.
I fattori dietro al calo della fertilità maschile sono riportati includere tutto, dalla inquinamento e il fumo, a una cattiva alimentazione, non fare sufficiente esercizio fisico e troppo stress.
Il dottor Meurig Gallagher è un altro accademico che lavora per aiutare gli uomini con problemi di infertilità.
Professore assistente presso il Centro per la Modellazione dei Sistemi e la Biomedicina Quantitativa dell'Università di Birmingham, la sua nuova tecnica utilizza software di imaging per monitorare la velocità e l'azione delle code degli spermatozoi.
"Osservare la coda dà un'idea della salute di un campione", afferma. "Piccole variazioni possono dirci se lo spermatozoo è sotto stress ambientale, sta per morire o sta rispondendo a un segnale biologico".
Nel frattempo, la società di fertilità con sede a Belfast Examen utilizza una tecnica nota come elettroforesi in gel a cellule singole per identificare i danni al DNA negli spermatozoi individuali.
La professoressa Sheena Lewis e il suo team hanno sviluppato la tecnica per più di 20anni.
Tuttavia, la professoressa Lewis, che è professore emerito di medicina riproduttiva presso la Queen's University Belfast e direttore generale di Examen, afferma che mentre gli sviluppi nell'uso dell'IA sono entusiasmanti, la medicina si muove molto lentamente.
Ad esempio, SpermSearch è attualmente allo stadio di prova di concetto, a seguito di un piccolo test che ha coinvolto solo sette pazienti.
"Non significa ancora nulla", afferma la professoressa Lewis. "Il tempo che intercorre tra la prova di concetto e la disponibilità commerciale è probabilmente compreso tra due e cinque anni.
"Ha ancora molta strada da fare. È anche rivolto al gruppo molto ristretto di uomini che soffrono di NOA. Qualsiasi cosa si possa fare è fantastica, ma non diventerà mai mainstream".
Tornando a Sydney, il dottor Vasilescu afferma che trattamenti come il loro rappresentano l'ultima spiaggia.
"Possono fare la differenza tra fecondare un uovo o fermare il trattamento", afferma.
"Se possiamo rendere gli embriologi più efficienti, più precisi, potrebbero trovare spermatozoi che altrimenti non troverebbero. Questo dà all'uomo la possibilità di generare i propri figli biologici".
Il team dell'UTS è ora pronto per portare la loro IA agli studi clinici. "Una vera gravidanza dal vivo - è il prossimo passo", dice il dottor Vasilescu.