Παγκόσμια πρωτοτυπία για την εξωσωματική γονιμοποίηση

Σε μια παγκόσμια πρωτοτυπία, ένα μωρό γεννήθηκε αφού συνελήφθη μέσω μιας διαδικασίας εξωσωματικής γονιμοποίησης που ολοκληρώθηκε σε μεγάλο βαθμό από τηλεχειριζόμενα ρομπότ. Αυτό το ορόσημο χρησιμεύει ως απόδειξη της αρχής, τυποποιώντας μια πολύπλοκη, ακριβή διαδικασία γονιμοποίησης. Οι επιστήμονες πίσω από το εγχείρημα λένε ότι θα μπορούσε να αυξήσει το ποσοστό επιτυχίας ενός τύπου εξωσωματικής γονιμοποίησης στο μέλλον.

Το έμβρυο δημιουργήθηκε με μια διαδικασία που ονομάζεται ενδοκυτταροπλασματική έγχυση σπέρματος (ICSI), ένα είδος εξωσωματικής γονιμοποίησης (IVF) που υπάρχει από τη δεκαετία του 1990. Στη συμβατική εξωσωματική γονιμοποίηση, ένα ωάριο τοποθετείται σε ένα τρυβλίο ανάμεσα σε χιλιάδες σπερματοζωάρια, ενώ η ICSI περιλαμβάνει την έγχυση ενός σπερματοζωαρίου απευθείας σε ένα ωάριο. Η τελευταία μέθοδος είναι χρήσιμη στην περίπτωση ανδρικής υπογονιμότητας, στην οποία το σπέρμα μπορεί να δυσκολεύεται να φτάσει στο ωάριο χωρίς παρέμβαση.

Στη μελέτη, η διαδικασία εκτελέστηκε εξ ολοκλήρου από μηχανήματα στη Guadalajara του Μεξικού, ενώ εμβρυολόγοι και μηχανικοί στο Hudson της Νέας Υόρκης παρακολουθούσαν τη διαδικασία, δρομολογώντας κάθε βήμα εξ αποστάσεως. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα έμβρυο που στη συνέχεια εμφυτεύτηκε με επιτυχία στη μήτρα μιας γυναίκας, επιτρέποντας στην 40χρονη ασθενή να κυοφορήσει μια εγκυμοσύνη μέχρι τέλους.

Η τεχνολογία που αυτοματοποίησε τη διαδικασία αναπτύχθηκε από μια ομάδα της Conceivable Life Sciences, μιας εταιρείας βιοτεχνολογίας γονιμότητας με έδρα τη Νέα Υόρκη. Η ομάδα σχεδίασε ένα σύστημα που μπορεί να ολοκληρώσει τα 23 βήματα που περιλαμβάνει η ICSI, από την επιλογή του βέλτιστου σπερματοζωαρίου μέχρι την έγχυσή του σε ένα ωάριο και την επιλογή των πιο βιώσιμων εμβρύων. Το σύστημα δεν αυτοματοποιεί τη διαδικασία συλλογής σπέρματος ή ωαρίου, ούτε τη διαδικασία εισαγωγής του εμβρύου στη μήτρα.

Η ICSI περιλαμβάνει την επιλογή ενός σπερματοζωαρίου, την ακινητοποίησή του, τη συλλογή του και την έγχυσή του στο ωάριο. Παρόλα αυτά, τα ωάρια είναι πολύ ευαίσθητα και κινδυνεύουν να εκφυλιστούν κατά τη διάρκεια της ICSI. Η αυτοματοποίηση της ICSI θα μπορούσε να μειώσει αυτόν τον εκφυλισμό μειώνοντας τη μηχανική αντίσταση κατά της μεμβράνης του ωαρίου – η υπερβολική ένταση κατά την έγχυση μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη γονιμοποίηση ή να καταστρέψει εντελώς το ωάριο, σύμφωνα με την εργασία.

Το αυτοματοποιημένο σύστημα της Conceivable χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης (AI) για να επιλέξει το βέλτιστο σπέρμα για την έγχυση στο ωάριο, με βάση το σχήμα των σπερματοζωαρίων. Στη συνέχεια, ένας δεύτερος αλγόριθμος τεχνητής νοημοσύνης εντοπίζει τα πιο βιώσιμα έμβρυα, αξιολογώντας την εμφάνιση των χρωμοσωμάτων τους και τη δυνατότητά τους να εμφυτευτούν στο τοίχωμα της μήτρας.

Ένα laser χρησιμοποιείται για να ακινητοποιήσει τις ουρές των σπερματοζωαρίων ακριβώς στο μέσο και στη συνέχεια ένας κινητήρας διαπερνά τη μεμβράνη του ωαρίου με μία μόνο κίνηση για να εγχύσει το σπερματοζωάριο. Κάθε βήμα της διαδικασίας εκκινείται από ένα άτομο που πατάει ένα κουμπί, καθώς παρακολουθεί την εξέλιξη της διαδικασίας.

Η διείσδυση του σπερματοζωαρίου στο ωάριο δεν εγγυάται τη γονιμοποίηση ούτε στη συμβατική εξωσωματική γονιμοποίηση ούτε στην ICSI, αλλά είναι, φυσικά, ένα βασικό βήμα. Από εκεί και πέρα, το γονιμοποιημένο ωάριο εισάγεται στη μήτρα από έναν γιατρό και πρέπει να εμφυτευτεί για να προκύψει εγκυμοσύνη.

Η εργασία σημειώνει ότι αυτή η αυτοματοποιημένη διαδικασία ICSI απαιτεί περισσότερο χρόνο σε σύγκριση με τη χειροκίνητη διαδικασία. Το αυτοματοποιημένο σύστημα χρειάστηκε, κατά μέσο όρο, 9 λεπτά και 56 δευτερόλεπτα ανά ωάριο, ενώ η χειροκίνητη διαδικασία χρονομετρήθηκε σε 1 λεπτό και 22 δευτερόλεπτα κατά μέσο όρο, ανά ωάριο.

Η ομάδα χρησιμοποίησε συνολικά οκτώ ωάρια σε αυτό το πείραμα. Πέντε γονιμοποιήθηκαν μέσω της νέας διαδικασίας, ενώ τρία γονιμοποιήθηκαν μέσω της χειροκίνητης ICSI. Το αυτοματοποιημένο σύστημα παρήγαγε τέσσερα έμβρυα από τα πέντε ωάρια, ενώ και τα τρία ωάρια της χειροκίνητης ομάδας γονιμοποιήθηκαν επιτυχώς.

[via]