È stata ottenuta la prima gravidanza al mondo in una coppia con una storia di infertilità utilizzando spermatozoi identificati e isolati da un sistema che utilizza l'intelligenza artificiale. La piattaforma sviluppata dai ricercatori del Columbia University Fertility Center si chiama STAR (Sperm Tracking and Recovery) e ha permesso di recuperare i rari spermatozoi mobili di un uomo di 39 anni affetto da azoospermia (assenza di spermatozoi nell'eiaculato) e di impiantarli con successo negli ovociti della partner femminile (37 anni) che soffriva di una grave riserva ovarica ridotta – diminuzione del numero e/o della qualità degli ovociti nelle ovaie. Il caso di gravidanza, finora l'unico registrato in letteratura, è stato riportato dai ricercatori in una lettera di ricerca pubblicata su The Lancet: non si tratta di un articolo scientifico completo ma di una comunicazione scientifica concisa che riporta nuove scoperte preliminari o in fase iniziale, con una lunghezza inferiore e tempi di pubblicazione più rapidi. L'effettiva efficacia della promettente piattaforma STAR verrà valutata in studi clinici più ampi.
Il Dott. Zev Williams, l'autore principale e direttore del centro della Columbia University, ha impiegato circa 5 anni per sviluppare questo sistema in grado di combinare un algoritmo di intelligenza artificiale con un chip microfluidico – un dispositivo delle dimensioni di una moneta con microcanali per controllare il flusso di piccoli volumi di liquidi. Per capire come funziona bisogna comprendere che in un campione di sperma normale ci sono milioni di spermatozoi per millilitro, mentre in un paziente affetto da azospermia, una condizione presente in circa il 10% degli uomini infertili, potrebbero essercene anche solamente due o tre. Da qui l'esigenza di avere un metodo innovativo e molto preciso per riuscire a captare e isolare quelle pochissime cellule vitali.
Il sistema STAR è una tecnologia di imaging ad altissima potenza che combina microfluidica e AI in una tecnica non invasiva in grado di elaborare fino a 1,1 milioni di immagini all'ora. Nel caso di studio in questione, STAR ha scandagliato un campione di 3,5 ml di sperma del paziente, in cui l'esame manuale non ha rilevato alcuno spermatozoo, e generato 2,5 milioni di immagini in 2 ore. Questa analisi ha permesso al sistema di identificare e recuperare sette spermatozoi (due mobili e cinque immobili). I due mobili e vitali sono stati utilizzati per fecondare due ovociti con tecniche di PMA, che si sono entrambi sviluppati in embrioni.
In pratica, con questa tecnica viene fatto passare l'eiaculato nei minuscoli canali del chip STAR e, se l'intelligenza artificiale rileva uno spermatozoo mobile e vitale, lo indirizza a un tubicino separato per essere raccolto. A questo punto i pochi "isolati" possono essere conservati, congelati o utilizzati per fecondare un ovulo. L'intero sistema è completamente chiuso per garantire la sicurezza ed evitare contaminazioni, tutte le componenti che entrano in contatto con il campione sono usa e getta.
Il trasferimento di entrambi gli embrioni prodotti con l'aiuto del sistema STAR ha portato alla prima gravidanza positiva in assoluto per la coppia americana, confermata da un'ecografia a 8 settimane che mostrava un normale sviluppo fetale. Si trattava infatti di una coppia con una storia di infertilità di 19 anni che aveva già tentato diverse tecniche: per esempio, la partner femminile aveva affrontato ben 19 cicli di prelievo di ovociti in quattro diversi centri di fertilità senza ottenere successo. Questo caso, sebbene singolo, dimostra che la tecnologia STAR può offrire una nuova speranza e un'alternativa non invasiva per coppie con diagnosi di infertilità precedentemente intrattabili.
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