È evidente che lo sviluppo e l’introduzione delle tecnologie di intelligenza artificiale (AI) abbia un grande potenziale. Ma quanto influisce sul lavoro dell’embriologo clinico?
IL RUOLO DELL’EMBRIOLOGO CLINICO
L’embriologo clinico ha la funzione essenziale di consentire il corretto funzionamento della macchina della PMA. Le sue mansioni vanno dalla semplice preparazione e selezione degli spermatozoi da inserire in utero (IUI) fino a procedure più complesse che prevedono il trattamento dei gameti maschili e femminili al fine di ottenere la fecondazione “in vitro” e la successiva formazione e trasferimento in utero dell’embrione (FIVET e ICSI).
Tra le sue prerogative si annoverano anche la scelta degli strumenti, dei materiali, dei terreni di coltura necessari allo sviluppo di gameti ed embrioni. Inoltre, gestisce e controlla il sistema qualità all’interno del laboratorio di una clinica per la fecondazione assistita.
L’embriologo clinico deve valutare lo stato di salute degli embrioni e scegliere il migliore.
Ma, in particolare, durante una tecnica di PMA, deve valutare lo stato di salute degli embrioni, selezionando, tra gli stessi quelli con maggiore probabilità di attecchimento, a seconda delle metodiche di procreazione assistita.
Alla luce dei risultati ottenuti, non si tratta solo di abilità tecniche, acquisibili principalmente con l’esperienza, quelle indispensabili alla corretta esecuzione delle metodiche ma vi è un elevato livello di discrezionalità, variabile in base al quadro clinico della coppia coinvolta, che fa la differenza tra un professionista e l’altro.
LE TECNOLOGIE A SUPPORTO DELLA MEDICINA DELLA RIPRODUZIONE
Negli ultimi 30 anni la ricerca scientifica ed il perfezionarsi delle procedure di screening genetico, in sinergia con l’evoluzione tecnologica, applicate alla biologia della riproduzione umana, ha permesso di mettere a punto una serie di innovazioni per favorire la selezione degli embrioni dal punto di vista cromosomico e non solo.
Sistemi sempre più sofisticati hanno agevolato la selezione embrionaria sulla base dell’analisi morfologica, della fotografia microscopica time-lapse o della biopsia embrionale con test genetici preimpianto per giungere all’individuazione sia dei disordini genetici alla base delle malattie trasmissibili note, che delle aneuploidie dei gameti e degli embrioni.
Sistemi sempre più sofisticati hanno agevolato la selezione basandosi sull’analisi morfologica.
Ma il più recente ed innovativo di questi sistemi utilizza l’intelligenza artificiale (AI).
Si tratta dell’applicazione di algoritmi matematici che consentono ad una macchina l’apprendimento automatico e quello profondo.
Il termine AI si riferisce a qualsiasi programma in grado di risolvere problemi, imparare dalle esperienze e svolgere compiti, come fanno normalmente gli esseri umani.
LA TECNOLOGIA CHE RIVOLUZIONERÀ IL MILLENNIO
Una vera e propria rivoluzione, quella che utilizza l’AI, che permetterà di affiancare l’opera degli embriologi, riducendo la possibilità di errore discrezionale, e consentendo di raggiungere un maggiore grado di precisione ed accuratezza nelle analisi e nella selezione degli embrioni, riducendo così i tassi di mortalità embrionale.
La potenzialità dell’Intelligenza artificiale è legata alla straordinaria mole di dati che vengono analizzati.
La potenzialità dell’Intelligenza artificiale (AI) è legata al fatto che tanto maggiore è la base di dati che vengono analizzati, tanto maggiore è la capacità di previsione del modello.
Potenzialmente, arriverebbe anche a sviluppare sistemi di autoapprendimento superiori agli strumenti predittivi realizzati “dall’uomo”.
La possibilità di analizzare i “big” data consentirà un’analisi di dati clinici e genetici tali da consentire l’interpretazione di elementi totalmente ignorati o trascurati dall’operatore umano.
Nel caso di embrioni umani, per esempio, potrebbe sviluppare un modello predittivo della capacità di impianto basato su caratteristiche morfologiche ancora sconosciute o non percepite come importanti, invece del tradizionale rapporto tra stadio di sviluppo e tempo relativo e quindi arrivare a proporre trattamenti su misura per i pazienti.
L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE PUÒ AUMENTARE LE POSSIBILITÀ DI SUCCESSO?
Abbiamo visto, negli ultimi anni, la crescita visibile dell’intelligenza artificiale (AI) quotidiana, dai nostri telefoni cellulari, alle auto che guidiamo e persino alle nostre case, anche se l’Intelligenza Artificiale non è poi così visibile traccia le nostre abitudini di acquisto e suggerisce le scelte per noi.
Oramai l’Intelligenza Artificiale analizza le nostre abitudini e ci suggerisce le scelte da fare.
Ma l’intelligenza artificiale potrebbe aiutare a selezionare gli embrioni e ad aumentare le possibilità di raggiungimento della gravidanza?
Immaginiamo per un attimo che l’embriologo possa classificare gli embrioni con informazioni che superano la capacità dell’occhio umano.
E che, grazie all’uso di sofisticati algoritmi, possa, più facilmente, selezionare quelli migliori da impiantare, cosa che, a sua volta, ridurrebbe il numero di cicli necessari per ottenere il successo di una gravidanza.
La tecnologia non ostacola il lavoro di un professionista, semmai lo agevola. Essa persegue l’unico obiettivo di ottenere risultati migliori, fornendo una valutazione oggettiva, scientifica, della vitalità embrionale.
La valutazione artificiale garantisce, matematicamente, percentuali di successo elevate.
Recenti studi e ricerche, infatti, hanno dimostrato che grazie alla visione e valutazione artificiale è possibile effettuare una distinzione molto più netta e precisa tra embrioni euploidi e aneuploidi, con una percentuale di successo molto più elevata ed anche senza alcun rischio di dover sfruttare tecniche invasive.
“AI” COME SUPPORTO ALLA SELEZIONE EMBRIONARIA: LO STUDIO
In occasione del 37° Congresso della Società Europea di Riproduzione Umana ed Embriologia (ESHRE) è stato presentato uno studio che dimostra come l’intelligenza artificiale rappresenti un supporto molto valido nelle tecniche di fecondazione assistita.
Questo studio ha coinvolto circa 25.000 embrioni e 4.000 pazienti in modo da ottenere una selezione universale e standardizzata. Lo scopo di questo studio era l’analisi di un embrione cromosomicamente euploide senza ricorrere a tecniche invasive.
La ricerca scientifica ha allenato la macchina all’osservazione e all’autoapprendimento.
In effetti, è generalmente riconosciuto che anche dopo la selezione dell’embrione basata sulla morfologia, la fotografia microscopica time-lapse o la biopsia embrionale con test genetici preimpianto, i tassi di impianto nell’uomo sono difficili da prevedere.
Per tale finalità predittiva, è stato generato un algoritmo in grado di distinguere un embrione normale da uno anormale dal punto di vista cromosomico.
La tecnica, messa a punto dalla startup israeliana AiVF, si basa sullo studio da parte dell’algoritmo di un video dello sviluppo dell’embrione in un incubatore per cinque giorni, a differenza di altri strumenti simili che invece utilizzano solo fotografie.
Analizzando il video si possono rilevare moltissime tappe dello sviluppo e molti altri aspetti che l’occhio umano non riesce a vedere.
In sostanza si “allena” un algoritmo facendogli vedere come sono gli embrioni che hanno avuto successo. Il tasso di precisione è stato del 75%.
I primi risultati restituiscono percentuali triple rispetto ai metodi tradizionali.
I test sulla metodica sono ancora in corso, ma dai primi risultati è possibile ritenere che, al confronto con i metodi di selezione tradizionali, il tasso di successo delle procedure possa crescere notevolmente.
INTELLIGENZA ARTIFICIALE APPLICATA ALLA PMA: LE PROSPETTIVE
È evidente che lo sviluppo e l’impiego di nuove tecnologie, a supporto dell’attività dell’embriologo clinico, basate su algoritmi di intelligenza artificiale (AI) possano garantire, negli anni a venire, una grande opportunità.
Ad oggi si tratta di potenzialità, ma basate su dati reali incontestabili.
Stando alle prospettive di impiego dei sistemi che utilizzano l’intelligenza artificiale:
Potrebbero essere utili alla valutazione del potenziale riproduttivo del paziente e all’individualizzazione dei protocolli di stimolazione della gonadotropina, se gli algoritmi saranno arricchiti di informazioni sugli indicatori di infertilità e su eventuali correlazioni nei modelli di comportamento.
Potrebbero essere un supporto più che affidabile per l’adozione di decisioni cliniche in merito alla tipologia più efficace di trattamento di procreazione assistita e, in generale, in tutte le fasi del processo di laboratorio, eliminando le inefficienze in termini di valutazioni troppo spesso legate alla soggettività dell’essere umano
In un prossimo futuro l’Intelligenza Artificiale ci permetterà di personalizzare le terapie.
Potrebbero consentire, ancora, di determinare con accuratezza matematica la fase ottimale di ricezione dell’endometrio, tramite i biomarkers, individuando il momento migliore per l’impianto dell’embrione.
Potrebbe essere possibile identificare il periodo temporale più idoneo a garantire le migliori chance per il raggiungimento della gravidanza. Perché, in funzione del contenuto di cromosomi, gli embrioni hanno dei comportamenti differenti durante la loro fase di sviluppo. È il caso degli embrioni aneuploidi che presentano un periodo di crescita più lungo rispetto a quello degli embrioni normali dal punto di vista cromosomico, a causa della maggiore attività cellulare.
Di conseguenza l’applicazione delle tecnologie di intelligenza artificiale potrebbero garantire tassi di successo dei trattamenti più elevati, attraverso l’adozione di protocolli personalizzati e individualizzati.
Non ci resta che attendere, si prevede la commercializzazione di questi sistemi molto prima di quanto si creda.
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