Columbia-Forscher berichten über die erste erfolgreiche Schwangerschaft mithilfe einer KI-gesteuerten Spermiengewinnungsmethode

Forscher am Columbia University Fertility Center berichteten über die erste erfolgreiche Schwangerschaft mit einer von ihnen entwickelten KI-gesteuerten Methode zur Spermiengewinnung bei Männern mit Azoospermie, bei denen das Ejakulat wenig oder gar keine Spermien enthält.

Der Fall wird in einem Forschungsbrief beschrieben, der in veröffentlicht wurde Die Lanzette.

Männliche Faktoren sind für etwa 40 % der Paare mit Unfruchtbarkeit verantwortlich. Davon leiden etwa 10–15 % der Männer mit Unfruchtbarkeit an Azoospermie.

Eine Samenprobe kann völlig normal erscheinen, aber wenn Sie unter das Mikroskop schauen, entdecken Sie nur ein Meer aus Zelltrümmern, ohne dass Spermien sichtbar sind. Vielen Paaren mit männlicher Unfruchtbarkeit wird gesagt, dass sie nur geringe Chancen auf ein leibliches Kind haben.

Zev Williams, leitender Autor des Artikels und Direktor des Columbia University Fertility Center

Männer mit Azoospermie können sich einem Eingriff unterziehen, bei dem Spermien chirurgisch aus den Hoden entnommen werden. Der Eingriff ist jedoch oft erfolglos und kann Gefäßprobleme, Entzündungen oder einen vorübergehenden Abfall des Testosteronspiegels verursachen.

Einige spezialisierte Labore beschäftigen Techniker, die Samenproben manuell untersuchen – ein langwieriger und teurer Prozess –, nachdem sie mit einer Zentrifuge oder anderen Mitteln verarbeitet wurden, die das Sperma schädigen können.

„Das Fachgebiet stand vor der großen Herausforderung, einen besseren Weg zu finden, lebensfähige Spermien bei Männern mit äußerst geringer Spermienzahl zu identifizieren und zu gewinnen“, sagt Williams.

Ein STERN ist geboren

Williams stellte ein Team aus Forschern und Klinikern zusammen, um eine neue Methode zu entwickeln, die verschiedene Technologien zur Identifizierung und Gewinnung seltener Spermien von Männern mit Azoospermie kombiniert.

„Zu unserem Team gehörten Experten für fortschrittliche Bildgebungstechniken, Mikrofluidik und reproduktive Endokrinologie, um jeden einzelnen Schritt zu bewältigen, der zum Auffinden und Isolieren seltener Spermien erforderlich ist“, sagt Hemant Suryawanshi, Assistenzprofessor für Reproduktionswissenschaften am Vagelos College of Physicians and Surgeons der Columbia University und Projektleiter.

Die Anfang des Jahres vorgestellte STAR-Methode (Sperm Tracking and Recovery) nutzt leistungsstarke Bildgebungstechnologie, um eine Samenprobe von Männern mit Azoospermie zu scannen und dabei in weniger als einer Stunde über 8 Millionen Bilder aufzunehmen. KI wird verwendet, um Spermien in der Probe zu identifizieren, und ein Mikrofluidik-Chip mit winzigen, haarähnlichen Kanälen isoliert den Teil der Samenprobe, der die Spermien enthält. Innerhalb von Millisekunden entnimmt ein Roboter vorsichtig die Samenzelle, sodass daraus ein Embryo erzeugt oder eingefroren und für die zukünftige Verwendung aufbewahrt werden kann.

Erste erfolgreiche Schwangerschaft mit STAR

STAR wurde an einem Patienten getestet, der fast 20 Jahre lang versucht hatte, eine Familie zu gründen, einschließlich mehrerer IVF-Zyklen in anderen Zentren, mehrerer manueller Spermiensuchen und zwei chirurgischer Eingriffe zur Spermatnahme.

Der Patient stellte eine 3,5-ml-Samenprobe zur Verfügung. In etwa zwei Stunden scannte STAR 2,5 Millionen Bilder und identifizierte zwei lebensfähige Spermien, die dann zur Erzeugung zweier Embryonen und zum Beginn einer Schwangerschaft verwendet wurden.

Obwohl die Ergebnisse auf einem Fall basieren, zeigen sie, dass diese Technologie machbar ist, um seit langem bestehende Hindernisse bei der Unterstützung von Männern mit Azoospermie zu überwinden.

„Man braucht nur ein gesundes Spermium, um einen Embryo zu erzeugen“, sagt Williams.

Derzeit laufen größere klinische Studien, um die Wirksamkeit von STAR bei breiteren Patientengruppen zu bewerten.

Quellen: