ESHRE 2022: presentati risultati di uno studio sull’Intelligenza Artificiale al servizio della fecondazione assistita

Un’innovativa tecnica di individuazione degli embrioni da impiantare è stata presentata oggi a Milano durante il 38esimo meeting annuale della Società europea di riproduzione umana ed embriologia (Eshre) da IVI, la clinica internazionale specializzata in riproduzione assistita.
Lo studio “Artificial intelligence (AI) based triage for preimplantation genetic testing (PGT); un modello di IA che rileva nuove caratteristiche nell’embrione associato alla ploidia”, è stato guidato dal Dr. Marcos Meseguer, embriologo e supervisore scientifico di IVI Valencia.

Si tratta di uno studio particolarmente all’avanguardia perché, per la prima volta al mondo, sono stati sviluppati e combinati 5 moduli indipendenti che analizzano le caratteristiche degli embrioni utilizzando la visione artificiale, ottenendo così un’accuratezza del 90% nella previsione di embrioni cromosomicamente normali. “Essere in grado di valutare il potenziale di impianto dell’embrione in questo modo ci consente di migliorare l’efficienza di un processo fondamentale nella riproduzione assistita, come la coltura e la selezione degli embrioni”, ha spiegato il dott. Francesco Gebbia, ginecologo, specialista in medicina della Riproduzione.

Mediante l’utilizzo dell’intelligenza artificiale si è riusciti, infatti, ad operare una scelta dell’embrione da impiantare con una percentuale di accuratezza senza precedenti, che è vicina a quella ottenuta dallo studio convenzionale sull’embrione invasivo. Il nuovo metodo, che rappresenta nel suo campo una notevole innovazione, consiste nella rielaborazione di dati attraverso complessi algoritmi che evitano di dover manipolare l’embrione, effettuare biopsie ed estrarre cellule da esso, ottenendo così un’elevata capacità di successo nell’individuazione di embrioni vitali da trasferire nell’utero della madre. Tali percentuali in precedenza venivano ottenute solo con metodiche molto invasive.

Lo studio ha analizzato 2.500 embrioni – il più importante caso di studio analizzato scientificamente al mondo – dando vita a una tecnica rivoluzionaria nel campo dell’embriologia, che non è invasiva, universale, standardizzata, automatica e migliorerebbe tutti gli attuali metodi di valutazione degli embrioni. “Il focus di questo studio risponde a una realtà indiscutibile: lo sviluppo embrionale non avviene allo stesso modo negli embrioni euploidi – cromosomicamente normali – e aneuploidi – cromosomicamente anormali. A questo punto, l’Intelligenza Artificiale potrebbe prevedere la ploidia? I 5 moduli che siamo stati in grado di analizzare e combinare ci mostrano che sì, sarebbe possibile e affidabile”, ha aggiunto la dottoressa Daniela Galliano, Direttrice della Clinica PMA di Roma, Specialista in Ginecologia, Ostetricia e Medicina della Riproduzione.

I 5 moduli studiati sono:

1. Parametri morfocinetici: Questo modulo si riferisce ai momenti in cui si verificano gli eventi più importanti dello sviluppo embrionale, cioè quando l’embrione si divide in cellule fino a raggiungere lo stadio di blastocisti. “Semplicemente analizzando questi parametri nei 2.500 embrioni studiati, siamo stati in grado di verificare che, prendendo come riferimento un embrione euploide, se un altro embrione arriva più tardi di questo in un evento, la sua probabilità di essere aneuploide aumenta considerevolmente”, ha detto il dottor Francesco Gebbia.
2. Morfologia embrionale: lo studio automatizzato di questo parametro mostra che gli embrioni con una buona morfologia hanno maggiori probabilità di essere cromosomicamente normali. La morfologia stessa ha una capacità predittiva del 68% per l’aneuploidia.
3. Attività cellulare: Questo modulo consiste nel misurare il diametro di una cellula e la somma di tutti i diametri delle cellule dell’embrione in un momento specifico del suo sviluppo (da 2 a 8 cellule). “Questo calcola automaticamente i valori che vengono poi analizzati per 160 immagini, risultando in embrioni cromosomicamente anormali o aneuploidi con una lunghezza di diametro maggiore. Questo perché impiegano più tempo a dividersi, la scissione produce molti movimenti e quindi aumenta la misurazione “, ha detto il dottor Francesco Gebbia.
4. Attività mitocondriale: si tratta di associare la più piccola dimensione analizzabile per quanto riguarda l’immagine, che è un pixel, con la dimensione di un mitocondrio. Successivamente, i pixel dell’embrione vengono quantificati e vengono analizzati i cambiamenti di quantità e distribuzione, confrontandoli tra embrioni euploidi e aneuploidi. Gli embrioni aneuploidi hanno un numero diverso di pixel rispetto agli embrioni euploidi, quindi questo modulo aiuta a prevedere l’aneuploidia con una precisione del 77%.
5. Deformazione/ restringimento: il restringimento si verifica in circa il 20% degli embrioni.
   Dopo aver analizzato automaticamente questo evento, si osserva che si verifica più frequentemente negli embrioni aneuploidi. “In breve, la visione artificiale ci consente di emulare le capacità dei nostri occhi sui computer. In altre parole, mira ad acquisire, elaborare, analizzare e comprendere immagini del mondo reale al fine di produrre informazioni numeriche o simboliche che possono essere elaborate da un computer. E questo alla fine ci consente di verificare che gli embrioni si comportino in modo diverso durante il loro sviluppo in base al loro contenuto cromosomico e quindi ottimizzare il processo di studio degli embrioni e la valutazione di embrioni normali e vitali per il trasferimento “, ha concluso il dott. Francesco Gebbia
   Di conseguenza, la combinazione di questi 5 moduli insieme a un complesso algoritmo sviluppato da IVI Valencia in collaborazione con la società israeliana AiVF si tradurrebbe in un’accuratezza del 90% nell’individuazione di embrioni cromosomicamente normali, con un impatto diretto su un aumento dei tassi di gestazione, che fornirebbe una previsione obiettiva e affidabile utilizzando una tecnica veloce ed economica.

“Il congresso ESHRE è stata l’occasione per presentare alcuni fra i più straordinari risultati raggiunti recentemente da IVI e per aprire nuove frontiere nella PMA, una conferma di un’attività che nel corso del tempo ha consentito ai nostri specialisti di ottenere alcune delle onorificenze più importanti nel settore – ha commentato la Dottoressa Daniela Galliano, Direttrice della Clinica PMA di Roma, Specialista in Ginecologia, Ostetricia e Medicina della Riproduzione – La cornice internazionale del Congresso di Milano è stata l’occasione anche per un confronto costruttivo per un unico obiettivo: guardare al passato per tracciare nuovi percorsi per il futuro della procreazione medicalmente assistita e verso tecniche sempre più all’avanguardia, in maniera da aiutare a realizzare il desiderio di genitorialità delle tante coppie che per vari motivi sono costretti a ritardare il loro percorso verso la genitorialità.”