Интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида (ИКСИ) — метод лечения бесплодия, который используют в клинической практике ЭКО с 1990-х годов. Эмбриолог вручную вводит заранее отобранный единичный сперматозоид прямо в цитоплазму яйцеклетки, что увеличивает вероятность зачатия и беременности.
Несмотря на распространенность процедуры, она остается сложной: даже опытные специалисты допускают ошибки из-за усталости или человеческого фактора. Во время этой процедуры врачи работают под микроскопом, выполняют микроманипуляции руками, и их уровень сильно влияет на результат. Один эмбриолог может быть точнее и аккуратнее другого. У одного врача может дрогнуть рука — и яйцеклетка погибла. Другой опоздал с инъекцией — и оплодотворение не произошло. Авторы предыдущих работ выяснили, что уровень успешного оплодотворения таким способом может колебаться от 24% до 92%.
Автоматизация постепенно проникает в лаборатории ЭКО. Например, современные инкубаторы самостоятельно отслеживают развитие эмбрионов с помощью таймлапс-камер, а ИИ анализирует качество спермы. Но ключевой этап — саму инъекцию — до сих пор выполняли только вручную.
Статья по теме: Ученые научились предсказывать риск развития преэклампсии по анализу крови
Международная команда ученых из компании Conceivable Life Sciences (Нью-Йорк, США) и клиники Hope IVF (Гвадалахара, Мексика) создала первую в мире роботизированную систему для ИКСИ. Она выполняет все 23 этапа процедуры автоматически: от выбора сперматозоида до точного введения его в плазму яйцеклетки. Система работает под управлением ИИ или оператора, который может находиться за тысячи километров.
Главный секрет технологии — сочетание искусственного интеллекта и лазерной точности. ИИ анализирует форму и подвижность сперматозоидов, выбирает наиболее жизнеспособный, а лазер иммобилизует его за доли секунды.
«Человек физически не способен так быстро обрабатывать данные и действовать с микронной точностью», — объяснил профессор Герардо Мендизабаль-Руиз (Gerardo Mendizabal-Ruiz), ведущий инженер проекта.
Первыми испытать систему доверили 40-летней пациентке из Мексики. В предыдущей попытке ЭКО у нее созрела лишь одна яйцеклетка, которая не дала эмбрионов. В новом цикле пять яйцеклеток оплодотворились с помощью роботизированной ИКСИ, а три — традиционным методом для сравнения.
Операторы в Гвадалахаре и Нью-Йорке управляли процессом через цифровой интерфейс. Каждую яйцеклетку обрабатывали в среднем за 9 минут 56 секунд — чуть дольше ручного метода, но ученые уверены, что автоматизация сократит время вдвое.
Статья по теме: Выявлены долгосрочные последствия беременности
Результаты превзошли ожидания: четыре из пяти «роботизированных» яйцеклеток успешно оплодотворились, как и все три в контрольной группе. Один эмбрион, созданный системой под управлением нью-йоркского оператора (за 3700 километров от лаборатории), развился до стадии бластоцисты. После заморозки и пересадки он привел к беременности, завершившейся рождением здорового мальчика.
Ученые планируют масштабные испытания с участием сотен пациентов. Если эффективность подтвердится, автоматизация сделает ЭКО доступнее: снизит стоимость, сократит зависимость от квалификации эмбриологов и позволит проводить процедуры в регионах без узких специалистов.
Пока это только начало. Чтобы технология стала массовой, предстоит провести серию испытаний с участием большого числа пациентов. Но уже сейчас очевидно: произошел серьезный поворот в развитии репродуктивной медицины.
Научная работа опубликована в журнале Reproductive BioMedicine Online.