Przejdź do treści

Model matematyczny, który wyjaśni dlaczego tak wiele ciąż i prób in vitro kończy się niepowodzeniem?

model matematyczny zapłodnienie
Fot ktsdesign/ 123RF

Kiedy pomimo wielu miesięcy, a czasami nawet lat starań, parze nie udaje się zostać rodzicami, in vitro może okazać się jedyną szansą na ciążę. Niestety, zapłodnienie pozaustrojowe nie zawsze kończy się happy endem. Jednak również wielu kobietom nie mającym problemów z płodnością, nie udaje się utrzymać ciąży. Mimo iż na pozór wszystko przebiegło prawidłowo, próba kończy się niepowodzeniem. Dlaczego?

Zapisz się do newslettera

Model matematyczny a zapłodnienie

Naukowcy opracowali model matematyczny, który może pomóc wyjaśnić, dlaczego tak wiele ciąż i prób zapłodnienia in vitro kończy się niepowodzeniem. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, znajdziemy odpowiedź na zadane wcześniej pytanie.

Nieprawidłowości podczas mejozy – czyli podziału jądra komórkowego, w wyniku którego tworzą się komórki jajowe – powodują powstawanie jaj z niewłaściwą liczbą chromosomów. Jest ich zbyt mało lub zbyt dużo – 46 chromosomów, czyli 23 pary, jest prawidłową liczbą. Przypadłość ta jest bardzo mocno powiązana z utratą ciąży lub niepowodzeniem zapłodnienia pozaustrojowego (IVF), a także zaburzeniami rozwojowymi, takimi jak zespół Downa. Co ciekawe, opracowany model matematyczny ujawnił wcześniej nieznane wzorce tego typu błędów.

– Nasze badanie pokazuje, że w przyszłości modele matematyczne mogą być potężnymi narzędziami do przewidywania wyników zapłodnienia in vitro u pacjentów z niepłodnością i/lub stanowić podstawę do rozważenia alternatywnych opcji planowania rodziny, takich jak adopcja – mówi Jinchuan Xing, profesor nadzwyczajny na Wydziale Genetyki w School of Arts and Sciences oraz w Human Genetics Institute of New Jersey na Rutgers University – New Brunswick.

Zobacz też: Diagnostyka preimplantacyjna. Kiedy się ją przeprowadza i czemu służy?

Aneuploidia a utrata ciąży

Prawie 20% klinicznie rozpoznanych ciąż kończy się poronieniem, będącym niezwykle trudnym wydarzeniem w życiu. Wiele kobiet nawet nie zdaje sobie sprawy, że było w ciąży, a krwawienie traktuje jako obfitą miesiączkę.

Za główną przyczynę utraty ciąży uznawana jest aneuploidia – czyli zaburzenie ilości materiału genetycznego, które oznacza, że jego ilość w komórkach nie jest wielokrotnością zawartości DNA w jednym garniturze chromosomów, typowym dla danego osobnika lub gatunku.

Opracowany przez naukowców model matematyczny, opisujący wszystkie możliwe problemy z liczbą chromosomów spowodowane błędami podziału komórek, można wykorzystać do zrozumienia, dlaczego podczas podziału komórek powstaje nieprawidłowa liczba chromosomów. Miejmy nadzieję, że okaże się to skutecznym narzędziem, a wiedza ta zmniejszy ilość poronień i tym samym pozwoli kobietom cieszyć się z prawidłowo przebiegającej ciąży.

Źródło: news-medical

Zobacz też: Ciąża po in vitro vs ciąża po zapłodnieniu naturalnym

Klaudia Kierzkowska

Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego, miłośniczka podróży, teatru i włoskiej kuchni.

Dziecko na zamówienie? Edycja genów zarodka stwarza nowe, potencjalnie niebezpieczne możliwości

edycja genów
Fot. 123rf

Modyfikacja genów embrionów ludzkich staje się faktem, w związku z czym pilnie potrzebne są wytyczne regulujące postęp w medycynie rozrodu – do takich wniosków doszli naukowcy podczas światowej konferencji na temat płodności człowieka.

Zapisz się do newslettera

W maju 2021 roku odbył się 10. Kongres Asia Pacific Initiative on Reproduction (ASPIRE), na którym eksperci dzielili się m.in. informacjami na temat rozwoju w zakresie technologii wspomaganego rozrodu. Pisaliśmy o tym TUTAJ.

Podczas kongresu zostały dostrzeżone ogromne wyzwania społeczne i etyczne, przed którymi stoimy.

Postęp w edycji genów embrionów

Dr Catherine Racowsky, konsultantka uniwersytecka Hospital Foch we Francji, emerytowana profesor położnictwa i ginekologii z Harvard Medical School oraz była prezes Amerykańskiego Towarzystwa Medycyny Rozrodu, była główną prelegentką kongresu.

Zwróciła uwagę na to, że ​​wśród najnowszych postępów w IVF, znaczący wpływ na ludzkość może mieć edycja genów embrionów.

Społeczność międzynarodowa ciężko pracuje nad opracowaniem wytycznych regulujących dopuszczalne zmiany w genetyce człowieka, ale pozostaje duży znak pytania dotyczący tego, jak i gdzie będą one stosowane – powiedziała dr Racowsky, jej słowa cytuje News Medical.

Należy tutaj przypomnieć ​​pierwsze narodziny z genetycznie zmodyfikowanego zarodka w Chinach w 2018 roku, które wywołały globalne oburzenie ze względu na naruszenie międzynarodowego stanowiska w sprawie edycji ludzkich genów.

Zobacz też: Hodowla zarodków dłuższa niż 14 dni? Naukowcy zastanawiają się, czy przesunąć granicę

Dopuszczalna edycja genów embrionów

Dotychczas akceptowane są przedimplantacyjne testy genetyczne (PGD). Testy te wykonuje się podczas procedury IVF w celu selekcji zarodków zagrożonych chorobami genetycznymi przenoszonymi na potomstwo.

Kolejnym krokiem w edycji genów jest mitochondrialna terapia zastępcza (MRT), którą również stosuje się w celu ograniczenia przenoszenia chorób genetycznych na potomstwo. MRT polega na zastąpieniu lub zmniejszeniu wpływu zmutowanych mitochondriów poprzez przeniesienie chromosomów z chorego jaja do zdrowego (od dawcy). 

Modyfikacje genetyczne służą szczytnym celom (tj. urodzeniu zdrowego dziecka), jednak torują również drogę do selekcji zarodków pod kątem pożądanych cech u potomstwa, takich jak wzrost, kolor oczu, sprawność fizyczna i iloraz inteligencji.

Nowy człowiek nadchodzi?

Dr Racowsky powiedziała, że istnieje potrzeba kontynuowania szeroko zakrojonej debaty na temat kwestii etycznych, społecznych i religijnych związanych z tymi technologiami, aby uniknąć możliwości zmian w składzie genetycznym Homo sapiens.

„Ogromne przeszkody naukowe, kliniczne, finansowe i społeczne zostały pokonane w ciągu 43 lat, które upłynęły od narodzin pierwszego dziecka z in vitro. Pojawienie się nowych technologii, w tym mitochondrialnej terapii zastępczej i edycji genów zarodka, stwarza nowe wyzwania i obawy. Jesteśmy na wczesnym etapie tej dziedziny i musimy uważać, aby te metody zostały odpowiednio sprawdzone” – podsumowała prelegentka.

Źródło: News Medical

Zobacz też: Sztuczna inteligencja w służbie in vitro

Alina Windyga-Łapińska

Dziennikarka portalu In Vitro Online. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego. Copywriterka medyczna.

Sztuczna inteligencja a technologie wspomaganego rozwoju – najnowsze doniesienia z Azji

sztuczna inteligencja
Jakie innowacje w dziedzinie leczeni niepłodności wprowadzi sztuczna inteligencja (AI)? || Fot: – Copyright Sergey Kovalkov

Zaledwie kilka dni temu zakończył się 10. Kongres Asia Pacific Initiative on Reproduction (ASPIRE), na którym eksperci z regionu Azji i Pacyfiku dzielili się m.in. informacjami na temat prawdopodobnego rozwoju oraz możliwości w zakresie technologii wspomaganego rozrodu. Sztuczna inteligencja może odegrać w tym ogromną rolę!

Zapisz się do newslettera

Pierwsze dziecko poczęte dzięki in vitro pojawiło się na świecie już ponad 40 lat temu. Od tego czasu postęp technologii i protokołów leczenia jest ogromny. Dzięki temu – jak wskazują dane – obecnie już 1 na 20 dzieci pojawiło się na świecie za sprawą IVF, a kolejne 5% przy pomocy leków wspomagających płodność. Czy w przyszłości te liczby będą jeszcze wyższe?

Sztuczna inteligencja a leczenie niepłodności

Kongres klinicystów i naukowców z rejonu Azji i Pacyfiku przebiegał w formie online. Wzięło w nim udział ponad 3200 specjalistów, którzy łączyli się ze sobą z ponad 100 krajów. Już samo to pokazuje, jak ogromny postęp zrobiono w zakresie technologii informacyjnej – co jednak najważniejsze, ów postęp dzieje się w każdej dziedzinie naszego życia. Jeśli chodzi o płodność, to sztuczna inteligencja (AI) została w czasie Kongresu uznana jako jedna z prawdopodobnych rewolucji, które w najbliższych latach odegrają kluczową rolę w leczeniu niepłodności. Mówił o tym m.in. dr Haroon Latif Khan, specjalista ds. zdrowia seksualnego oraz sekretarz generalnym pakistańskiego Towarzystwa IVF. Opowiadał, jak w klinikach leczenia niepłodności wdraża się AI, co ma na celu wprowadzenie bardziej rygorystycznej kontroli jakości.

„Ostatecznie kluczowym wskaźnikiem wydajności w technologii wspomaganego rozrodu są żywe urodzenia i widzimy, że AI jest wykorzystywana do zarządzania wydajnością, jakością oraz ryzykiem w tym zakresie” – powiedział dr Haroon Latif Khan, którego słowa cytuje portal News Medical.

Głównymi celami tego kompleksowego zarządzania jakością są obszary stymulacji jajników, pobierania oocytów, przygotowania nasienia, rozwoju i klasyfikacji zarodków, kriokonserwacji gamet i zarodków oraz przedimplantacyjnych testów genetycznych zarodków (PGT).

Dr Haroon Latif Khan

Warto przy tym podkreślić, że komputery używane są w obszarze wspomaganego rozrodu od wielu lat. Przykładem są chociażby wspomniane badania PGT, które – jak dodał dr Khan – są obecnie w pełni zautomatyzowane, co pozwala na uzyskanie wysokiej dokładności wyników.

Zobacz też: Embriony z nieprawidłowościami mogą rozwinąć się w zdrowe zarodki? Przełomowe badania

Wizja (nie)dalekiej przyszłości

Sądzę, że w przyszłości będziemy coraz częściej stosować sztuczną inteligencję do przewidywania żywotności zarodków do implantacji oraz do genetyki reprodukcyjnej następnej generacji.

Ostatecznie każdy etap cyklu wspomaganego rozrodu zostanie zautomatyzowany, co doprowadzi do obniżenia kosztów, większej wydajności pracy oraz zminimalizowania ludzkiej subiektywności i zmienności.

Dzięki temu wspomagana reprodukcja będzie bardziej dostępna, a liczba cykli IVF gwałtownie wzrośnie.

Dr Haroon Latif Khan

Czy długo będziemy musieli na to wszystko czekać? Biorąc pod uwagę wiele ostatnich doniesień, wydaje się, że nie. Mowa chociażby o tym, że „zespół naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Kownie (KTU) jako pierwszy na Litwie zastosował metody sztucznej inteligencji (AI) do oceny danych dotyczących rozwoju zarodków ludzkich” – o czym pisaliśmy na naszym portalu.

Co przy tym ważne, eksperci podkreślają, iż rozwój AI nie sprawi, że czynnik ludzki zostanie zupełnie wykluczony z procesu leczenia – mowa o lekarzach, embriologach, położnych etc. To właśnie oni nadal będą czuwać nad terapią danych pacjentów/pacjentek.

Źródło: News Medical

Zobacz też: Hodowla zarodków w sztucznej macicy? To możliwe 

Katarzyna Miłkowska

Dziennikarka, absolwentka UW (dziennikarstwo). Obecnie studiuje psychologię kliniczną na Uniwersytecie SWPS, jest też byłą słuchaczką studiów podyplomowych Gender Studies na UW. Redaktorka prowadząca e-magazyn "Chcemy Być Rodzicami" oraz portal o tej samej nazwie. Współautorka książki "Kobiety bez diety".

Czy sztuczna inteligencja może przewidzieć niepłodność męską?

Czy sztuczna inteligencja pomoże przewidzieć niepłodność męską?

Niepłodność w równym stopniu dotyka zarówno kobiety, jak i mężczyzn. W przypadku niepłodności męskiej to azoospermia, czyli całkowity brak plemników w nasieniu, jest jednym z kluczowych problemów uniemożliwiających parze posiadanie dziecka.

Zapisz się do newslettera

Leczenie azoospermii

W leczeniu azoospermii u mężczyzn wymagana jest ekstrakcja plemników z jąder (TESE) w celu uzyskania dojrzałych plemników. Podczas badania preparatom histologicznym przypisuje się punktację, zwaną skalą Johnsena, w skali od 1 do 10, w oparciu o cechy histopatologiczne jądra.

„Skala Johnsena jest szeroko stosowana w urologii, odkąd została po raz pierwszy odnotowana 50 lat temu. Jednak ocena histopatologiczna jądra nie jest łatwym zadaniem i zajmuje dużo czasu ze względu na złożoność tkanki jądra, wynikającą z wielu wysoce wyspecjalizowanych etapów spermatogenezy”– mówi dr Hideyuki Kobayashi.

Zobacz też: 5 sposobów, które jednocześnie wspomogą płodność kobiety i mężczyzny

Wykorzystanie technologii sztucznej inteligencji

Głównym celem lekarzy było uproszczenie tego niezwykle czasochłonnego etapu diagnozy poprzez wykorzystanie technologii sztucznej inteligencji. Dzięki zautomatyzowanemu uczeniu maszynowemu, lekarze bez umiejętności programowania mogą wykorzystywać głębokie uczenie się do budowania własnych modeli.

„Stworzony przez nas model może klasyfikować histologiczne obrazy jąder bez pomocy patologów. Mam nadzieję, że nasze podejście umożliwi klinicystom z każdej dziedziny medycyny zbudowanie modeli opartych na sztucznej inteligencji, które będą mogły być wykorzystywane w ich codziennej praktyce klinicznej.”

Aby uprościć wykorzystanie wyników Johnsena w praktyce klinicznej, zidentyfikowano cztery etykiety punktacji Johnsena:  1-3, 4-5, 6-7 i 8-10.

Sztuczna inteligencja przyszłością medycyny?

Sztuczna inteligencja stała się niezwykle popularna i stosowana jest we wszystkich dziedzinach medycyny. Jednak wykorzystanie sztucznej inteligencji przez klinicystów w szpitalach nadal jest utrudnione ze względu na potrzebę pomocy naukowców zajmujących się danymi.

„Wykorzystywana przez nas platforma uczenia maszynowego oparta na chmurze, może stać się tak potężnym narzędziem w medycynie, że w niedalekiej przyszłości lekarze w szpitalach będą z łatwością korzystać z klasyfikatorów obrazów medycznych opartych na sztucznej inteligencji(…) Najtrudniejszą częścią było zrobienie zdjęć patologii jąder – było to bardzo czasochłonne” – słowa dr Kobayashi cytuje News Medical

Grupa dr Kobayashiego opisała rozwój opartego na sztucznej inteligencji algorytmu oceny wyników Johnsena łączących oryginalne obrazy (X400), które osiągnęły wysoką dokładność. To pierwszy raport dotyczący algorytmu, którego można użyć do przewidywania wyników Johnsena bez konieczności polegania na patologach i ekspertach w dziedzinie nauki o danych.

Źródło: News Medical

Zobacz też: Litwa: Zautomatyzowany system selekcji zarodków zwiększy szansę na sukces IVF

Klaudia Kierzkowska

Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego, miłośniczka podróży, teatru i włoskiej kuchni.