Investigadores del Centro de Fertilidad de la Universidad de Columbia han anunciado el primer embarazo clínico exitoso utilizando un sistema impulsado por inteligencia artificial (IA) diseñado para encontrar espermatozoides casi indetectables, lo que podría revolucionar la lucha contra la infertilidad, un problema que afecta hasta al 40% de las parejas.
El foco de este desarrollo es la azoospermia y la criptozoospermia, condiciones caracterizadas por la falta o extrema rareza de espermatozoides en el eyaculado. Estas situaciones representan entre el 10% y el 15% de los casos de infertilidad masculina. Hasta ahora, las opciones eran en su mayoría invasivas, requerían búsquedas manuales que requerían mucho tiempo y a menudo terminaban en fracaso, dejando el esperma de un donante o la adopción como únicas alternativas.
ESTRELLA: encontrando agua en el desierto
El sistema desarrollado por la Universidad de Columbia se llama STAR (Sperm Tracking and Recovery, en español). Desarrollado por un equipo dirigido por el Dr. Zev Williams, director del Columbia Center, STAR combina el poder del aprendizaje profundo con microfluidos de precisión.
Williams explica que la idea está inspirada en la astrofísica: si la inteligencia artificial puede encontrar nuevas estrellas entre miles de millones, el mismo enfoque podría aplicarse para buscar el esperma necesario entre miles de millones de otras células. Los espermatozoides son las células más pequeñas del cuerpo, lo que hace extremadamente difícil su detección manual en muestras llenas de restos celulares.
Es aquí donde la inteligencia artificial toma un papel protagonista. El sistema STAR está optimizado para un análisis ultrarrápido: el sistema de imágenes analiza continuamente el flujo de la muestra de semilla a 300 fotogramas por segundo. En total, es capaz de escanear y procesar 1,1 millones de imágenes por hora. Algunos informes indican que puede capturar más de 8 millones de imágenes en menos de una hora.
El sistema utiliza un modelo de detección de objetos entrenado con imágenes de espermatozoides etiquetados y predice en tiempo real dónde se encuentran los espermatozoides candidatos. Para evitar falsos positivos, la detección sólo se confirma si el objeto se identifica como esperma en al menos tres fotogramas.
En una prueba, en una muestra que los embriólogos buscaron a mano durante dos días sin éxito, STAR encontró 44 espermatozoides en sólo una hora.
El sistema puede controlar el flujo de líquido de muestra para separar estos espermatozoides para que puedan ser recuperados por especialistas en inseminación.
Primer embarazo confirmado
El primer uso clínico que resultó en un embarazo fue en una pareja con un historial de infertilidad de 19 años. El hombre de 39 años se sometió a múltiples pruebas manuales sin éxito y a dos cirugías para extraer esperma.
Tras procesar una muestra de 3,5 ml de semen con el sistema STAR (análisis manuales anteriores no habían detectado espermatozoides), la IA analizó 2,5 millones de imágenes en aproximadamente dos horas y detectó siete espermatozoides. Los dos espermatozoides móviles encontrados fueron inyectados en óvulos maduros, dando como resultado dos embriones.
Trece días después del traslado, la paciente tuvo su primera prueba de embarazo positiva, la cual evolucionó a embarazo clínico confirmado.
El sistema STAR representa una alternativa automatizada y no invasiva, que ofrece “esperanza a los pacientes con infertilidad previamente incurable”. Como resume Williams en una carta a The Lancet anunciando el desarrollo, la IA está descubriendo cosas a las que antes estábamos “ciegos”.
Analogía: piense en el sistema STAR como un detector de metales microscópico y ultrarrápido. Mientras que los técnicos manuales tienen que buscar minuciosamente a mano en toda la playa (muestra de semen), tratando de distinguir un grano de arena de una pepita de oro (esperma) bajo una lupa, la IA pasa rápidamente por un detector que no solo identifica el oro, sino que también tiene un mecanismo de sujeción automatizado que lo recoge suavemente en tiempo real.
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