Dall’utilizzo dell’Intelligenza artificiale per migliorare il successo dei trattamenti di medicina riproduttiva alla creazione di embrioni senza ovuli o spermatozoi. Sono questi alcuni dei nuovi sviluppi della ricerca in campo di procreazione assistita.
La notizia giunge da Malaga dove sono stati presentati nuovi studi sulla medicina della riproduzione al decimo congresso internazionale Ivirma. L’evento ha riunito più di 1.200 specialisti del settore di 57 nazionalità.
Uno degli studi presentati ha permesso di valutare le dinamiche post-devitrificazione degli embrioni per prevedere il potenziale di impianto di blastocisti devitrificate attraverso l’uso di reti neurali artificiali (Ann) basate sull’intelligenza artificiale (Ai).
“Stiamo lavorando su un algoritmo Ai che studia il comportamento dell’embrione dalla devitrificazione al trasferimento, che dura circa 4 ore – riferisce in una nota Marcos Meseguer, embriologo di Ivi Valencia – pertanto, l’Ai ci mostra che un embrione che inizia la sua espansione precocemente (quando il tempo medio di espansione è di 50 minuti) ed esegue questo processo rapidamente, acquisendo una superficie superiore a 0,14 millimetri quadrati, può impiantarsi fino al 30% in più di un embrione che si espande più lentamente durante quelle prime 4 ore di vita.
L’intelligenza artificiale ci consente quindi di identificare embrioni che, sebbene mostrino una buona morfologia, hanno una bassa probabilità di impianto perché quando sono devitrificati, hanno impiegato molto tempo per espandersi o si sono espansi molto poco”.
“La coltura embrionale prolungata e il trasferimento di blastocisti sono ormai una pratica comune – commenta la ginecologa Daniela Galliano, responsabile del centro Pma Ivi di Roma – che ha dimostrato un miglioramento nella selezione degli embrioni e, quindi, nelle percentuali di successo dei trattamenti riproduttivi.
Questa strategia prevede la crioconservazione di tutte le blastocisti vitali e il loro trasferimento nei cicli successivi, evitando così il rischio di iperstimolazione ovarica.Questo crescente aumento dei cicli di trasferimento ritardati ha portato allo sviluppo di criteri di selezione sempre più precisi per migliorare i risultati dei trasferimenti di blastocisti vitrificati.
L’analisi mediante un’intelligenza iniziale della dinamica delle blastocisti vitrificate e devitrificate potrebbe essere utile per prevedere il loro potenziale di impianto, evitando così il trasferimento di embrioni vitrificati con basso tasso di successo”.
Ma – riferisce la nota – le ultime scoperte nella riproduzione assistita potrebbero essere la chiave per la creazione di tessuti e organi da utilizzare in futuro nei trapianti umani, come illustrato dal team di ricercatori, guidato da Jacob Hanna, del Dipartimento di Genetica Molecolare del Weizmann Institute of Science (Israele), che ha creato cellule sintetiche di topo senza restrizioni di sviluppo e ha scoperto un potenziale per lo sviluppo embrionale ed extraembrionale in piattaforme che simulavano un utero controllato elettronicamente, generando così embrioni completi di organi.
Il risultato è stato un modello di embrione di topo sintetico con cellule progenitrici o specializzate con un cuore pulsante, un cervello con circonvoluzioni correttamente sviluppate, un sacco vitellino, un tubo neurale, un tratto intestinale, una placenta e una circolazione sanguigna incipiente con solo otto giorni di sviluppo, quasi la metà dei 20 giorni di gestazione necessari per il topo.
“L’embrione è il punto di partenza perfetto per generare organi e il miglior bioprinter 3D”, spiega Hanna, “e questa è la chiave per essere in grado di creare meccanismi che ci consentano di far differenziare le cellule staminali da cellule specializzate del corpo o formare direttamente interi organi.
Rispetto agli embrioni naturali di topo, i modelli sintetici – riferisce – hanno mostrato una somiglianza del 95% sia nella forma delle strutture interne che nei modelli di espressione genica dei diversi tipi di cellule. Gli organi visti nei modelli hanno mostrato ogni segno di essere funzionali”, afferma.
“L’obiettivo più realistico a lungo termine – commenta Daniela Galliano – è studiare come le cellule staminali formano vari organi nell’embrione in via di sviluppo per aprire nuovi orizzonti terapeutici nel trapianto di organi. Ciò potrebbe portare alla possibilità che tessuti e organi possano un giorno essere coltivati utilizzando modelli embrionali sintetici.
Ma per poter sviluppare cellule a scopo terapeutico, serve comprendere i loro meccanismi di riprogrammazione e differenziazione, osservando queste transizioni di cellule staminali durante l’embriogenesi e l’organogenesi”.
La prossima sfida è capire come le cellule staminali sanno cosa fare: come si auto-assemblano in organi e trovano la loro strada verso i luoghi che sono stati assegnati all’interno di un embrione. E poiché questo sistema, a differenza di un utero, è trasparente, può rivelarsi utile per modellare difetti alla nascita e l’impianto di embrioni umani.
“Invece di sviluppare un protocollo diverso per la crescita di ogni tipo di cellula, ad esempio cellule renali o epatiche, forse un giorno potremo creare un modello sintetico simile all’embrione e quindi isolare le cellule di cui abbiamo bisogno. Non dovremo dettare agli organi emergenti come svilupparsi: l’embrione stesso lo fa meglio”, conclude Galliano.
