Como a inteligência artificial pode ajudar a tratar infertilidade masculina

A infertilidade afeta 7% da população masculina. Agora a inteligência artificial (IA) pode estar prestes a ajudar a mitigar o problema.

Steven Vasilescu, engenheiro biomédico da Universidade de Tecnologia de Sydney (UTS), na Austrália, e fundador da empresa médica NeoGenix Biosciences, diz que o software de IA desenvolvido por ele e sua equipe pode detectar espermatozoides em amostras colhidas de homens inférteis mil vezes mais rápido do que um especialista.

“Isso pode destacar um espermatozoide potencialmente viável antes mesmo que um ser humano possa processar o que está vendo”, diz ele.

O sistema que Vasilescu e seus colegas desenvolveram chama-se SpermSearch.

Ele foi projetado para ajudar homens que não têm nenhum espermatozoide na ejaculação — que representam 10% dos homens inférteis —, uma condição chamada azoospermia não obstrutiva (NOA, na sigla em inglês).

Normalmente, nesses casos, uma pequena porção dos testículos é removida cirurgicamente e levada a um laboratório, onde um embriologista pode procurar manualmente espermatozoides saudáveis.

O tecido é separado e examinado ao microscópio. Se algum espermatozoide viável for encontrado, ele poderá ser extraído e injetado em um óvulo.

Este processo, diz Vasilescu, pode levar seis ou sete horas para vários funcionários e há perigo de fadiga e imprecisão.

“Quando um embriologista olha ao microscópio, o que vê é apenas uma confusão completa — uma paisagem estelar de células”, diz ele.

“Há sangue e tecido. Pode haver apenas 10 espermatozoides no total, mas milhões de outras células. É uma agulha num palheiro”, acrescenta Vasilescu.

Ele diz que, por outro lado, o SpermSearch pode encontrar qualquer esperma saudável em segundos, quando as fotografias das amostras são imediatamente carregadas no computador.

Para atingir essa velocidade, Vasilescu e seus colegas treinaram a IA para identificar espermatozoides nessas amostras de tecidos complexos, mostrando-lhes milhares dessas imagens.

Em artigo científico publicado, a equipe de engenharia biomédica da UTS diz que o SpermSearch foi mil vezes mais rápido do que um embriologista experiente em um dos testes.

No entanto, o SpermSearch não foi projetado para substituir os embriologistas, mas sim para atuar como uma ferramenta de assistência.

‘O tempo é crítico’

Sarah Martins da Silva, leitora clínica em medicina reprodutiva da Universidade de Dundee, na Escócia, afirma que essa rapidez na localização de qualquer espermatozoide é vital.

“O tempo é crítico”, diz ela. “Se você tem alguém que fez uma coleta de óvulos e tem óvulos que precisam ser fertilizados, há apenas um pequeno intervalo de tempo para que possamos fazer isso. Acelerar o processo seria extremamente vantajoso.”

Com a contagem de espermatozoides tendo diminuído pela metade nas últimas quatro décadas, conforme amplamente relatada, a infertilidade continua a ser um problema crescente.

Os fatores por trás da queda na fertilidade masculina incluem desde poluição e tabagismo até dietas inadequadas, falta de exercício físico e estresse demais.

Meurig Gallagher é outro acadêmico que trabalha para ajudar homens com problemas de infertilidade.

Professor assistente no Centro de Modelagem de Sistemas e Biomedicina Quantitativa da Universidade de Birmingham, na Inglaterra, sua nova técnica usa software de imagem para rastrear a velocidade e a ação das caudas dos espermatozoides.

“Observar a cauda dá uma ideia da saúde de uma amostra”, diz ele. “Mudanças mínimas podem nos dizer se o esperma está sob estresse ambiental, prestes a morrer ou se está respondendo a um sinal biológico.”

Enquanto isso, a empresa de fertilidade Examen, com sede em Belfast, na Irlanda do Norte, utiliza uma técnica conhecida como eletroforese em gel de célula única para identificar danos no DNA em espermatozoides individuais.

Sheena Lewis, professora emérita de medicina reprodutiva na Queens University Belfast e diretora executiva da Examen, e sua equipe desenvolvem a técnica há mais de 20 anos.

No entanto, Lewis afirma que, embora os desenvolvimentos na utilização da IA sejam entusiasmantes, a medicina avança muito lentamente.

Por exemplo, o SpermSearch está atualmente na fase de prova de conceito, após um ensaio muito pequeno envolvendo apenas sete pacientes.

“Isso ainda não significa nada”, diz Lewis. “O período de tempo entre algo estar em fase de prova de conceito e estar disponível comercialmente é provavelmente entre dois e cinco anos.”

“Tem um longo caminho a percorrer. Também se destina ao pequeno grupo de homens que têm NOA. Qualquer coisa que você possa fazer é fantástica – mas nunca será um tratamento disseminado.”

De volta a Sydney, Vasilescu diz que um tratamento como o deles é a “última parada”.

“Pode ser a diferença entre fertilizar um óvulo ou simplesmente interromper o tratamento”, diz ele.

“Se pudermos tornar os embriologistas mais eficientes e mais precisos, eles poderão encontrar espermatozoides que de outra forma não encontrariam. Isso dá ao homem a oportunidade de ser pai dos seus próprios filhos biológicos.”

A equipe da UTS está agora preparada para levar sua IA a testes clínicos.

“Uma gravidez real — esse é o próximo passo”, diz Vasilescu.