Primul caz clinic de sarcină obținută prin identificarea și recuperarea spermatozoizilor cu ajutorul inteligenței artificiale la pacienți cu azoospermie neobstructivă

Pe 31 octombrie 2025 a fost publicat un studiu realizat de echipa condusă de Hemant Suryawanshi și colaboratori, care descrie primul caz clinic de sarcină confirmată obținută printr-un sistem bazat pe inteligență artificială (IA) pentru identificarea și recuperarea spermatozoizilor la un pacient diagnosticat cu azoospermie neobstructivă. Studiul, desfășurat în cadrul Universității Columbia (SUA), marchează o etapă majoră în medicina reproductivă asistată, oferind o alternativă non-invazivă și automatizată la metodele clasice de recoltare și identificare a spermatozoizilor.

Context

Infertilitatea masculină este responsabilă pentru până la 40% din cazurile de infertilitate de cuplu, iar azoospermia și cryptozoospermia reprezintă aproximativ 10–15% dintre acestea. Aceste condiții, caracterizate prin absența sau prezența extrem de rară a spermatozoizilor în materialul seminal, sunt printre cele mai dificile de tratat.

Tratamentul standard include extracția testiculară de spermă (TESE) sau căutarea manuală extensivă de spermatozoizi în probele seminale, urmate de injecția intracitoplasmatică de spermă (ICSI). Deși eficiente în unele cazuri, aceste proceduri sunt invazive, consumatoare de timp și adesea nereușite, ceea ce duce la recomandarea utilizării de spermă donată sau adopție.

Pentru a aborda aceste limitări, cercetătorii au dezvoltat sistemul STAR (Sperm Tracking and Recovery), o platformă microfluidică ghidată de inteligență artificială, capabilă să detecteze și să izoleze spermatozoizi rari din probe considerate anterior azoospermice, oferind astfel noi perspective pentru pacienții cu infertilitate masculină severă.

Despre studiul actual

Sistemul STAR integrează trei componente principale:

• un sistem de imagistică de mare viteză,

• un cip microfluidic personalizat (Fusion DTx),

• și un model de detecție bazat pe învățare profundă (deep learning).

Împreună, acestea permit analiza în timp real a probelor de spermă la o viteză de 400 µL/oră, cu o rată de 1,1 milioane de imagini procesate pe oră.

Pentru evaluarea acurateței, cercetătorii au adăugat un număr cunoscut de spermatozoizi (între 5 și 100 per 400 µL) în probe azoospermice. Sistemul a demonstrat o corelație excelentă între spermatozoizii adăugați și cei detectați (R² = 0,99).

Modelul de inteligență artificială a fost construit pe baza arhitecturii YOLO (You Only Look Once), antrenat pe imagini etichetate de spermatozoizi. Performanța modelului a fost remarcabilă, cu:

• precizie de 0,89,

• recall de 0,90,

• mean average precision (mAP) de 0,95 la IoU 0,5 și 0,60 pe intervalul IoU 0,5–0,95.

Pentru a reduce erorile, sistemul utilizează un filtru de consistență temporală: un obiect trebuie identificat ca spermatozoid în cel puțin 3 din 10 cadre consecutive pentru a fi confirmat. Odată identificat, un mecanism microfluidic de izolare capturează spermatozoidul într-un volum de 300 nL, care este apoi transferat către laboratorul de embriologie pentru procedura ICSI.

Toate componentele sunt de unică folosință, iar sistemul este complet închis, eliminând riscul de contaminare și asigurând sterilitatea procesului.

Rezultatele clinice

Cuplul inclus în acest prim caz clinic se confrunta cu 19 ani de infertilitate.

• Bărbatul, în vârstă de 39 de ani, avea carotip normal, fără microdeleții ale cromozomului Y, niveluri normale de testosteron și hormon foliculostimulant (FSH), însă atrofie testiculară bilaterală cu microlitiază. În trecut, trecuse prin două proceduri TESE și numeroase căutări manuale de spermă, cu rezultate minime.

• Partenera, în vârstă de 37 de ani, prezenta rezervă ovariană sever diminuată (AMH = 0,17 ng/mL) și efectuase 19 cicluri de recoltare ovocitară în 11 ani, cu rezultate slabe la fertilizare și fără sarcini obținute.

Proba seminală de 3,5 mL a fost procesată cu STAR, fiind analizate 2,5 milioane de imagini în 2 ore.

• Examinarea manuală nu a identificat spermatozoizi.

• STAR a detectat 7 spermatozoizi: 2 motili și 5 non-motili.

Cei doi spermatozoizi motili au fost injectați în două ovocite mature (unul proaspăt și unul decongelat), rezultând doi embrioni în stadiu de clivaj. Doi alți ovocite injectate cu spermatozoizi non-motili nu s-au dezvoltat.

Cei doi embrioni au fost transferați în ziua a treia, iar la 13 zile post-transfer testul de sarcină a fost pozitiv. Sarcina a fost confirmată ecografic, cu activitate cardiacă fetală de 172 bătăi/minut la 8 săptămâni.

Aceasta este prima sarcină clinică raportată la nivel mondial obținută prin fertilizare folosind spermatozoizi identificați și recuperați de un sistem microfluidic ghidat de inteligență artificială.

Concluzii

Acest caz demonstrează fezabilitatea și potențialul transformator al platformei STAR în tratamentul infertilității masculine severe.
Comparativ cu tehnicile tradiționale:

• este non-invaziv,

• automatizat,

• nu necesită expertiză manuală extinsă,

• și reduce semnificativ timpul de procesare.

Deși rezultatul se bazează pe un singur caz clinic, succesul obținut după aproape două decenii de încercări eșuate subliniază promisiunea acestei tehnologii de a redeschide posibilitatea paternității biologice pentru bărbații diagnosticați cu azoospermie neobstructivă.

Sunt în curs studii clinice extinse pentru a evalua reproductibilitatea, eficiența și siguranța sistemului STAR pe cohorte mai mari.

Această inovație marchează un moment de cotitură în medicina reproductivă, integrând inteligența artificială și microfluidica într-o soluție clinică capabilă să transforme abordarea infertilității masculine severe.