Investigadores del Centro de Fertilidad de la Universidad de Columbia han anunciado el primer embarazo clínico exitoso utilizando un sistema guiado por Inteligencia Artificial (IA) diseñado para encontrar espermatozoides que son virtualmente indetectable, lo que podría dar un vuelco en 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 ausencia o la 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 solían ser invasivas, requerían búsquedas manuales prolongadas y, frecuentemente, terminaban en fracaso, dejando como única alternativa el esperma de donante o la adopción.

STAR: encontrar agua en el desierto

El sistema desarrollado por la Universidad de Columbia se llama STAR (Sperm Tracking and Recovery, por sus siglas en inglés; seguimiento y recuperación de esperma, en español). Desarrollado por el equipo liderado por el Dr. Zev Williams, director del centro de Columbia, STAR combina el poder del aprendizaje profundo con microfluídica de precisión.

Williams explica que la idea se inspiró en la astrofísica: si la IA puede encontrar nuevas estrellas entre miles de millones, podría aplicarse el mismo enfoque para buscar el espermatozoide que se necesita entre miles de millones de otras células. Los espermatozoides son las células más pequeñas del cuerpo, lo que hace que su detección manual sea extremadamente difícil en muestras llenas de detritos celulares.

Aquí es donde la Inteligencia Artificial toma el rol protagónico. El sistema STAR está optimizado para el análisis de ultra alta velocidad: UN sistema de imágenes analiza continuamente el flujo de la muestra de seemen a 300 cuadros por segundo. En total, es capaz de escanear y procesar 1.1 millones de imágenes por hora. Algunos informes señalan que puede tomar más de 8 millones de imágenes en menos de una hora.

El sistema emplea un modelo de detección de objetos entrenado con imágenes anotadas de esperma, y predice en tiempo real dónde se encuentran los espermatozoides candidatos. Para evitar falsos positivos, solo si el objeto se identifica como esperma en al menos tres cuadros se confirma la detección.

En una prueba, en una muestra donde los embriólogos buscaron manualmente durante dos días sin éxito, STAR encontró 44 espermatozoides en tan solo una hora.

El sistema puede controlar el flujo de fluido de la muestra para separar esos espermatozoides para que puedan ser recuperados por los expertos en inseminación.

Primer embarazo confirmado

El primer uso clínico que resultó en un embarazo se dio en una pareja con un historial de infertilidad de 19 años. El hombre de 39 años había pasado por múltiples búsquedas manuales fallidas y dos procedimientos quirúrgicos para la extracción de esperma.

Tras procesar una muestra de semen de 3,5 mL con el sistema STAR (un análisis manual previo no detectó esperma), 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, lo que resultó en dos embriones.

Trece días después de la transferencia, la paciente tuvo su primera prueba de embarazo positiva, que progresó a un embarazo clínico confirmado.

El sistema STAR representa una alternativa automatizada y no invasiva, ofreciendo “una esperanza a los pacientes con infertilidad previamente intratable”. Como lo resume Williams en la carta a The Lancet donde anuncian en el desarrollo, la IA está revelando cosas a las que antes éramos “ciegos”.

Analogía: Piense en el sistema STAR como un detector de metales ultrarrápido y microscópico. Mientras que los técnicos manuales deben tamizar laboriosamente una playa entera (la muestra de semen) a mano, intentando distinguir un grano de arena de una pepita de oro (el espermatozoide) bajo una lupa, la IA pasa rápidamente un detector que no solo identifica el oro, sino que tiene un mecanismo de pinza automatizado para recogerlo suavemente en tiempo real.