Diciannove anni. Quasi due decenni di tentativi, undici cicli di stimolazione ovarica, quattro centri per la fertilità, due interventi chirurgici per estrarre spermatozoi. E ogni volta lo stesso esito: nessuna gravidanza. Una coppia americana, lui 39 anni con azoospermia grave, lei 37 con riserva ovarica ridottissima, sembrava destinata a rinunciare al sogno di un figlio biologico. Finché l’intelligenza artificiale non ha fatto ciò che sembrava impossibile: ha individuato due spermatozoi vitali dove gli occhi umani avevano visto solo detriti cellulari.
La tecnica Star scova l’invisibile
Il metodo Star (Sperm Tracking and Recovery), sviluppato dal Columbia University Fertility Center di New York e descritto su The Lancet, combina imaging ad alta potenza, microfluidica e robotica. Il sistema scansiona il campione di seme catturando oltre 8 milioni di immagini in meno di un’ora, mentre gli algoritmi di intelligenza artificiale analizzano le foto in tempo reale per identificare eventuali spermatozoi vitali nascosti tra milioni di cellule morte.
Nel caso specifico, i ricercatori hanno analizzato un campione seminale di 3,5 millilitri. In circa due ore, l’intelligenza artificiale ha processato 2,5 milioni di immagini e individuato due spermatozoi motili. Un chip microfluidico dotato di canali sottilissimi, simili a capelli, ha isolato la porzione del campione contenente gli spermatozoi, che un robot ha prelevato delicatamente in pochi millisecondi.
Da zero a due embrioni in tredici giorni
I due spermatozoi recuperati con Star sono stati utilizzati per fecondare altrettanti ovuli della compagna tramite iniezione intracitoplasmatica, una tecnica che prevede l’iniezione diretta di un singolo spermatozoo nell’ovocita. Tredici giorni dopo il trasferimento embrionale, la donna è risultata incinta. “Serve solo uno spermatozoo sano per creare un embrione”, sottolinea Williams.
Il risultato, sebbene basato su un singolo caso clinico, dimostra la fattibilità della tecnologia nell’affrontare ostacoli consolidati nel trattamento dell’infertilità maschile. Robert Brannigan, presidente eletto dell’American Society for Reproductive Medicine e urologo alla Northwestern University, non coinvolto nello studio, esprime ottimismo: “Anche scoprire un singolo spermatozoo vitale può essere trasformativo. Lo considero principalmente uno strumento che potenzia le capacità dei tecnici di laboratorio, soprattutto in situazioni simili alla ricerca di un ago in un pagliaio”.
Il fattore maschile pesa sul 40% dei casi di infertilità
I fattori maschili rappresentano circa il 40% delle coppie che affrontano problemi di fertilità. Tra questi, il 10-15% degli uomini infertili soffre di azoospermia, una condizione in cui l’eiaculato contiene una quantità di spermatozoi così bassa da risultare invisibile all’analisi microscopica standard. “Un campione di seme può apparire del tutto normale, ma quando lo osservi al microscopio scopri solo un mare di detriti cellulari, senza spermatozoi visibili”, spiega Zev Williams, direttore del Columbia University Fertility Center e autore senior dello studio.
Le opzioni terapeutiche tradizionali prevedono l’estrazione chirurgica di spermatozoi dai testicoli, ma la procedura risulta spesso inefficace e comporta rischi come problemi vascolari, infiammazioni o cali temporanei del testosterone. In alternativa, laboratori specializzati impiegano tecnici che ispezionano manualmente i campioni seminali dopo averli trattati con centrifughe o altri agenti che possono danneggiare gli spermatozoi: un processo lungo, costoso e dall’esito incerto.
Un nuovo standard accessibile
Il costo totale previsto per utilizzare il metodo Star — dalla ricerca all’isolamento fino al congelamento degli spermatozoi — si aggira intorno ai 3.000 dollari. Una cifra che potrebbe rendere la tecnologia accessibile a una platea più ampia rispetto alle ricerche manuali o agli interventi chirurgici ripetuti. Attualmente Star è disponibile esclusivamente presso il Columbia University Fertility Center, ma Williams e il suo team puntano a condividere i dati con altre cliniche della fertilità.
Hemant Suryawanshi, professore assistente di scienze riproduttive alla Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons e coordinatore del progetto, evidenzia il carattere multidisciplinare dell’approccio che ha consentito alla coppia di avere un proprio figlio biologico: “Il nostro team ha riunito esperti in tecniche di imaging avanzate, microfluidica ed endocrinologia riproduttiva per affrontare ogni singolo passaggio necessario a trovare e isolare spermatozoi rari”.
L’intelligenza artificiale entra nella medicina riproduttiva
Star non rappresenta il primo utilizzo dell’intelligenza artificiale nell’ambito dell’azoospermia. Un gruppo di ricerca canadese ha sviluppato un modello di intelligenza artificiale per automatizzare e velocizzare la ricerca di spermatozoi rari nei campioni maschili. Seann Helland, urologa specializzata in infertilità maschile presso la Mayo Clinic, spiega: “L’intelligenza artificiale eccelle in quest’area grazie alla sua capacità di apprendere: mostrandole immagini di spermatozoi e le loro caratteristiche, può utilizzare quella conoscenza per identificare immagini specifiche. È incredibilmente entusiasmante: l’intelligenza artificiale sta ridisegnando il panorama medico e cambierà radicalmente il modo in cui affrontiamo numerose sfide”, come dimostra il fatto che ChatGPT abbia già battuto i medici nella diagnosi di alcune malattie.
Studi clinici più ampi sono in corso per valutare l’efficacia di Star su popolazioni di pazienti più vaste. Se i risultati confermeranno la validità del metodo, milioni di coppie nel mondo potrebbero avere un’opzione concreta dove prima esisteva solo rassegnazione.
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