Zautomatyzowane roboty do leczenia niepłodności przewyższają lekarzy w sukcesie zapłodnień

Źródło: Columbia University Fertility Center

Nowy robot do zapłodnienia in vitro, nazwany „ART Pipetting Robot for the IVF Laboratory” (APRIL), wykorzystuje wstępnie zaprogramowane ramię mechaniczne z laboratoryjnym narzędziem przypominającym kroplomierz, czyli pipetą, zabezpieczonym szklaną obudową.

Robot do obsługi płynów został dostosowany do fachowego przygotowywania hodowli zarodków poprzez inkubację i odżywianie zapłodnionych ludzkich komórek jajowych w naczyniach do hodowli mikrokropelek.

„Robot może się wykazać wieloma umiejętnościami, tworząc te same krople raz po raz” – wyjaśnia dr S. Zev Williams z Centrum Leczenia Niepłodności Uniwersytetu Columbia  .

Badania przeprowadzone przez zespół dr Williamsa, których wyniki opublikowano w sierpniu tego roku, wykazały, że metoda zapłodnienia in vitro opracowana przez APRIL zwiększyła całkowitą liczbę nadających się do wykorzystania ludzkich zarodków o 4,2 procent. Oficjalne wyniki pojawiły się w trakcie coraz bardziej zaciętego wyścigu prezydenckiego w USA, w którym kandydat Partii Republikańskiej Donald Trump ogłosił się „ojcem zapładniania in vitro”. Dziwne komentarze byłego prezydenta — w których najwyraźniej przypisuje sobie zasługi za przełomowe badania nad zapłodnieniem in vitro, dzięki którym brytyjski fizjolog dr Robert G. Edwards otrzymał Nagrodę Nobla w 2010 r. — wprawiły w zakłopotanie obserwatorów ze wszystkich stron sceny politycznej .

Podczas spotkania informacyjnego stacji Fox News we wtorek Trump próbował publicznie ogłosić, że jest nie tylko ojcem, ale także orędownikiem zapłodnienia in vitro.

„Naprawdę popieramy zapładnianie in vitro ” – powiedział Trump prezenterce Fox News, Harris Faulkner przed publicznością złożoną wyłącznie z kobiet. 

„Chcemy zapładniania — i tyle — a Demokraci  próbowali nas atakować na ten temat. Jesteśmy za zapładnianiem in vitro jeszcze bardziej niż oni” — oświadczył były prezydent.

Tegoroczny cykl wyborczy prawdopodobnie odegra decydującą rolę w określeniu czy bardziej zaawansowane metody leczenia zapłodnienia in vitro, takie jak APRIL, trafią do stanów takich jak Alabama, które pracują nad całkowitym zatrzymaniem procesu niepłodności.

Zespół stojący za projektem APRIL poinformował w tym roku, że robot poprawił „dokładność i wyniki pomiarów” u przyszłych rodziców, którzy wcześniej zmagali się z  problemami z płodnością. Jednak dr Williams, specjalista w dziedzinie leczenia niepłodności, zauważył, że robot jest tak naprawdę przeznaczony wyłącznie do pewnych, mniej powtarzalnych i żmudnych aspektów leczenia. Bardziej delikatne etapy leczenia metodą zapłodnienia in vitro — takie jak zapłodnienie komórki jajowej plemnikiem — prawdopodobnie nadal będą wykonywane przez przeszkolony personel medyczny. Jeśli chodzi o te kroki, jak powiedział dr Williams w wywiadzie dla MIT Technology Review, „ludzie są o wiele lepsi niż maszyny”.

„Pobierasz plemnik, umieszczasz go w komórce jajowej z minimalnym urazem” – tak o tym wyjątkowym ludzkim dotyku mówił lekarz – „tak delikatnie, jak to tylko możliwe”.

Zespół naukowców opublikował artykuł w czasopiśmie medycznym Fertility and Sterility, w którym zasugerował, że „zastosowanie zautomatyzowanego systemu robotycznego do przygotowywania naczyń do hodowli zarodków” może pomóc w „zmniejszeniu zapotrzebowania na przeszkolony personel laboratoryjny”. Mają nadzieję, że APRIL pewnego dnia obniży koszty zapłodnienia in vitro dla przyszłych rodziców, biorąc pod uwagę, że zapłodnienie in vitro z udziałem techników medycznych kosztuje zazwyczaj dziesiątki tysięcy dolarów za próbę, często z własnej kieszeni. Jak ostrzega Colorado Center for Reproductive Medicine, „zakres pokrycia kosztów leczenia metodą zapłodnienia in vitro znacznie się różni w zależności od ubezpieczenia zdrowotnego” . Według ośrodka „leczenie niepłodności często wykracza poza zakres standardowych świadczeń”.

Nowe badania ujawniły kilka kluczowych obszarów, w których maszyna usprawniła leczenie metodą zapłodnienia in vitro wyłącznie u ludzi.

Zauważyli, że technologia ta pomaga utrzymać odpowiednią równowagę kwasowo-zasadową pH w płynie wokół rozwijającego się zarodka, dzięki czemu utrzymuje go bliżej optymalnych poziomów, które wspomagają jego wzrost i rozwój: pH pomiędzy 7,281-7,33 w porównaniu do 7,275-7,311 u ludzi. W komórkach rozwijającego się zarodka te poziomy pH odgrywają rolę w wielu reakcjach biochemicznych. Prawidłowe pH pomaga regulować podział i różnicowanie komórek, aktywność enzymów i tworzenie barier blastocelowych.

Częściowo dzięki tym bardziej idealnym warunkom zarodki robota APRIL wykazywały także lepsze postępy wzrostu i rozwoju, co zmierzono trzeciego i piątego dnia procedury. Szósty dzień rozwoju w hodowli jest zazwyczaj ostatnim dniem, zanim zarodek zostanie wprowadzony do macicy, aby matka mogła kontynuować ciążę. Dr Williams i jego zespół odkryli, że zarządzanie APRIL doprowadziło do 92,4 procent rozwoju już trzeciego dnia, podczas gdy przy zastosowaniu standardowych metod operatora, człowiek osiągnął wynik 82,6 procent rozwoju. Piątego dnia stopień rozwoju robota APRIL wyniósł 19,75 procent, podczas gdy w przypadku pracownika służby zdrowia pracującego rękami wskaźnik ten wyniósł 15,57 procent.

Zespół zauważył jednak w swojej pracy, że niektóre z tych wyników trzeba będzie ponownie przetestować na większej liczbie zarodków, aby sprawdzić, czy można je rzeczywiście powtarzać, lub potwierdzić, że te procenty mają znaczenie statystyczne. Jeśli projekt APRIL przejdzie pomyślnie te rozszerzone testy, stanie się rzeczywistością koncepcja zapłodnienia in vitro, której początki sięgają czasów wcześniejszych, niż osiągnięcia pioniera zapłodnienia in vitro, dr Edwardsa.

Koncepcję zautomatyzowanego, maszynowo sterowanego zapłodnienia in vitro na ludziach po raz pierwszy publicznie zaproponował Aldous Huxley w swojej powieści science fiction „Nowy wspaniały świat” z 1932 roku. Książkę Huxleya często uważa się za pierwszą, w której przewidziano nadejście przełomowych prac dr. Edwardsa nad zapłodnieniem in vitro, na wiele dziesięcioleci przed jego pierwszym sukcesem w 1978 r., kiedy to 25 lipca narodziło się pierwsze na świecie „dziecko z probówki”, Louise Brown. Zanim dr Edwards został „ojcem zapładniania in vitro”, innymi słowy, koncepcja ta była jedynie błyskiem w oku powieściopisarza Aldousa Huxleya.

W odpowiedzi na komentarze Trumpa, który nazwał się „ojcem zapładniania in vitro”, jego rywalka w wyborach, aktualna wiceprezydent Kamala Harris, powiedziała: „Nie dajmy się zbić z tropu jego doborem słów”.

„Prawda jest taka, że ​​jego działania wyrządziły bardzo wiele szkód w tej kwestii kobietom i rodzinom w Ameryce”.

„Jeśli miał na myśli branie odpowiedzialności, to tak, powinien wziąć odpowiedzialność za fakt, że co trzecia kobieta w Ameryce mieszka w stanie, w którym Trump zakazał aborcji”.