Amerikāņu, spāņu un meksikāņu pētnieki ir paziņojuši par pirmā mazuļa piedzimšanu, izmantojot intracitoplazmas spermas injekciju ar pilnībā automatizētu mikromanipulāciju un tālvadības pulti. Tehnoloģijas apraksts publicēts žurnālā Reproductive Biomedicine Online.
Intracitoplazmas spermas injekcija ( ICSI ) ir viena no mākslīgās apaugļošanas tehnoloģijām, ko izmanto, ja spermas kvalitāte vai daudzums nav pietiekams vienkāršai mākslīgajai apsēklošanai in vitro apaugļošanas ( IVF ) laikā. ICSI gadījumā iepriekš imobilizētu spermu injicē tieši olšūnas citoplazmā, izmantojot mikromanipulatorus ar stikla mikroadatu. Tas ir tehnoloģiski sarežģīts daudzpakāpju process, kas tiek veikts manuāli un kam nepieciešami augsti kvalificēti embriologi.
Žaks Koens no Conceivable Life Sciences un kolēģi ir izstrādājuši digitālu, attālināti vadāmu darbstaciju, lai automātiski veiktu visas 23 mikromanipulācijas, kas nepieciešamas ICSI veikšanai. Tas sastāv no apgrieztā mikroskopa, apsildāmām un motorizētām pakāpēm, bezkontakta lāzera, pjezo aktuatora, robotizētiem mikromanipulatoriem, eļļas un gaisa mikroinžektoriem, revolvera ar lēcām un kamerām. Tas īsteno spermatozoīdu lāzera imobilizācijas principus , ICSI, izmantojot lāzeru un pjezo -ICSI. Sistēma izmanto iepriekš izstrādāto SiD mašīnas redzes programmu, lai atlasītu un izsekotu spermu . Speciāli izstrādāti mašīnmācīšanās algoritmi ir atbildīgi par segmentāciju (objektiem – šūnām un mikroinstrumentiem atbilstošu kameras attēla pikseļu iezīmēšanu) un mikromanipulatoru precizēšanu.
Darbstacija un tās programmatūra ļauj automatizēt visas galvenās mikromanipulācijas, tostarp: spermas lāzera imobilizāciju, spermas uztveršanu mikroadatā, olšūnas lokalizāciju un optisko segmentāciju, kontrolētu spermas injekciju un visu procesu izsekošanu, koncentrējoties uz gametām un mikroinstrumentiem. Šīs manipulācijas tiek veiktas soli pa solim saskaņā ar komandām no lokālā vai attālā datora saskarnes; operatoram nav tieša kontakta ar mikromanipulatoriem un mikroskopu. Manuāli tiek veikta tikai sistēmas sagatavošana darbībai, spermas piliena sagatavošana, olšūnu ievietošana ICSI konteinerā un to ekstrakcija pēc apaugļošanas. Sistēma ir veiksmīgi preklīniski pārbaudīta ar dažādām dzīvnieku sugām.
Klīniskie pētījumi tika veikti Hope IVF Meksikas klīnikā. Automātiskās ICSI ieņemtā pirmā bērna topošie vecāki bija 40 gadus veca sieviete ar primāru neauglību un samazinātu olnīcu rezervi (antimilera hormona līmenis 0,1 nanograms mililitrā) un viņas 43 gadus vecais partneris ar mērenu teratozoospermiju (saskaņā ar spermogrammu, ejakulāta koncentrācija ir divi mililitli, ejakulāta tilpums ir divi mililitri 8 milj. ir 77 procenti, progresīvā kustība ir 66 procenti, divi procenti normālas formas). Iepriekšējais IVF mēģinājums bija neveiksmīgs (tika iegūta viena nobriedusi olšūna un nebija embriju), un pāris tika nosūtīts uz ICSI ar donora olām.
Donors bija 23 gadus veca sieviete, kurai deviņas dienas tika veikta olnīcu stimulācija ar gonadotropīniem (beigās estradiola līmenis bija 1117 pikogrami mililitrā). Viņai tika ievadīts gonadotropīnu atbrīvojošā hormona agonists triptorelīns, un tika iegūti astoņi nobrieduši oocīti. Pieci no tiem tika nejauši izvēlēti automatizētajai ICSI, atlikušie trīs – klasiskajai kontroles sistēmai (neizmantojot pjezoelektrisko efektu un lāzeru). Operatori automatizētajā procesā izdotu komandas no IVF klīnikas Meksikā vai no Hudsonas, Ņujorkas štatā. Apaugļotās olšūnas inkubēja piecas dienas, iegūtās blastocistas tika morfoloģiski novērtētas, atlasītas kvalitatīvās, viena tika atlasīta svaigai pārvietošanai (neveiksmīga), pārējās tika stiklotas.
No 115 automatizētās ICSI soļiem (23 katrai olšūnai) 49,6 bija nepieciešama digitālā operatora iejaukšanās, pārējos veica pati sistēma. Process aizņēma ilgāku laiku nekā klasiskais – 4 minūtes 38 sekundes pret 1 minūti 22 sekundēm. Četras no piecām olām galvenajā grupā un visas trīs kontroles grupā tika veiksmīgi apaugļotas; Pēc inkubācijas katrā grupā tika iegūtas divas dzīvotspējīgas blastocistas. Viens no embrijiem, kas iegūts ar automatizētu ICSI, tika pārnests uz grūtniecību. Grūtniecība sākās un noritēja bez komplikācijām. 38. nedēļā bez komplikācijām tika veikts plānveida ķeizargrieziens, kā rezultātā pasaulē nāca vesels puika (svars 3,3 kilogrami; augums 50 centimetri; deviņi punkti pēc Apgara skalas).
Iegūtie rezultāti liecina par automatizētās ICSI praktisko piemērotību mākslīgajai apsēklošanai, grūtniecībai un dzemdībām, lai gan sistēmai ir nepieciešami turpmāki autonomijas un efektivitātes uzlabojumi. Pēc darba autoru domām, nākotnē tehnika var palielināt reproduktīvo tehnoloģiju pieejamību un standartizāciju.
2024. gada beigās amerikāņu un Peru zinātnieki ziņoja par pirmā bērna piedzimšanu, izmantojot jaunu tehnoloģiju, kas ļauj olšūnai nobriest ārpus sievietes ķermeņa, izmantojot atbalsta šūnu kultūru, kas iegūta no inducētām pluripotentajām šūnām – tādējādi tiek novērsta olnīcu hormonālā stimulācija un tiek samazināts laiks, kas nepieciešams IVF.
