Automatyzacja przygotowania gamet, docytoplazmatyczna iniekcja plemnika (ICSI), hodowla zarodków i witryfikacja

Pacjenci cierpiący na niepłodność mogą ubiegać się o leczenie wspomagane zapłodnienie. W pełnym cyklu leczenia plemniki i komórki jajowe (gamety) od zamierzonych rodziców będą pod opieką wykwalifikowanego personelu laboratoryjnego (embriologów), który w celu osiągnięcia zapłodnienia będzie polegał na ręcznych procesach laboratoryjnych. Najczęściej stosowaną metodą zapłodnienia jest docytoplazmatyczna iniekcja plemnika (ICSI), czyli zabieg polegający na wstrzyknięciu pojedynczego plemnika bezpośrednio do komórki jajowej. Uzyskane w ten sposób zarodki przetrzymuje się następnie w odpowiednim środowisku (inkubatorze) przez kilka dni, po czym podejmuje się decyzję, czy można je natychmiast wykorzystać do próby ustalenia ciąży (transfer zarodka), czy też należy je zamrozić w celu przygotowania do przyszłego leczenia (kriokonserwacja). .

Etapy laboratoryjne wymagane do przeprowadzenia pełnego leczenia wspomaganego poczęcia (od pobrania plemników i komórek jajowych do zapłodnienia, a następnie transferu zarodków i/lub kriokonserwacji) są często wykonywane ręcznie i czasochłonne, w związku z czym powodzenie leczenia w dużym stopniu zależy od zmęczenie, stres i obciążenie pracą mogą mieć wpływ na umiejętności poszczególnych pracowników i wyniki.

Połączenie robotyki i sztucznej inteligencji (AI) może ulepszyć i ujednolicić laboratorium płodności, jednak takiej integracji nie osiąga się rutynowo. Inne dziedziny medycyny, takie jak medycyna regeneracyjna, od dawna korzystają z wdrażania rozwiązań robotycznych; jednak nowoczesna automatyzacja nie znalazła jeszcze drogi do laboratorium płodności.

Celem Conceivable Life Sciences (sponsora badania) jest dostarczenie pakietu rozwiązań, które łącznie umożliwią przeprowadzenie w pełni autonomicznego cyklu ICSI (od przygotowania plemnika/jajka, przez iniekcję plemnika, po hodowlę zarodków i kriokonserwację). w celu zmniejszenia kosztów, pomocy personelowi laboratorium i ewentualnie poprawy wyników. Celem tego badania jest przedstawienie podstawowego aspektu tego projektu: cyfrowej kontroli i indywidualnej automatyzacji wszystkich kluczowych etapów całego przepływu pracy w laboratorium. Dane wygenerowane w ramach tego badania pomogą w przyszłym rozwoju tych zautomatyzowanych systemów.

Do badania tego mogą zostać włączeni pacjenci poddawani leczeniu ICSI. Ich gamety (plemniki i/lub komórki jajowe) mogą zostać rozdzielone pomiędzy dwie grupy (testową i kontrolną) i przejść jeden lub więcej elementów zautomatyzowanego przebiegu procesu zapłodnienia z pełnym wspomaganiem (w przypadku grupy testowej) lub standardowego przebiegu procesu zapłodnienia wspomaganego (w przypadku grupy kontrolnej). ). Automatyzacja robotyczna może obejmować dowolny z następujących etapów: automatyczne przygotowanie plemników, automatyczna selekcja i obnażenie oocytów, automatyczne wstrzykiwanie plemnika, automatyczna hodowla zarodków i automatyczna kriokonserwacja. Powstałe zarodki można wykorzystać do transferu zarodków.

Główną hipotezą tego badania jest to, że wykorzystanie robotycznych asystentów w ramach pełnego cyklu poczęcia wspomaganego może usprawnić przepływ pracy w laboratorium bez zmniejszania wskaźników powodzenia leczenia.