Sztuczna inteligencja i genetyka w leczeniu niepłodności, czyli in vitro nowej generacji w Klinikach INVICTA

Jak sztuczna inteligencja i genetyka mogą wesprzeć leczenie in vitro?

Według danych Światowej Organizacji Zdrowia co 6. para na świecie ma problem z płodnością. Dla wielu z nich jedyną drogą do spełnienia marzeń o rodzicielstwie jest procedura in vitro, dzięki której na całym świecie urodziło się już ponad 8 milionów dzieci. Średnia skuteczność jednego cyklu leczenia według raportów Europejskiego Towarzystwa Rozrodu Człowieka i Embriologii wynosi około 30%. Na skuteczność procedury ma wpływ przebieg każdego z jej etapów. Zespół Centrum Badawczo-Rozwojowego INVICTA dostrzegł potencjał do optymalizacji na etapie stymulacji hormonalnej, której w ramach in vitro poddawane są pacjentki.

– Do zapłodnienia in vitro potrzebujemy dobrej jakości komórek jajowych pacjentki. Abyśmy mogli je uzyskać, pacjentka poddawana jest stymulacji hormonalnej, która polega na przyjmowaniu leków hormonalnych tzw. gonadotropin, które pobudzają wzrost oraz dojrzewanie pęcherzyków jajnikowych. Na tym etapie kluczowy jest optymalny dobór protokołu stymulacji oraz ustalenie odpowiednich dawek leków – mówi lek. Katarzyna Gross-Kępińska z Kliniki INVICTA.

Celem Centrum Badawczo-Rozwojowego INVICTA było stworzenie rozwiązania, które pomogłoby w uzyskiwaniu wysokiej jakości komórek jajowych, przy zastosowaniu możliwie niskich dawek leków niezbędnych do stymulacji.

– Stymulacja owulacji to etap leczenia, którego pacjentki przystępujące do procedury in vitro często się obawiają. Obawy może budzić ryzyko wystąpienia zespołu hiperstymulacji, czyli nadmiernego pobudzenia jajników. Takie powikłanie występuje niezwykle rzadko, ale nasze pacjentki są świadome tego ryzyka. Obawy wzbudza jednak również samo przyjmowanie leków hormonalnych, które w zależności od wrażliwości pacjentki, może wiązać się z dyskomfortem i mniej lub bardziej odczuwalnymi skutkami ubocznymi – dodaje lek. Katarzyna Gross-Kępińska.

Zespół naukowy Centrum Badawczo-Rozwojowego INVICTA wykorzystując mechanizmy sztucznej inteligencji i genetyki oraz biorąc pod uwagę czynniki, które mogą mieć wpływ na przebieg stymulacji hormonalnej, opracował autorskie rozwiązania – oprogramowanie AIOO® (Artificial Intelligence Oocytes) oraz badanie GPS™ (Genetycznej Predykcji Stymulacji).

AIOO® i GPS™ – innowacyjne rozwiązania dla skuteczności leczenia in vitro

Bazujący na algorytmach sztucznej inteligencji system AIOO®, jest wsparciem dla lekarzy w zakresie doboru odpowiedniego protokołu stymulacji hormonalnej, dopasowania optymalnych dawek leków, bieżącej oceny skuteczności leczenia i predykcji jego efektów. System prognozuje na podstawie indywidualnych informacji na temat pacjentki, które mogą mieć wpływ na przebieg i efekty stymulacji tj. m.in. poziomu hormonu AMH, wieku, BMI oraz dotychczasowej historii leczenia. Aby stworzony przez Centrum Badawczo-Rozwojowe INVICTA model mógł spełniać swoje funkcje, został zasilony danymi z ponad 13 tys. cykli stymulacji hormonalnych przeprowadzonych przez ekspertów z Klinik INVICTA.

– Przez lata gromadziliśmy dane, które teraz wykorzystujemy, aby zapewnić naszym pacjentom jeszcze większą skuteczność i bezpieczeństwo. Stworzyliśmy oprogramowanie, które łączy w sobie historie 13 tysięcy stymulacji hormonalnych. To prawie 9 tysięcy unikalnych historii pacjentek i ponad 400 zmiennych, którymi opisywaliśmy na początku te historie. Dodatkowo wzbogaciliśmy te dane danymi genetycznymi, dzięki czemu jesteśmy w stanie zapewnić naszym pacjentom jeszcze bezpieczniejsze i skuteczniejsze leczenie niepłodności – mówi dr Damian Drzyzga, Senior Data Scientist z Centrum Badawczo-Rozwojowego INVICTA.

Stworzone przez zespół INVICTA badanie Genetycznej Predykcji Stymulacji (GPS™) to jedyne badanie na świecie, które pozwala na interpretację wpływu poszczególnych wariantów genów odpowiadających za prawidłową czynność hormonów oraz ich receptorów, na przebieg i efekty stymulacji hormonalnej.

– Badanie Genetycznej Predykcji Stymulacji pozwala ustalić, jak czynniki genetyczne mogą wpłynąć na indywidualną reakcję danej pacjentki na efekty stymulacji jajników i liczbę komórek jajowych, które możemy uzyskać. GPS™ jest badaniem laboratoryjnym, do jego wykonania wystarczy próbka krwi lub śliny – dodaje dr Damian Drzyzga.

Wykonywane techniką minisekwencjonowania badanie GPS™ polega na oznaczeniu statusu genetycznego 16 miejsc w sekwencji DNA 7 genów. Dzięki analizie czynników genetycznych, prognozy generowane przez oprogramowanie AIOO® są precyzyjniejsze, ponieważ system otrzymuje więcej danych, na podstawie których może zaproponować najlepszy typ protokołu stymulacji oraz optymalne dawki leków dla danej pacjentki.

IN VITRO AIOO® GPS™ – na czym polega leczenie nowej generacji w Klinikach INVICTA?

– Jako pierwsza sieć klinik w Polsce wykorzystujemy sztuczną inteligencję w leczeniu niepłodności. Dlaczego nasze rozwiązanie jest wyjątkowe? Ponieważ już teraz wiemy, że dzięki zastosowaniu oprogramowania AIOO® i badania GPS™ w trakcie procedury in vitro jesteśmy w stanie do 20% precyzyjniej dobierać protokoły stymulacji hormonalnej oraz stosować do 10% niższe dawki leków stymulujących u pacjentek. Dla naszych pacjentek oznacza to, że stymulacja staje się skuteczniejsza, bezpieczniejsza i bardziej komfortowa oraz tańsza, ponieważ niższe dawki leków, to niższy koszt leczenia – mówi Dorota Białobrzeska-Łukaszuk, Prezes Zarządu Grupy INVICTA.

Zastosowanie oprogramowania AIOO® podczas leczenia in vitro nie wiąże się dla pacjentów z koniecznością poniesienia dodatkowych kosztów. To system, z którego lekarz korzysta podczas wizyty i który służy mu wsparciem. Koszt badania GPS™ to 495 zł.

– W Klinikach INVICTA zawsze staraliśmy się iść z duchem czasu, a nawet wyprzedzać ten czas, poprzez wprowadzanie nowych oraz tworzenie własnych metod leczenia. Dziś pracujemy ze sztuczną inteligencją, aby walczyć o każdy procent skuteczności leczenia więcej – dodaje Prezes Zarządu Grupy INVICTA.

Największy z dotychczasowych projektów badawczych prowadzony przez Centrum Badawczo-Rozwojowe INVICTA jest doceniany w międzynarodowym środowisku naukowym. Publikacje na temat AIOO® i GPS™ zostały opublikowane na łamach prestiżowego czasopisma PLOS Computational Biology, w najbardziej znanym na świecie portalu o tematyce biologii molekularnej GenomeWeb oraz na portalu EurekAlert, należącym do Amerykańskiego Towarzystwa Postępów w Nauce.