현재 아버지가 되려는 사람들은 발생학자가 환자에게서 채취한 샘플에서 생존 가능한 정자를 수동으로 검색하는 시간 소모적인 과정에 의존하고 있다.
이 과정에는 몇 시간의 신중한 작업이 필요하지만 새로운 AI 도구는 몇 초 만에 정자를 식별할 수 있다. 연구 저자들은 이 알고리즘이 생물학적 아이를 낳고 싶어하는 불임 남성들에게 희망을 가져다 줄 수 있다고 말한다.
"이 도구는 자신의 친자식을 가질 기회가 거의 없는 환자들에게 기회를 더 많이 줄 수 있는 능력을 가지고 있다.
“이 알고리즘은 수십 년 동안 업데이트되지 않은 구식 접근 방식을 개선한다. 샘플에서 정자를 신속하게 식별하여 부부가 자신의 생물학적 자녀를 임신할 가능성을 높일 뿐만 아니라 정자에 대한 스트레스를 줄이고 실험실의 효율성을 높일 것이다.”
6시간에서 초까지
남성의 약 1%는 비폐색성 무정자증(NOA)으로 알려진 가장 심각한 형태의 불임이며 정액에 정자가 없다. 이 상태는 불임 치료를 원하는 커플의 약 5%에 영향을 미친다. 그러나 그들은 고환에 소량의 정자를 여전히 가지고 있을 수 있다.
현재 정자를 찾고자 하는 중증 불임 남성은 고환 샘플을 채취하는 절차를 거쳐야 한다. 그런 다음 배아학자가 이 샘플을 연구하여 수동으로 정자를 식별하고 추출한 다음 ICSI(세포질 내 정자 주입)치료를 통해 파트너의 난자를 수정한다.
인간 조직에서 정자를 찾아 분리하는 데 최대 6시간이 걸릴 수 있으며, 이는 정신적 육체적 피로로 인해 발생학자의 정자 식별 능력을 약화시킬 수 있다.
그들은 조직 샘플을 조심스럽게 파쇄하여 페트리 접시의 액체에 정자를 방출해야 한다. 그런 다음 현미경으로 한 번에 작은 부분씩 액체를 검색하여 정자를 찾는다.
오염으로 인해 과정이 느려질 수 있으며 임상의가 정자를 놓치면 환자는 부모가 될 기회가 적다. 과정이 오래 걸릴수록 정자가 생존하지 못할 가능성이 높아진다.
호주 전문가들이 수행한 이 연구는 SpermSearch라는 AI 도구가 어떻게 몇 초 만에 이 검색을 수행하여 힘든 과정에서 임상의를 구할 수 있는지 보여주었다.
그런 다음 임상의는 정자가 실제로 존재하는지 여부와 ICSI에 대해 실행 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 결과는 또한 알고리즘이 정자를 식별하는 데 숙련된 임상의보다 더 정확하다는 것을 보여준다.
연구자들은 먼저 SpermSearch에 수천 장의 스틸 현미경 사진을 보여줌으로써 SpermSearch를 훈련시켰다. 이 사진에는 정자와 높은 수준의 다른 세포 및 파편이 포함되어 있지만 정자만 강조 표시되어 있다.
그런 다음 AI는 이미지 분석을 통해 정자가 어떻게 생겼는지 학습할 수 있었다.
Goss와 그의 팀은 NOA 진단을 받은 36세에서 55세 사이의 7명의 환자로부터 건강한 정자와 고환 조직 샘플을 사용했다. 그런 다음 알고리즘은 정확도가 100%라고 생각되는 발생학자에 대해 테스트되었다.
소요 시간을 비교한 결과, 연구원들은 AI가 임상의가 소요한 시간의 1000분의 1 미만으로 정자를 식별할 수 있음을 발견했다. AI는 또한 배아학자의 560개에 비해 전체적으로 더 많은 611개의 정자를 발견했다.
이번 연구 결과는 지난 6월 27일 덴마크 코펜하겐에서 열린 유럽인간생식배아학회 연례학술대회에서 발표됐다. 컨퍼런스 프레젠테이션에서 저자는 연구가 개념 증명 테스트를 기반으로 하며 임상 시험이 필요함을 강조한다.
