Studie von IVI: Die Anwendung der künstlichen Intelligenz bei der Devitrifizierung von Embryonen

Der IVIRMA-Kongress hat seine 10. Veranstaltung vom 20.-22. April 2023 in der Stadt Malaga gefeiert. Über 1.200 Personen aus 57 Ländern haben an einem der wichtigsten Treffen auf dem Feld der Reproduktionsmedizin teilgenommen. Unter den vorgestellten Arbeiten hat IVI eine Studie über die Ergebnisse der Anwendung von Algorithmen der künstlichen Intelligenz bei der Devitrifizierung von Embryonen bekannt gegeben, die das Ziel hat, zu prognostizieren, welche Blastozysten die die höchste Einnistungsfähigkeit haben.

Wir setzen unsere Forschungstätigkeit tagtäglich fort, um bei unseren Behandlungen die jüngsten Fortschritte anzuwenden. Heute konzentrieren wir uns darauf, wie die revolutionäre künstliche Intelligenz dazu beitragen kann, die Erfolgsaussichten für unsere Patienten zu steigern.

Künstliche Intelligenz bei Fertilitätsbehandlungen

Die Studie “Analysis of the morphological dynamics of blastocysts after vitrification/warming: defining new predictive variables of implantation”, die auf dem 10th International IVIRMA Congress vorgestellt wurde, wird von Herrn Dr. Marcos Meseguer, wissenschaftlicher Supervisor von IVI und Embryologe bei IVI Valencia, geleitet.

Zu deren Durchführung wurde das Verhalten von 511 devitrifizierten Blastozysten analysiert. Das Ziel der Arbeit besteht darin, zu untersuchen und zu verstehen, wie die Reexpansion des Embryos zum Zeitpunkt seines Auftauens vonstattengeht. Dr. Meseguer erläuterte sie wie folgt:

“Wir haben die Dynamik nach der Devitrifizierung der Embryonen evaluiert, um deren Einnistungspotential mithilfe des Einsatzes von auf künstlicher Intelligenz (KI) basierender „Künstlicher Neuronaler Netze (RNA)“ vorherzusagen. Wir arbeiten an einem Algorithmus der KI, der das Verhalten des Embryos ab dem Zeitpunkt seines Auftauens bis zu seinem Transfer untersucht, was einem Zeitraum von etwa 4 Stunden entspricht. So hat uns die KI gezeigt, dass ein Embryo, der seine Expansion frühzeitig beginnt (wenn die durchschnittliche Ausdehnungszeit 50 Minuten beträgt) und diesen Prozess schnell durchführt, wobei er eine Oberfläche von mehr als 0,14 Quadratmillimetern erreicht, sich bis zu 30% eher einnisten kann, als ein Embryo, der während dieser ersten 4 Stunden seines Lebens später und langsamer expandiert. Die KI ermöglicht es uns auf diese Weise, Embryonen zu erkennen, die – obwohl sie eine gute Morphologie aufweisen – eine geringe Wahrscheinlichkeit haben, sich einzunisten, weil sie beim Auftauen entweder sehr lange gebraucht haben, zu expandieren oder sich nur wenig ausgedehnt haben“.

Die Vitrifizierung von Embryonen

Die embryonale Vitrifizierung wird mit einer Technik durchgeführt, die eine jahrelange Konservierung ermöglicht und ihre Überlebenschancen maximiert, wenn sie aufgetaut werden, um transferiert zu werden.

“Wenn wir einen Embryo vitrifizieren, belassen wir ihn in einem reglosen, inaktiven Zustand, entziehen ihm das Wasser, welches das Element ist, das die gesamte Maschinerie der Zelle antreibt. In dem Moment, in dem man ihm das Wasser entzieht, ist es, als ob die Zeit stehen bliebe und der Embryo kann in diesem Zustand jahrelang verbleiben, ohne dass diese Zeit sich negativ auf seine Qualität auswirkt. Wenn wir die Zeit reaktivieren, geben wir dem Embryo das Wasser zurück, das nach und nach eindringt, was nicht bei allen Embryonen in gleicher Weise geschieht. Diesen Prozess der Aufnahme des Wassers und des Austritts des Kälteschutzmittels – das der Kryoschutz ist – führen nicht alle Embryonen in gleicher Weise durch und sie beginnen auch nicht alle zur selben Zeit. Und dies ist der Ausgangspunkt unserer Studie. Wir haben gesehen, dass der Embryo, in den das Wasser früher einzutreten beginnt, eine bessere Prognose zeigt. Und dass es dem Embryo, der schneller expandiert, besser ergehen wird als jenem, der sich langsamer ausdehnt. Dies bringt uns dazu, die Reexpansion der aufgetauten Blastozysten mit ihren Möglichkeiten auf eine Einnistung zu korrelieren. Und so nisteten sich über 60% der reexpandierten Blastozysten erfolgreich ein, im Gegensatz zu 6% derjenigen, die sich nach der Devitrifizierung nicht erneut ausdehnten“, kommentierte Herr Dr. Meseguer.

Die Devitrifizierung des Embryos

Zwischen dem Auftauen eines Embryos und seinem Transfer in die Gebärmutter seiner Mutter vergehen ca. 4 Stunden. In dieser Zeitspanne muss sich die Blastozyste korrekt weiterentwickeln, etwas, das durch die Time-Lapse-Technologie in Echtzeit beobachtet werden kann. Dies stellt einen großen Fortschritt in der Embryonenauswahl und den Erfolg der Behandlungen dar.

Die von IVI präsentierte Studie konzentriert sich auf die Vielzahl der morphologischen Veränderungen, die die Embryonen nach den Verfahren der Vitrifizierung und Devitrifizierung durchlaufen. Mithilfe eines komplexen Systems von Algorithmen macht es die künstliche Intelligenz möglich, die Chancen der Embryonen nach ihrer korrekten Devitrifizierung auf eine Einnistung zu evaluieren.

Die Behandlungen mit vitrifizierten Embryonen nehmen zu

Die Behandlungen mit „zu einem späteren Zeitpunkt“ erfolgenden Behandlungen, also mit vitrifizierten Embryonen, haben beträchtlich zugenommen. Dies erfordert eine immer größere Präzision zum Zeitpunkt ihrer Auswahl, um die Ergebnisse der Behandlungen zu verbessern, bei denen sie verwendet werden.

Üblicherweise wird eine verlängerte Kultivierung der Embryonen durchgeführt, um sie am 5. Tag ihrer Entwicklung, der Blastozystenphase, zu transferieren. Dies hat zu einer Verbesserung  der Erfolgsquoten bei den Reproduktionsbehandlungen geführt und gleichzeitig bewirkt, dass es notwendig ist, die überzähligen Embryonen eines Zyklusses zu kryokonservieren. Dadurch können Patienten mehrere Versuche durchführen lassen, bis sie eine Schwangerschaft erzielen.

An diesem Punkt könnte die künstliche Intelligenz die Prognose des Einnistungspotentials der Embryonen ermöglichen, was eine wahrhaftige Revolution in der Reproduktionsmedizin darstellt. Der Einsatz von Prognosemodellen bei Zyklen mit vitrifizierten Embryonen würde verhindern, dass Embryonen transferiert werden, die nur geringe Erfolgsaussichten haben. Allerdings müssen die beobachteten Korrelationen und der vorgeschlagene Algorithmus noch in einem Zukunftsversuch validiert werden, um dessen Effizienz zu evaluieren.

“Es ist wohlbekannt, dass jede Beobachtung auch beinhaltet, dass der Embryo suboptimalen Bedingungen außerhalb des kontrollierbaren Ambientes eines Brutkastens ausgesetzt ist, was den Erfolg der Behandlung potentiell beeinflussen kann. Daher kann uns die stetige Überwachung devitrifizierter Blastozysten durch Time-Lapse-Systeme wertvolle Informationen über deren Einnistungspotential liefern, während sie in einem stabilen und kontrollierten Kultivierungsumfeld bleiben. Zu diesem Punkt möchten wir nachdrücklich betonen, dass alle Blastozysten durch die Cryotop-Methode vitrifiziert und devitrifiziert und direkt nach der Devitrifizierung bis zu ihrem Transfer in das EmbryoScope gesetzt wurden. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal unserer Arbeit unterstreicht darüber hinaus die Tatsache, dass sie im Gegensatz zur subjektiven morphologischen Evaluierung, die man bis dato für die Reexpansion der Blastozysten genutzt hat, objektive quantifizierbare Werte für die an der Reexpansion der Blastozysten beteiligten Variablen liefert“, stellte Herr Dr. Meseguer fest.

Der 10th IVIRMA Congress findet wieder in Präsenz statt

Die erste Veranstaltung des IVIRMA-Kongresses fand 2005 statt und er wird seither in verschiedenen spanischen Städten, wie Valencia, Bilbao, Alicante oder Madrid abgehalten. Zum ersten Mal führte die durch die Pandemie ausgelöste Lage 2021 dazu, dass die Veranstaltung online durchgeführt werden musste, aber 2023 ist die Normalität zurückgekehrt.

Diesmal ist Malaga die Stadt der Wahl und damit ist die IVI-Klinik in Malaga, der Frau Dr. Anabel Salazar vorsteht, die Gastgeberin dieses Events. Das Treffen fand vom 20.-22. April im Palacio de Congresos statt und das Programm startete am Donnerstag, den 20., mit einem Workshop, der sich auf die männliche Infertilität und andere, parallel laufende Aktivitäten konzentrierte.