Дети из пробирки: топ-5 инноваций на рынке репродуктивных технологий

Более 300 миллионов человек во всем мире страдают той или иной формой бесплодия. Зачастую они вынуждены прибегать к вспомогательным репродуктивным методам, таким как интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида (ИКСИ), экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) и др. По оценкам экспертов, к 2100 году количество детей “из пробирки” достигнет 200 миллионов. Уже в этом году мы увидим более широкое использование робототехники и автоматизации в данной области, а также повышение эффективности самого ЭКО.

Эмбриолог с ИИ

Многие протоколы, связанные с процедурой ЭКО, от анализа спермы до отбора эмбрионов, по-прежнему выполняются вручную и без какого-либо надзора со стороны регулирующих органов. ЭКО остается не только дорогостоящим, но и крайне неэффективным способом забеременеть: показатель успеха составляет всего 25-30%.

И он снижается с возрастом — с 55% для женщин в возрасте до 35 лет до всего лишь 4% для тех, кто старше 43 лет. 

Кроме того, ЭКО часто сопряжено с высокими затратами и во многих странах не покрывается медицинской страховкой. В США средняя стоимость цикла ЭКО составляет примерно 23 тыс. долларов, при этом парам требуется в среднем 2,3-2,7 цикла, в результате чего общая средняя стоимость составляет 53-65 тыс. долларов, в то время как средний доход по стране составляет всего около 61 тыс. долларов. ЭКО также может привести к двойной или тройной беременности и сопутствующим осложнениям, что вызывает дополнительный стресс у пациентов.

Новое поколение стартапов стремится изменить это с помощью робототехники и машинного обучения. Например, компания Alife Health, базирующаяся в Сан-Франциско, использует искусственный интеллект для того, чтобы подобрать наиболее подходящее лечение для пар, проходящих ЭКО, тем самым повысив шансы на успешную беременность.

Лондонский стартап Mojo AI разработал умный микроскоп, который использует искусственный интеллект для сканирования образцов спермы и автоматического подсчета количества сперматозоидов, а также анализа их подвижности, морфологии и целостности ДНК. Независимые клинические испытания показали, что данная технология на 97% соответствует анализу золотого стандарта, проводимому в соответствии с руководящими принципами ВОЗ. Разница лишь в том, что маленький робот Mojo может за четыре минуты сделать то, на что квалифицированному лаборанту требуется 30 минут.

Нью-йоркская компания TMRW автоматизирует хранение ЭКО. Компания создала роботизированную платформу, которая автоматически маркирует флаконы, используемые для хранения яйцеклеток и эмбрионов, чипами радиочастотной идентификации (RFID). Затем они хранятся в резервуарах с жидким азотом с датчиками, которые постоянно отслеживают изменения температуры и азота.

В конечном счете, цель многих стартапов в сфере репродукции состоит в том, чтобы полностью исключить человеческий фактор и заменить клиники ЭКО по лечению бесплодия интегрированной лабораторией интеллектуальных роботов-эмбриологов. 

По данным Мохамеда Тахи, сооснователя Mojo AI, в 2022 году должна произойти первая процедура ЭКО, полностью проведенная без вмешательства человека. По его словам, эмбриолог с искусственным интеллектом не только увеличит вероятность успеха ЭКО примерно до 75%, но и сделает процесс более быстрым, дешевым, безопасным и доступным. 

Лечение на дому

Как уже отмечалось выше, ЭКО — удовольствие из дорогих. Из-за сокращения финансирования и строгих правил в отношении того, кто может претендовать на этот вид помощи за счет государство, только 35% ЭКО в Великобритании финансируется Национальной службой здравоохранения. 

Один британский стартап хочет это изменить. Béa Fertility называет себя первым стартапом, предоставляющим лечение бесплодия на дому. Наборы Béa, которые доставляются по почте, будут включать тесты на беременность, трекеры фертильности и емкости для донорства спермы, а также ее основной продукт: устройство для внутрицервикального оплодотворения (ICI). Устройство позволяет разместить силиконовую чашу, наполненную спермой, на шейку матки, где она остается от четырех до 12 часов.

Béa заявляет, что его устройство ICI обеспечит тот же показатель успеха, что и IUI (внутриматочная инсеминация), — 10-20% в первом цикле — при пятой части стоимости одного лечения IUI.

Более низкая стоимость комплекта облегчит многократное использование, что повысит потенциальный показатель успеха через несколько месяцев до 60%.

Компания планирует получить регистрационное удостоверение Великобритании и ЕС в начале этого года. 

Сроки хранения и годности

Все британцы, без исключения, теперь вправе хранить свою сперму, яйцеклетки и эмбрионов до 55 лет вместо разрешенных прежде десяти. Это стало возможно благодаря внесению соответствующих изменений в законодательство. Им предшествовала широкая общественная кампания с участием ведущих экспертов по фертильности, организаций по защите прав пациентов, нескольких членов парламента Великобритании, Управления по оплодотворению и эмбриологии человека и Образовательного фонда Progress. Теперь вопрос в том, как сохранить эти драгоценные образцы в безопасности такой продолжительный период времени.

Ученые из Центра репродуктивной медицины штата Колорадо решили оценить, окажет ли управление замороженными образцами с использованием автоматизации и робототехники какие-либо вредное воздействие по сравнению с традиционным криохранилищем. В рамках исследования донорские человеческие бластоцисты доставлялись и хранились либо в жидком азоте с ручным управлением (традиционные), либо в автоматизированных системах жидкого азота в паровой фазе (современные). После определенного периода хранения ученые использовали расширенную систему культивирования для оценки образования бластоцистов в течение 11 дней в процессе периимплантационного развития. 

Авторы пришли к выводу, что автоматизированная платформа TMRW® обеспечивает надежную безопасную среду для транспортировки и хранения замороженных репродуктивных образцов с преимуществами "непрерывной телеметрии, цифровой инвентаризации образцов и цифровым управлением".

Благодаря полностью автоматизированной платформе TMRW® клиники могут сократить 84% рабочей нагрузки эмбриолога, связанной с управлением образцами, и свести к минимуму потенциальные риски на 94%, сохраняя при этом жизнеспособность хранимых образцов. 

В зачаточном состоянии

В настоящее время на начальном этапе находится несколько интересных разработок, направленных на решение ключевых проблем в секторе лечения бесплодия, говорится в статье аналитиков GIS (Geopolitical Intelligence Services AG). Многим из этих прорывов, вероятно, потребуется время, прежде чем они достигнут клинической практики, как из-за технических препятствий, так и из-за нормативных и этических барьеров.

Некоторые достижения позволят обеспечить независимое от возраста и неограниченное количество сперматозоидов и яйцеклеток. Возможно, скоро человечество сможет производить сперму и яйцеклетки из кожи пациентов или других соматических (непродуктивных) клеток, перепрограммируя их в стволовые клетки, а затем в яйцеклетки и сперматозоиды. Этот метод называется гаметогенезом in vitro (IVG) и уже был успешным на мышах и тестируется на клетках человека в лаборатории. Это особенно важно для людей, которые не могут произвести яйцеклетку или сперму из-за генетики или лечения рака, и для пожилых женщин.

Если он войдет в практику, этот метод позволит женщинам становиться матерями в гораздо более старшем возрасте, а однополым парам — иметь генетически родственных детей. Несколько стартапов начали работать над этим, но все еще существует множество проблем, связанных с переходом от мышей к людям, включая тщательную проверку того, что в процессе не возникает никаких отклонений.

Другая технология, которая теоретически могла бы решить проблему ограниченного количества яйцеклеток у женщины, — это созревание in vitro (IVM) незрелых яйцеклеток, известных как фолликулы. В настоящее время пациентки получают неудобное гормональное лечение для созревания яйцеклеток, чтобы их можно было собрать для ЭКО. С помощью IVM можно было бы обойти этот тяжелый и дорогостоящий процесс. Однако более значительным эффект могло бы иметь обеспечение пожизненной фертильности путем проведения биопсии яичников с фолликулами в молодом возрасте, их замораживания и последующего созревания для ЭКО.

Искусственные органы

Альтернативой может быть разработка искусственных яичников, продуцирующих яйцеклетки, предварительные модели которых в исследованиях на мышах уже опубликованы исследовательскими группами, но все еще далеки от использования у людей.

Еще одной важной группой пациентов, для которых на сегодня не найдено решения, являются те, у которых отсутствует функциональная матка. Однако в 2021 году два медицинских центра в США, Медицинский центр Университета Бэйлора и Университет Алабамы в Бирмингеме, начали предлагать операции по пересадке матки. В Швеции и США в настоящее время зарегистрировано более 30 родов у женщин с пересаженной маткой, большинство в рамках клинических испытаний, но с прошлого года в США стали предлагать подобные коммерческие роды. 

Развитие этой технологии происходило чрезвычайно быстро, менее чем за 25 лет. Это стало возможным, поскольку хирургические вмешательства не требуют одобрения FDA, свидетельствуют эксперты GIS.

Динамика рынка

Согласно отчету Global Market Insights, рынок услуг экстракорпорального оплодотворения достигнет 17,3 млрд долларов в ближайшие четыре года. 

По данным Report Ocean, мировой рынок устройств и расходных материалов для ЭКО к 2027 году составит 3025,2 млн долларов. В прогнозируемый период он будет расти со средним темпом 19,7% в год.

Это объясняется увеличением числа случаев бесплодия, развитием процедур ЭКО и ростом расходов на здравоохранение в ряде стране, а также появлением технологических инноваций, таких как эмбриоскоп и капсульное ЭКО.

Однако высокая стоимость устройств по-прежнему ограничивает рост рынка. 

Северная Америка и Европа являются ведущими регионами, приносящими доход, на долю которых в совокупности пришлось около 80% доли рынка в 2015 году. Вместе с тем Азиатско-Тихоокеанский регион в скором времени станет самым быстрорастущим регионом из-за высокого спроса на экономичные услуги ЭКО и наличия квалифицированной рабочей силы.

Компании-лидеры рынка, представленные в отчете, включают Vitrolife AB, EMD Serono, Inc., Irvine Scientific, CooperSurgical, Inc., Cook Medical, Inc., Thermo Fisher Scientific, Inc., Genea Biomedx, Auxogyn, Inc., Oxford Gene Technology и OvaScience Inc.

Корреспондент МВ и ФВ Екатерина Погонцева специально для evercare.ru