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Feb 06, 2024

Nacen los primeros bebés FIV concebidos por un robot

Conozca a las nuevas empresas que intentan diseñar una máquina de fertilidad de escritorio. La primavera pasada, ingenieros de Barcelona empacaron el robot de inyección de esperma que habían diseñado y lo enviaron por DHL a la ciudad de Nueva York. Ellos

Conozca a las nuevas empresas que intentan diseñar una máquina de fertilidad de escritorio.

La primavera pasada, ingenieros de Barcelona empacaron el robot de inyección de esperma que habían diseñado y lo enviaron por DHL a la ciudad de Nueva York. Lo siguieron hasta una clínica allí, llamada New Hope Fertility Center, donde volvieron a armar el instrumento, ensamblando un microscopio, una aguja mecanizada, una pequeña placa de Petri y una computadora portátil.

Luego, uno de los ingenieros, sin experiencia real en medicina de fertilidad, utilizó un controlador Sony PlayStation 5 para colocar una aguja robótica. Al observar un óvulo humano a través de una cámara, luego avanzó por sí solo, penetró el óvulo y soltó un solo espermatozoide. En total, el robot sirvió para fertilizar más de una docena de óvulos.

El resultado de los procedimientos, dicen los investigadores, fueron embriones sanos y ahora dos niñas, que, según afirman, son las primeras personas nacidas después de la fertilización por un "robot".

“Estaba tranquilo. En ese preciso momento pensé: 'Es sólo un experimento más'”, dice Eduard Alba, el estudiante de ingeniería mecánica que comandaba el dispositivo de inyección de esperma.

La nueva empresa que desarrolló el robot, Overture Life, dice que su dispositivo es un paso inicial hacia la automatización de la fertilización in vitro, o FIV, y que potencialmente hará que el procedimiento sea menos costoso y mucho más común de lo que es hoy.

En este momento, los laboratorios de FIV cuentan con embriólogos capacitados que ganan más de 125.000 dólares al año por manipular delicadamente espermatozoides y óvulos utilizando agujas huecas ultrafinas bajo un microscopio.

Pero algunas startups dicen que todo el proceso podría llevarse a cabo automáticamente, o casi. Overture, por ejemplo, ha presentado una solicitud de patente que describe un “biochip” para un laboratorio de FIV en miniatura, con depósitos ocultos que contienen fluidos de crecimiento y pequeños canales para que los espermatozoides se muevan a través de ellos.

Es posible que pronto los científicos puedan crear óvulos y espermatozoides a partir de la piel y las células sanguíneas. ¿Qué significará eso?

“Piense en una caja donde entran espermatozoides y óvulos y cinco días después sale un embrión”, dice Santiago Munné, el genetista premiado y director de innovación de la empresa española. Él cree que si la FIV pudiera llevarse a cabo dentro de un instrumento de escritorio, las pacientes tal vez nunca necesitarían visitar una clínica especializada, donde un solo intento de quedar embarazada puede costar 20.000 dólares en Estados Unidos. En lugar de ello, afirma, los óvulos de una paciente podrían introducirse directamente en un sistema de fertilidad automatizado en el consultorio de un ginecólogo. “Tiene que ser más barato. Y si algún médico pudiera hacerlo, sería”, afirma Munné.

MIT Technology Review identificó media docena de nuevas empresas con objetivos similares, con nombres como AutoIVF, IVF 2.0, Conceived Life Sciences y Fertilis. Algunos tienen sus raíces en laboratorios universitarios especializados en tecnología de laboratorio en un chip miniaturizado.

Hasta ahora, Overture es la que más ha recaudado: unos 37 millones de dólares de inversores como Khosla Ventures y Susan Wojcicki, ex directora ejecutiva de YouTube.

El principal objetivo de la automatización de la FIV, dicen los empresarios, es simple: tener muchos más bebés. Alrededor de 500.000 niños nacen mediante FIV cada año en todo el mundo, pero la mayoría de las personas que necesitan ayuda para tener hijos no tienen acceso a medicamentos para la fertilidad o no pueden pagarlos.

“¿Cómo pasamos de medio millón de bebés al año a 30 millones?”, se pregunta David Sable, un ex médico especialista en fertilidad que ahora dirige un fondo de inversión. “No es posible si manejas cada laboratorio como una cocina artesanal hecha a medida, y ese es el desafío que enfrenta la FIV. Han sido 40 años de ciencia excepcional y de ingeniería de sistemas realmente mediocre”.

Si bien aún no existe una máquina de fertilidad todo en uno, incluso automatizar partes del proceso, como inyectar esperma, congelar óvulos o criar embriones, podría hacer que la FIV sea menos costosa y, eventualmente, respaldar innovaciones más radicales, como la edición de genes o incluso úteros artificiales.

Pero no será fácil automatizar completamente la FIV. Imagínense intentar hacer un robot dentista. La concepción del tubo de ensayo implica una docena de procedimientos, y el robot de Overture hasta ahora realiza sólo uno de ellos, y sólo parcialmente.

“El concepto es extraordinario, pero es un pequeño paso”, dice Gianpiero Palermo, médico especializado en fertilidad del Centro Médico Weill Cornell, a quien se le atribuye el desarrollo del procedimiento de fertilización conocido como inyección intracitoplasmática de espermatozoides, o ICSI, en la década de 1990. Palermo señala que los investigadores de Overture todavía dependían de cierta asistencia manual para tareas como cargar un espermatozoide en la aguja del inyector. “En mi opinión, esto todavía no es un ICSI robótico”, afirma.

Otros médicos se muestran escépticos respecto de que los robots puedan, o deban, reemplazar a los embriólogos en el corto plazo. "Se toma un espermatozoide y se lo coloca en un óvulo con el mínimo traumatismo y con la mayor delicadeza posible", dice Zev Williams, director de la clínica de fertilidad de la Universidad de Columbia. Por ahora, “los humanos son mucho mejores que una máquina”, afirma.

Su centro desarrolló un robot, pero tiene un objetivo más limitado: dispensar pequeñas gotas de medio de crecimiento para que crezcan los embriones. "No es bueno para los embriones si el tamaño de la gota difiere", dice Williams. "Crear las mismas gotas una y otra vez: ahí es donde el robot puede brillar". Lo llama una forma de “bajo riesgo” de introducir la automatización en el laboratorio.

Un obstáculo para automatizar la concepción es que los llamados microfluidos (otro nombre para la tecnología de laboratorio en un chip) no han estado a la altura de sus expectativas.

Jeremy Thompson, un embriólogo radicado en Adelaide, Australia, dice que ha pasado su carrera descubriendo “cómo mejorar la vida de los embriones” a medida que crecen en laboratorios. Pero hasta hace poco, dice, sus experimentos con sistemas de microfluidos arrojaron un resultado inequívoco: “Maldita sea. No funcionó”. Thompson dice que la FIV sigue siendo un proceso manual en parte porque nadie quiere confiar un embrión (una persona potencial) a un microdispositivo donde podría quedar atrapado o dañado por algo tan pequeño como una burbuja de aire.

Sin embargo, hace unos años, Thompson vio imágenes de una minúscula Torre Eiffel, de sólo un milímetro de altura. Se fabricó utilizando un nuevo tipo de impresión 3D aditiva, en la que haces de luz apuntan a endurecer polímeros líquidos. Decidió que éste era el avance necesario, porque le permitiría construir "una caja o una jaula alrededor de un embrión".

Desde entonces, una startup que fundó, Fertilis, ha recaudado un par de millones de dólares para imprimir lo que llama “cápsulas” o “microcunas” transparentes. La idea es que una vez que se coloca un huevo en uno, se puede manipular más fácilmente y conectar a otros dispositivos, como bombas para agregar soluciones en cantidades mínimas.

Dentro de una de las vainas de Fertilis, hay un huevo en una cámara no más grande que una gota de niebla, pero el recipiente en sí es lo suficientemente grande como para recogerlo con unas pinzas pequeñas. Fertilis ha publicado artículos que muestran que puede congelar instantáneamente óvulos dentro de las cunas y fertilizarlos allí también, introduciendo un espermatozoide con una aguja.

Un óvulo humano mide aproximadamente 0,1 milímetros de diámetro, el límite de lo que el ojo humano puede ver sin ayuda. Ahora mismo, para mover uno, un embriólogo lo sorberá con una aguja hueca y lo expulsará nuevamente. Pero Thompson dice que una vez dentro de las cunas de la empresa, los óvulos pueden ser fertilizados y convertirse en embriones, moviéndose a través de las estaciones de un laboratorio robótico como si estuvieran en una cinta transportadora. "Todo nuestro objetivo es minimizar el estrés que sufren los embriones y los óvulos", afirma.

Thompson espera que algún día, cuando los médicos recolecten óvulos de los ovarios de una mujer, sean depositados directamente en una microcuna y, desde allí, sean cuidados por robots hasta que se conviertan en embriones sanos. “Esa es mi visión”, dice.

MIT Technology Review encontró una empresa, AutoIVF, una empresa derivada de un laboratorio de microfluidos del Hospital General de Massachusetts y la Universidad de Harvard, que ganó más de 4 millones de dólares en subvenciones federales para desarrollar un sistema de recolección de óvulos de este tipo. Llama a la tecnología "OvaReady".

La recolección de óvulos ocurre después de que una paciente recibe tratamiento con hormonas de fertilidad. Luego, un médico utiliza una sonda impulsada por vacío para aspirar los óvulos que han madurado en los ovarios. Dado que flotan en desechos líquidos y están encerrados en un tejido protector, un embriólogo debe encontrarlos manualmente y “desnudarlos” limpiándolos suavemente con una pajita de vidrio.

Un ejecutivo de AutoIVF, Emre Ozkumur, se negó a discutir el proyecto (la compañía quiere “permanecer fuera del radar un poco más de tiempo”, dice), pero sus documentos de concesión y patente sugieren que está probando un dispositivo que puede detectar y aislar óvulos y luego los despoja automáticamente del tejido circundante, tal vez pasándolos por algo que se asemeja a un rallador de queso microscópico.

Una vez que el óvulo está disponible, los médicos deben compararlo con un espermatozoide. Para ayudarles a elegir el correcto, Alejandro Chávez-Badiola, un médico especializado en fertilidad con sede en México, fundó una empresa, IVF 2.0, que desarrolló software para clasificar y analizar los espermatozoides que nadan en un plato. Es similar a los programas de visión por computadora que rastrean a los deportistas mientras corren, chocan y cambian de dirección en un campo.

El trabajo consiste en identificar espermatozoides sanos evaluando su forma y viendo qué tan bien nadan. "La motilidad", dice Chávez-Badiola, "es la máxima expresión de la salud y normalidad del esperma". Mientras que una persona sólo puede controlar unos pocos espermatozoides a la vez, una computadora no enfrenta ese límite. “Los humanos somos buenos canalizando nuestra atención hacia un solo punto. Podemos evaluar cinco o diez espermatozoides, pero no se pueden evaluar 50”, dice Chávez-Badiola.

Su clínica de FIV está llevando a cabo un estudio comparativo de espermatozoides seleccionados por humanos y por computadora, para ver cuál produce más bebés. Hasta ahora, la computadora tiene una pequeña ventaja.

“No afirmamos que sea mejor que un humano, pero sí afirmamos que es igual de bueno. Y nunca se cansa. Un humano tiene que estar bien a las 8 de la mañana, después del café, después de una discusión por teléfono”, afirma.

Chávez-Badiola dice que dicho software será "el cerebro que comandará los futuros laboratorios automatizados". Este año, vendió los derechos para utilizar su programa de seguimiento de esperma a Conceived Life Sciences, otra startup de automatización de FIV que se está formando en Nueva York, donde Chávez-Badiola actuará como director de producto. También se une a la empresa Jacques Cohen, un célebre embriólogo que trabajó en la clínica británica donde nació el primer bebé mediante FIV en 1978.

Planes concebibles para crear una estación de trabajo robótica “autónoma” que pueda fertilizar óvulos y cultivar embriones, y espera demostrar todos los pasos clave este año. Pero Cohen admite que la automatización podría tardar un tiempo en convertirse en realidad. "Esto sucederá paso a paso", afirma. "Incluso las cosas que parecen obvias tardan 10 años en popularizarse y 20 en convertirse en rutina".

Los inversores detrás de Conceived creen que pueden sacar provecho ampliando el uso de la FIV. Es casi seguro que la industria de la FIV podría crecer hasta cinco o diez veces su tamaño actual. En Estados Unidos, menos del 2% de los niños nacen de esta manera, pero en Dinamarca, donde el procedimiento es gratuito y fomentado, la cifra se acerca al 10%.

"Esa es la verdadera demanda", dice Alan Murray, un emprendedor con experiencia en software y espacios de trabajo conjunto que cofundó Conceived con su socio comercial, Joshua Abram. “El desafío es que estos maravillosos países ricos y excéntricos pueden hacerlo, pero el resto del mundo no. Pero han demostrado la verdadera necesidad humana”, afirma. "Lo que ellos han hecho con el dinero, nosotros debemos hacerlo con la tecnología".

Murray estima que un bebé FIV promedio en Estados Unidos cuesta 83.000 dólares si se incluyen los intentos fallidos, que son comunes. Dice que el objetivo de su empresa es reducir el coste en un 70%, algo que, según él, puede suceder si aumentan las tasas de éxito.

Pero no es un hecho que los robots reduzcan el costo de la FIV o que los ahorros se trasladen a los pacientes. Rita Vassena, asesora de Conceived y directora ejecutiva de Fecundis, una empresa de ciencias de la fertilidad, dice que el campo tiene un historial de introducción de innovaciones sin aumentar apreciablemente las tasas de embarazo. "La tendencia [es] a acumular pruebas y tecnologías... en lugar de un verdadero esfuerzo por reducir las barreras de acceso", dice.

El otoño pasado, los investigadores de Overture y los médicos de New Hope publicaron una descripción de su trabajo con el robot, afirmando que dos pacientes habían quedado embarazadas. Esto se hizo después de obtener la aprobación ética para el estudio, dice John Zhang, fundador de New Hope y autor principal del informe.

Ambos niños ya nacieron, dice Jenny Lu, coordinadora de donación de óvulos en New Hope. MIT Technology Review pudo hablar con el padre de uno de los niños.

"Es una locura, ¿no?", dijo el padre, que pidió permanecer en el anonimato. “Dijeron que hasta ahora siempre se había hecho manualmente”.

Dijo que él y su pareja habían intentado la FIV varias veces antes, sin éxito. En ambos casos de inyección robótica se utilizaron óvulos de donantes, que se proporcionaron a los pacientes de forma gratuita (de lo contrario, pueden costar 15.000 dólares). En cada caso, después de ser fertilizados y convertidos en embriones, fueron implantados en el útero de la paciente.

Los óvulos donados se utilizan con mayor frecuencia cuando la paciente es mayor, de 40 años, y de otra manera no puede quedar embarazada.

Dado que la automatización no resolverá directamente el problema del envejecimiento de los óvulos, un laboratorio de FIV en una caja no solucionará esta difícil razón por la que los tratamientos de fertilidad fallan. Sin embargo, la automatización podría permitir a los médicos comenzar a medir con precisión lo que hacen, lo que les permitiría ajustar sus procedimientos. Incluso un pequeño aumento en las tasas de éxito podría significar decenas de miles de bebés adicionales cada año.

Kathleen Miller, científica jefa de Innovation Fertility, una cadena de clínicas en el sur de Estados Unidos, dice que sus centros ahora están utilizando sistemas de visión por computadora para estudiar videos secuenciales de embriones en crecimiento y tratar de ver si hay algún dato que explique por qué algunos se convierten en bebés y otros no. “Lo estamos poniendo en modelos y la pregunta es: 'Dime algo que no sepa'”, dice.

"Vamos a ver una evolución de lo que es un embriólogo", predice Miller. "En este momento son técnicos, pero serán científicos de datos".

A algunos defensores de la automatización de la FIV les espera un futuro aún más salvaje. Al ceder la concepción a las máquinas, la automatización podría acelerar la introducción de técnicas aún controvertidas, como la edición del genoma o métodos avanzados para crear óvulos a partir de células madre.

Aunque Munné dice que Overture Life no tiene planes de modificar la composición genética de los niños, admite que sería sencillo utilizar el robot inyectador de esperma para ese propósito, ya que podría dispensar cantidades precisas de sustancias químicas de edición genética en un óvulo. "Debería ser muy fácil añadirlo a la máquina", afirma.

Aún hay más tecnología especulativa en el horizonte. Las máquinas de fertilidad podrían evolucionar gradualmente hasta convertirse en úteros artificiales, con niños gestados en centros científicos hasta su nacimiento. "Creo que vamos a llegar allí", dice Thompson. "Existe evidencia creíble de que lo que pensábamos que era imposible no lo es tanto".

Otros imaginan que eventualmente se podrían lanzar robots al espacio exterior, abastecidos con óvulos y espermatozoides mantenidos en un estado vítreo de estasis. Después de un viaje de mil años a un planeta distante, tales máquinas podrían arrancar y crear una nueva sociedad de humanos.

Todo es parte del objetivo de crear más personas, y no sólo aquí en la Tierra. "Hay gente que piensa que la humanidad debería ser una especie interplanetaria y que la vida humana no será suficiente para llegar a estos mundos", dice Chávez-Badiola. "Parte del trabajo de un científico es seguir soñando".

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