Infertilité masculine : comment l'IA peut être un outil puissant dans son traitement

L'infertilité touche 7 % de la population masculine. Aujourd'hui, l'intelligence artificielle (IA) est peut-être sur le point de contribuer à résoudre le problème.

Selon le Dr Steven Vasilescu, le logiciel d'intelligence artificielle mis au point par son équipe et lui-même peut repérer les spermatozoïdes dans des échantillons prélevés sur des hommes gravement infertiles 1 000 fois plus vite qu'une paire d'yeux bien entraînée.

"Il peut mettre en évidence un spermatozoïde potentiellement viable avant même qu'un humain ne puisse traiter ce qu'il regarde", explique-t-il.

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Le Dr Vasilescu est ingénieur biomédical à l'université de technologie de Sydney (UTS), en Australie, et fondateur de la société médicale NeoGenix Biosciences.

Le système qu'il a mis au point avec ses collègues s'appelle SpermSearch.

Il a été conçu pour aider les hommes qui n'ont pas de spermatozoïdes dans leur éjaculat, soit 10 % des hommes infertiles, une condition appelée azoospermie non obstructive (NOA).

Dans ce cas, une petite partie des testicules est prélevée chirurgicalement et transportée dans un laboratoire où un embryologiste peut rechercher manuellement des spermatozoïdes sains.

Le tissu est séparé et examiné au microscope. Si des spermatozoïdes viables sont trouvés, ils peuvent être extraits et injectés dans un ovule.

Selon le Dr Vasilescu, ce processus peut prendre six ou sept heures à plusieurs personnes, ce qui présente un risque de fatigue et d'imprécision.

"Lorsqu'un embryologiste regarde au microscope, ce qu'il voit, c'est un véritable fouillis - un paysage étoilé de cellules", explique-t-il.

"Il y a du sang et des tissus. Il n'y a peut-être que 10 spermatozoïdes dans l'ensemble, mais il peut y avoir des millions d'autres cellules. C'est une aiguille dans une botte de foin", ajoute le Dr Vasilescu.

En revanche, SpermSearch peut trouver n'importe quel spermatozoïde sain en quelques secondes, lorsque les photographies des échantillons sont immédiatement téléchargées dans l'ordinateur.

Pour atteindre cette vitesse, le Dr Vasilescu et ses collègues ont entraîné l'IA à identifier les spermatozoïdes dans ces échantillons de tissus complexes en lui montrant des milliers d'images de ce type.

Dans un article scientifique publié, l'équipe d'ingénierie biomédicale de l'UTS a déclaré que, lors d'un test, SpermSearch était 1 000 fois plus rapide qu'un embryologiste expérimenté.

Cependant, SpermSearch n'est pas conçu pour remplacer les embryologistes, mais plutôt pour servir d'outil d'assistance.

Le Dr Sarah Martins da Silva estime qu'une telle rapidité dans la recherche de spermatozoïdes est vitale. "Le temps est un facteur essentiel", explique la chercheure clinique en médecine reproductive à l'université de Dundee.

"Si quelqu'un a subi un prélèvement d'ovules et que ces derniers doivent être fécondés, nous ne disposons que d'un court laps de temps pour le faire. Accélérer le processus serait extrêmement avantageux".

Le nombre de spermatozoïdes ayant diminué de moitié au cours des quatre dernières décennies, l'infertilité reste un problème croissant.

Les facteurs à l'origine de la baisse de la fertilité masculine seraient multiples : pollution, tabagisme, mauvaise alimentation, manque d'exercice physique, stress excessif, etc.

Le Dr Meurig Gallagher est un autre universitaire qui s'efforce d'aider les hommes confrontés à des problèmes de stérilité.

Professeur assistant au Centre de modélisation des systèmes et de biomédecine quantitative de l'université de Birmingham, sa nouvelle technique utilise un logiciel d'imagerie pour suivre la vitesse et l'action des queues des spermatozoïdes.

"L'observation de la queue donne une idée de l'état de santé d'un échantillon", explique-t-il. "Des changements infimes peuvent nous indiquer si le spermatozoïde est soumis à un stress environnemental, s'il est sur le point de mourir ou s'il réagit à un signal biologique.

De son côté, la société Examen, basée à Belfast et spécialisée dans la fertilité, utilise une technique connue sous le nom d'électrophorèse sur gel à cellule unique pour identifier les lésions de l'ADN dans les spermatozoïdes individuels.

Le professeur Sheena Lewis et son équipe développent cette technique depuis plus de 20 ans.

Cependant, le professeur Lewis, professeur émérite de médecine reproductive à l'université Queens de Belfast et directeur général d'Examen, estime que si les progrès de l'IA sont passionnants, la médecine évolue très lentement.

Par exemple, SpermSearch en est actuellement au stade de la preuve de concept, à la suite d'un très petit essai portant sur sept patients seulement.

"Cela ne veut encore rien dire", précise le professeur Lewis. "Le temps qui s'écoule entre le stade de la preuve de concept et la commercialisation d'un produit est probablement compris entre deux et cinq ans.

"Il y a encore beaucoup de chemin à parcourir. Il s'adresse également au très petit groupe d'hommes atteints de NDA. Tout ce que l'on peut faire est fantastique, mais ce ne sera jamais un produit grand public.

De retour à Sydney, le Dr Vasilescu estime que les traitements comme le sien constituent la "dernière étape".

"Il peut faire la différence entre la fécondation d'un ovule et l'arrêt du traitement", explique-t-il.

"Si nous pouvons rendre l'embryologiste plus efficace et plus précis, il pourrait trouver des spermatozoïdes qu'il n'aurait pas trouvés autrement. Cela donne à un homme la possibilité d'être le père de ses propres enfants biologiques".

L'équipe de l'UTS s'apprête maintenant à soumettre son IA à des essais cliniques. "Une grossesse vivante est la prochaine étape", déclare le Dr Vasilescu.