25/04/2023 - Conheça as startups que tentam projetar uma máquina de fertilidade de mesa. Na primavera passada, engenheiros em Barcelona empacotaram o robô de injeção de esperma que eles projetaram e o enviaram pela DHL para a cidade de Nova York. Eles o seguiram até uma clínica chamada New Hope Fertility Center, onde montaram o instrumento novamente, montando um microscópio, uma agulha mecanizada, uma pequena placa de Petri e um laptop.
Então, um dos engenheiros, sem experiência real em medicina de fertilidade, usou um controle do Sony PlayStation 5 para posicionar uma agulha robótica. Observando um óvulo humano através de uma câmera, ele avançou por conta própria, penetrando no óvulo e deixando cair um único espermatozoide. Ao todo, o robô foi usado para fertilizar mais de uma dezena de óvulos. O resultado dos procedimentos, dizem os pesquisadores, foram embriões saudáveis – e agora duas meninas, que eles afirmam serem as primeiras pessoas nascidas após a fertilização por um “robô”.
“Eu estava tranquilo. Naquele exato momento, pensei: 'É apenas mais um experimento'", diz Eduard Alba, o estudante de engenharia mecânica que comandava o dispositivo de injeção de esperma.
A startup que desenvolveu o robô, Overture Life, diz que seu dispositivo é um passo inicial para automatizar a fertilização in vitro, ou fertilização in vitro, e potencialmente tornar o procedimento menos caro e muito mais comum do que é hoje. No momento, os laboratórios de fertilização in vitro contam com embriologistas treinados que ganham mais de US$ 125.000 por ano para lidar delicadamente com esperma e óvulos usando agulhas ocas ultrafinas sob um microscópio.
Mas algumas startups dizem que todo o processo pode ser realizado automaticamente, ou quase isso. A Overture, por exemplo, entrou com um pedido de patente descrevendo um “biochip” para um laboratório de fertilização in vitro em miniatura, completo com reservatórios ocultos contendo fluidos de crescimento e pequenos canais para o esperma passar.
“Pense em uma caixa onde entram espermatozóides e óvulos, e um embrião sai cinco dias depois”, diz Santiago Munné, o premiado geneticista que é diretor de inovação da empresa espanhola. Ele acredita que se a fertilização in vitro pudesse ser realizada dentro de um instrumento de mesa, os pacientes talvez nunca precisassem visitar uma clínica especializada, onde uma única tentativa de engravidar pode custar US$ 20.000 nos EUA. Em vez disso, diz ele, os óvulos de uma paciente podem ser alimentados diretamente em um sistema automatizado de fertilidade no consultório de um ginecologista. “Tem que ser mais barato. E se algum médico pudesse fazer isso, seria”, diz Munné.
O MIT Technology Review identificou meia dúzia de startups com objetivos semelhantes, com nomes como AutoIVF, IVF 2.0, Conceivable Life Sciences e Fertilis. Alguns têm raízes em laboratórios universitários especializados em tecnologia miniaturizada lab-on-a-chip. Até agora, a Overture foi a que mais levantou: cerca de US$ 37 milhões de investidores, incluindo Khosla Ventures e Susan Wojcicki, ex-CEO do YouTube.
Mais bebês
O principal objetivo de automatizar a fertilização in vitro, dizem os empresários, é simples: é fazer muito mais bebês. Cerca de 500.000 crianças nascem por meio de fertilização in vitro globalmente a cada ano, mas a maioria das pessoas que precisa de ajuda para ter filhos não tem acesso a remédios para fertilidade ou não pode pagar por isso.
“Como passamos de meio milhão de bebês por ano para 30 milhões?”, pergunta David Sable, um ex-médico de fertilidade que agora administra um fundo de investimento. “Você não pode administrar cada laboratório como uma cozinha artesanal sob medida, e esse é o desafio da fertilização in vitro. Foram 40 anos de ciência excepcional e engenharia de sistemas realmente medíocre.”
Embora ainda não exista uma máquina de fertilidade completa, mesmo a automação de partes do processo, como injeção de esperma, congelamento de óvulos ou nutrição de embriões, pode tornar a fertilização in vitro mais barata e, eventualmente, apoiar inovações mais radicais, como edição de genes ou até mesmo úteros artificiais. Mas não será fácil automatizar totalmente a fertilização in vitro. Imagine tentar fazer um robô dentista. A concepção em tubo de ensaio envolve uma dúzia de procedimentos, e o robô da Overture até agora realiza apenas um deles, e apenas parcialmente.
“O conceito é extraordinário, mas este é um passo de bebê”, diz Gianpiero Palermo, um médico de fertilidade do Weill Cornell Medical Center, que é creditado por desenvolver o procedimento de fertilização conhecido como injeção intracitoplasmática de esperma, ou ICSI, na década de 1990. Palermo observa que os pesquisadores da Overture ainda contavam com alguma assistência manual para tarefas como carregar um espermatozoide na agulha do injetor. “Isso ainda não é um ICSI robótico, na minha opinião”, diz ele.
Outros médicos são céticos de que os robôs possam, ou devam, substituir os embriologistas em breve. “Você pega um esperma e o coloca em um óvulo com o mínimo de trauma, da forma mais delicada possível”, diz Zev Williams, diretor da clínica de fertilidade da Universidade de Columbia. Por enquanto, “os humanos são muito melhores do que uma máquina”, diz ele.
Seu centro desenvolveu um robô, mas tem um objetivo mais limitado: distribuir minúsculas gotículas de meio de crescimento para os embriões crescerem. “Não é bom para os embriões se o tamanho das gotas for diferente”, diz Williams. “Criar as mesmas gotas repetidamente - é aí que o robô pode brilhar.” Ele chama isso de uma maneira de “baixo risco” de introduzir a automação no laboratório.
Micro berços
Um obstáculo para automatizar a concepção é que a chamada microfluídica – outro nome para a tecnologia lab-on-a-chip – não correspondeu ao seu hype. Jeremy Thompson, um embriologista baseado em Adelaide, na Austrália, diz que passou sua carreira descobrindo “como melhorar a vida dos embriões” à medida que crescem em laboratórios. Mas até recentemente, diz ele, seus ajustes em sistemas microfluídicos produziram um resultado inequívoco: “Bollocks. Não funcionou. Thompson diz que a fertilização in vitro continua sendo um processo manual em parte porque ninguém quer confiar um embrião – uma pessoa em potencial – a um microdispositivo onde poderia ficar preso ou ser danificado por algo tão pequeno quanto uma bolha de ar.
Alguns anos atrás, porém, Thompson viu imagens de uma minúscula Torre Eiffel, com apenas um milímetro de altura. Ele foi feito usando um novo tipo de impressão 3D aditiva, na qual feixes de luz são direcionados para endurecer polímeros líquidos. Ele decidiu que esse era o avanço necessário, porque permitiria que ele construísse “uma caixa ou gaiola em torno de um embrião”.
Desde então, uma startup que ele fundou, a Fertilis, levantou alguns milhões de dólares para imprimir o que chama de “cápsulas” transparentes ou “micro-berços”. A ideia é que uma vez que um ovo é colocado em um, ele pode ser manuseado com mais facilidade e conectado a outros dispositivos, como bombas para adicionar soluções em quantidades mínimas.
Dentro de uma das cápsulas de Fertilis, um ovo fica em uma câmara não maior que uma gota de névoa, mas o recipiente em si é grande o suficiente para ser recolhido com pequenas pinças. A Fertilis publicou artigos mostrando que pode congelar óvulos dentro dos berços e fertilizá-los lá também, empurrando um espermatozoide com uma agulha.
Um ovo humano tem cerca de 0,1 milímetro de diâmetro, no limite do que o olho humano pode ver sem ajuda. Agora mesmo, para mover um, um embriologista o engole em uma agulha oca e o esguicha novamente. Mas Thompson diz que, uma vez dentro dos berços da empresa, os óvulos podem ser fertilizados e se transformar em embriões, movendo-se pelas estações de um laboratório robótico como se estivessem em uma esteira rolante. “Toda a nossa história é minimizar o estresse para embriões e óvulos”, diz ele.
Thompson espera que um dia, quando os médicos coletarem os óvulos dos ovários de uma mulher, eles sejam depositados diretamente em um microberço e, a partir daí, sejam cuidados por robôs até se tornarem embriões saudáveis. “Essa é a minha visão”, diz ele.
A MIT Technology Review encontrou uma empresa, a AutoIVF, uma ramificação do laboratório de microfluídica do Massachusetts General Hospital–Harvard University, que ganhou mais de US$ 4 milhões em subsídios federais para desenvolver esse sistema de coleta de óvulos. Ele chama a tecnologia de “OvaReady”.
A coleta de óvulos acontece depois que o paciente é tratado com hormônios da fertilidade. Em seguida, um médico usa uma sonda movida a vácuo para aspirar os óvulos que amadureceram nos ovários. Como eles estão flutuando em detritos líquidos e envoltos em tecido protetor, um embriologista precisa encontrar cada um manualmente e “desnudá-lo” limpando-o suavemente com um canudo de vidro.
Um executivo da AutoIVF, Emre Ozkumur, recusou-se a discutir o projeto - a empresa quer "ficar fora do radar um pouco mais", diz ele - mas sua concessão e documentos de patente sugerem que está testando um dispositivo que pode detectar e isolar ovos e em seguida, retire-os automaticamente do tecido circundante, talvez passando-os por algo que se assemelha a um ralador de queijo microscópico.
Rastreador de esperma
Uma vez que um óvulo está em mãos, os médicos precisam combiná-lo com um espermatozoide. Para ajudá-los a escolher o caminho certo, Alejandro Chavez-Badiola, um médico de fertilidade baseado no México, abriu uma empresa, a IVF 2.0, que desenvolveu um software para classificar e analisar o esperma nadando em um prato. É semelhante a programas de visão computacional que rastreiam atletas enquanto correm, colidem e mudam de direção em um campo.
O trabalho é identificar espermatozóides saudáveis, avaliando sua forma e vendo como eles nadam. “Motilidade”, diz Chavez-Badiola, “é a expressão máxima da saúde e normalidade do esperma”. Enquanto uma pessoa só pode ficar de olho em alguns espermatozóides de uma só vez, um computador não enfrenta esse limite. “Nós, humanos, somos bons em canalizar nossa atenção para um único ponto. Podemos avaliar cinco ou 10 espermatozoides, mas não 50”, diz Chávez-Badiola.
Sua clínica de fertilização in vitro está conduzindo um estudo comparativo de espermatozoides colhidos por humanos e por computador, para ver qual leva a mais bebês. Até agora, o computador tem uma pequena vantagem.
“Não afirmamos que é melhor que um humano, mas afirmamos que é tão bom quanto. E nunca cansa. Um ser humano tem que estar bem às 8h, depois do café, depois de uma discussão ao telefone”, diz.
Chávez-Badiola diz que esse software será “o cérebro para comandar os futuros laboratórios automatizados”. Este ano, ele vendeu os direitos de uso de seu programa de rastreamento de esperma para a Conceivable Life Sciences, outra startup de automação de fertilização in vitro que está sendo formada em Nova York, onde Chávez-Badiola atuará como diretor de produtos. Também se juntando à empresa está Jacques Cohen, um célebre embriologista que já trabalhou na clínica britânica onde o primeiro bebê de fertilização in vitro nasceu em 1978.
A Concebível planeja criar uma estação de trabalho robótica “autônoma” que pode fertilizar óvulos e cultivar embriões, e espera demonstrar todas as etapas principais este ano. Mas Cohen admite que a automação pode demorar um pouco para se tornar realidade. “Isso acontecerá passo a passo”, diz ele. “Mesmo as coisas que parecem óbvias levam 10 anos para pegar e 20 para virar rotina.”
Os investidores por trás da Conceivable acham que podem lucrar expandindo o uso da fertilização in vitro. É quase certo que a indústria de fertilização in vitro pode crescer para cinco ou 10 vezes seu tamanho atual. Nos Estados Unidos, menos de 2% das crianças nascem assim, mas na Dinamarca, onde o procedimento é gratuito e incentivado, o número é próximo a 10%.
“Essa é a verdadeira demanda”, diz Alan Murray, um empresário com experiência em software e espaços de coworking que fundou a Conceivable com seu parceiro de negócios, Joshua Abram. “O desafio é que esses maravilhosos países ricos e excêntricos podem fazer isso, mas o resto do mundo não. Mas eles demonstraram a verdadeira necessidade humana”, diz ele. “O que eles fizeram com dinheiro, precisamos fazer com tecnologia.”
Murray estima que o custo médio de um bebê de fertilização in vitro nos EUA é de US$ 83.000 se você incluir as tentativas fracassadas, que são comuns. Ele diz que o objetivo de sua empresa é reduzir o custo em 70%, algo que ele diz que pode acontecer se as taxas de sucesso aumentarem.
Mas não é certo que os robôs reduzirão o custo da fertilização in vitro ou que qualquer economia será repassada aos pacientes. Rita Vassena, consultora da Conceivable e CEO da Fecundis, uma empresa de ciências da fertilidade, diz que o campo tem um histórico de introduzir inovações sem aumentar consideravelmente as taxas de gravidez. “A tendência [é] acumular testes e tecnologias … em vez de um verdadeiro esforço para diminuir as barreiras de acesso”, diz ela.
mundos futuros
No outono passado, os pesquisadores da Overture e os médicos da New Hope publicaram uma descrição de seu trabalho com o robô, alegando que duas pacientes ficaram grávidas. Isso foi feito depois de obter a aprovação ética para o estudo, diz John Zhang, fundador da New Hope e autor sênior do relatório.
Ambas as crianças já nasceram, diz Jenny Lu, coordenadora de doação de óvulos da New Hope. O MIT Technology Review conseguiu falar com o pai de uma das crianças.
“É uma loucura, não é?”, disse o pai, que pediu anonimato. “Eles disseram que até agora isso sempre foi feito manualmente.”
Ele disse que ele e seu parceiro haviam tentado fertilização in vitro várias vezes antes, sem sucesso. Ambos os casos de injeção de robôs envolveram óvulos de doadores, que foram fornecidos gratuitamente aos pacientes (caso contrário, podem custar US$ 15.000). Em cada caso, depois de fertilizados e transformados em embriões, eles foram implantados no útero da paciente.
Os óvulos doados são usados com mais frequência quando a paciente é mais velha, na faixa dos 40 anos, e não pode engravidar de outra forma.
Como a automação não resolverá diretamente o problema do envelhecimento dos óvulos, um laboratório de fertilização in vitro não resolverá esse motivo intratável pelo qual os tratamentos de fertilidade falham. No entanto, a automação pode permitir que os médicos comecem a medir com precisão o que fazem, permitindo que eles ajustem seus procedimentos. Mesmo um pequeno aumento nas taxas de sucesso pode significar dezenas de milhares de bebês extras a cada ano.
Kathleen Miller, cientista-chefe da Innovation Fertility, uma cadeia de clínicas no sul dos Estados Unidos, diz que seus centros agora estão usando sistemas de visão computacional para estudar vídeos de lapso de tempo de embriões em crescimento e tentar ver se algum dado explica por que alguns se tornam bebês e outros não. “Estamos colocando isso em modelos, e a pergunta é 'Diga-me algo que eu não sei'”, diz ela.
“Vamos ver uma evolução do que é um embriologista”, prevê Miller. “No momento, eles são técnicos, mas serão cientistas de dados.”
Para alguns defensores da automação de fertilização in vitro, um futuro ainda mais selvagem os aguarda. Ao entregar a concepção às máquinas, a automação poderia acelerar a introdução de técnicas ainda controversas, como a edição do genoma ou métodos avançados de criação de óvulos a partir de células-tronco.
Embora Munné diga que a Overture Life não tem planos de modificar a composição genética das crianças, ele admite que seria uma questão simples usar o robô de injeção de esperma para esse propósito, uma vez que poderia dispensar quantidades precisas de produtos químicos de edição de genes em um ovo. “Deve ser muito fácil adicionar à máquina”, diz ele.
Uma tecnologia ainda mais especulativa está no horizonte. As máquinas de fertilidade poderiam evoluir gradativamente para úteros artificiais, com crianças gestadas em centros científicos até o nascimento. “Acredito que vamos chegar lá”, diz Thompson. “Há evidências credíveis de que o que pensávamos ser impossível não é tão impossível.”
Outros imaginam que os robôs poderiam eventualmente ser lançados no espaço sideral, abastecidos com óvulos e esperma mantidos em um estado vítreo de estase. Depois de uma jornada de mil anos para um planeta distante, essas máquinas podem inicializar e criar uma nova sociedade de humanos.
Tudo faz parte do objetivo de criar mais pessoas, e não apenas aqui na Terra. “Há pessoas que pensam que a humanidade deveria ser uma espécie interplanetária, e as vidas humanas não serão suficientes para alcançar esses mundos”, diz Chávez-Badiola. “Parte do trabalho de um cientista é continuar sonhando.”
Fonte: https://www.technologyreview.com