Précision de 90 % lors de la sélection d’embryons avec un profil chromosomique normal grâce à l’intelligence artificielle

Nous avons souvent eu l’occasion de débattre de l’intelligence artificielle et de son utilisation en médecine reproductive. Par ailleurs, IVI, à travers plusieurs études, a contribué au développement de cet outil de sélection embryonnaire. Aujourd’hui, dans le cadre du 38^e congrès de la Société Européenne de Reproduction Humaine et d’Embryologie (ESHRE), nous avons présenté les nouveaux progrès réalisés dans ce domaine.

Des résultats prometteurs en matière de sélection d’embryons

L’intelligence artificielle fait désormais entièrement partie de nos vies. Elle est déjà utilisée et se développe dans de nombreux domaines : social, politique, économique et même scientifique. Elle occupe ainsi partout une place importante en raison de l’évolution constante de ses nombreuses applications.

C’est pourquoi, nous sommes aujourd’hui heureux de pouvoir vous parler de notre étude intitulée « Artificial Intelligence (AI) based triage for preimplantation genetic testing (PGT); an AI model that detects novel features in the embryo associated with ploidy ». Cette étude est en effet actuellement présentée au congrès de la ESHRE qui a lieu ces jours-ci à Milan. Elle est  dirigée par le Dr Marcos Meseguer, spécialiste en embryologie et superviseur scientifique d’IVI Valence.

« Il s’agit là de la toute première étude au monde au cours de laquelle 5 modules indépendants ont été développés et combinés pour analyser les caractéristiques de l’embryon à travers une vision par ordinateur permettant d’atteindre une précision de 90 % en matière de reconnaissance des embryons présentant un profil chromosomique normal. Le fait de pouvoir analyser le potentiel d’implantation embryonnaire nous permet d’améliorer l’efficacité d’un processus essentiel en matière de PMA : la culture et la sélection embryonnaire », explique le Dr Meseguer.

Précision similaire dans la sélection d’embryons à celle des études conventionnelles

Ce niveau de précision n’a encore jamais été atteint et se rapproche de celui obtenu au cours d’une étude conventionnelle, par conséquent invasive, menée sur un embryon. L’intelligence artificielle permet d’étudier les embryons en passant par des algorithmes complexes évitant ainsi leur manipulation et une extraction de leurs cellules. Par ailleurs, cette méthode apporte un haut niveau de fiabilité dans la sélection d’embryons viables en vue de leur transfert.

« L’origine de cette étude répond à une réalité incontestable : Le développement embryonnaire est différent chez les embryons euploïdes, dont les chromosomes sont normaux, et chez les embryons aneuploïdes , dont les chromosomes sont anormaux. À ce stade, l’intelligence artificielle permettrait-elle de détecter la ploïdie ? Les 5 modules que nous avons pu analyser et combiner nous ont montré que oui, ce serait possible et fiable », ajoute le Dr Meseguer.

Au cours de ces travaux, 2 500 embryons ont été analysés, soit la casuistique la plus importante jamais analysée scientifiquement, Les résultats obtenus ont abouti à une technique révolutionnaire pour le secteur de l’embryologie, car non invasive, universelle, normalisée et automatisée, qui représente un progrès par rapport à toutes les méthodes actuelles de sélection d’embryons.

5 modules ont été étudiés

1. Paramètres morphocinétiques. Ce module traite les moments durant lesquels se produisent les événements essentiels du développement embryonnaire. Autrement dit, lorsque l’embryon se divise en cellules pour se transformer en blastocyste.
   « L’analyse de ces paramètres sur les 2 500 embryons étudiés a permis de vérifier qu’un embryon qui déclenche ce type d’événement plus tard que l’embryon euploïde pris pour référence, a considérablement plus de risques de présenter un état aneuploïde », précise le Dr Meseguer.

2. Morphologie de l’embryon. Les embryons présentant la morphologie adéquate ont davantage de chances de présenter un profil chromosomique normal. En soi, la morphologie permet de détecter les aneuploïdies avec une précision de 68 %. 

3. Activité cellulaire. Ce module consiste à mesurer le diamètre d’une cellule et à réaliser la somme de tous les diamètres différents des cellules d’un embryon à un moment précis de son développement (entre 2 et 8 cellules).
   « Cela permet de calculer automatiquement un certain nombre de valeurs immédiatement analysées au moyen de 160 images, montrant que chez les embryons présentant un profil chromosomique anormal ou des aneuploïdies, les diamètres sont plus élevés. Cela est dû au fait que la division, plus longue, entraîne davantage de mouvements provoquant une augmentation du diamètre », explique le Dr Meseguer. 

4. Activité mitochondriale. Il s’agit d’associer les pixels qui représentent la plus petite taille pouvant être analysée en tant qu’image et la taille d’une mitochondrie. Ensuite, il s’agit de compter les pixels de l’embryon et d’analyser les changements en termes de quantité et de distribution, en comparant les embryons euploïdes et les embryons aneuploïdes. On constate que ces derniers n’ont pas le même nombre de pixels que les euploïdes. Ce module permet ainsi de détecter l’aneuploïdie avec une précision de 77 %. 

5. Flambage/Contraction. On observe une contraction chez environ 20 % des embryons, L’analyse automatique de cet événement révèle que ce phénomène est davantage présent chez les embryons aneuploïdes.
   « Pour résumer, la vision par ordinateur automatisée permet à l’ordinateur de simuler la capacité de vision de l’œil humain. Autrement dit, elle permet l’acquisition, le traitement, l’analyse et la compréhension des images du monde réel, pour produire des informations numériques ou symboliques qui pourront être traitées par ordinateur. Enfin, cela nous permet de vérifier que les embryons ont un comportement différent au cours de leur développement en fonction de leur contenu chromosomique et d’optimiser ainsi le processus d’étude de l’embryon et de sélectionner des embryons normaux et viables en vue de leur transfert », conclut le Dr Meseguer.

Ainsi, la combinaison de ces 5 modules, et le dispositif complexe d’algorithmes développé par IVI Valence et l’entreprise israélienne AiVF, permet de sélectionner des embryons au profil chromosomique normal avec une précision de 90 %. Ce résultat augmente par conséquent automatiquement les taux de grossesse obtenus et montre que cette méthode constituerait un dispositif de détection objectif et fiable associé à une technique rapide et à faible coût.