- Kunstmatige intelligentie analyseert embryo’s en beoordeelt de spermakwaliteit
- In de toekomst kunnen we baby’s ‘kweken’ met huidcellen
- Pod-baby’s: volgroeien foetussen binnenkort buiten het menselijk lichaam?
- Ethische vraagstukken en een laatste overweging
Zwangerschappen en geboortes zijn door de geschiedenis heen altijd al diepgaande en transformerende ervaringen geweest die de loop van het menselijk bestaan hebben bepaald. Het werkgebied van de reproductieve technologie evolueert razendsnel en biedt steeds meer innovatieve mogelijkheden die ooit alleen in sciencefiction bestonden. Van de integratie van kunstmatige intelligentie (AI) in IVF-behandelingen tot baby’s ‘kweken’ met huidcellen — hoe zwangerschappen in de toekomst (wellicht) tot stand komen lijkt de essentie van de menselijke voortplanting voor altijd te veranderen. Zo luiden AI-gestuurde IVF-behandelingen een nieuw tijdperk van kunstmatige voortplantingstechnologie in en maken geavanceerde ‘vruchtbaarheidstools’ — ook op basis van AI — gepersonaliseerde inzichten en geoptimaliseerde embryoselectie mogelijk. Dankzij deze en andere nieuwe technologieën wordt de kans op succesvolle zwangerschappen vergroot en neemt de emotionele, fysieke en financiële last voor hoopvolle toekomstige ouders af. Wetenschappers die betrokken zijn bij stamcelonderzoek hebben inmiddels met succes volwassen huidcellen geherprogrammeerd zodat deze zich ook tot allerlei andere celtypen kunnen ontwikkelen, zoals ei- en spermacellen. Hierdoor ontstaat een heel nieuw universum aan nieuwe mogelijkheden. Een andere verbazingwekkende ontwikkeling is de ‘babypod’ of Biobag — innovatieve technologie die de omgeving van de baarmoeder nabootst zodat te vroeg geboren baby’s veilig verder kunnen ontwikkelen. Laten we ons eens verdiepen in de toekomst van de menselijke voortplanting.
“Er zullen gewoon niet genoeg bekwame embryologen zijn om aan de stijgende vraag te voldoen”.
Dr. Gerard Letterie, Seattle Reproductive Medicine
Kunstmatige intelligentie analyseert embryo’s en beoordeelt de spermakwaliteit
In-vitrofertilisatie (IVF) — een proces dat koppels al sinds de jaren zeventig oplossingen biedt voor, onder andere, uitdagingen op het gebied van (on)vruchtbaarheid — bestaat uit verschillende opeenvolgende fasen. Allereerst worden de onderliggende oorzaken van onvruchtbaarheid grondig geëvalueerd. Dan komt de stimulatiefase, waar het optimale ovariële stimulatieprotocol zorgvuldig door een arts wordt bepaald. Daarna worden de eitjes en het sperma verzameld en komt er een bevruchting tot stand, wat uiteindelijk resulteert in de vorming van embryo’s. Deze embryo’s worden vervolgens in het lab ‘opgekweekt’. Zodra deze fase is voltooid, worden de embryo’s in de baarmoeder van de moeder geplaatst en wordt er na 9 maanden een baby geboren (of meerdere baby’s). Aangezien de resultaten van IVF sterk afhankelijk zijn van beslissingen die tijdens het klinische proces door embryologen worden genomen — en om oplossingen te bieden voor de uitdagingen rond embryo-analyse — maken steeds meer embryologen gebruik van kunstmatige intelligentie. “Er zullen gewoon niet genoeg bekwame embryologen zijn om aan de stijgende vraag te voldoen”, zegt dr. Gerard Letterie, reproductief endocrinoloog en partner bij Seattle Reproductive Medicine. Verschillende startups, zoals Fairtility en ALife, hebben nu AI-gestuurde ‘vruchtbaarheidstools’ ontwikkeld om embryo’s te analyseren, de spermakwaliteit te beoordelen en IVF-behandelplannen te personaliseren.
CHLOE, de innovatieve tool die door Fairtility ontwikkeld is, werkt als een cloudgebaseerd systeem en dient als een beslissingsondersteunende tool voor de AI-gestuurde selectie van embryo’s. De tool integreert naadloos met time-lapse imaging (TLI)-systemen om gedurende de verschillende stadia van embryo-ontwikkeling continue voorspellingen te genereren — vanaf de bevruchting tot het blastocyststadium. Door TLI-afbeeldingen te gebruiken identificeert, segmenteert en voert CHLOE automatisch embryo-analyse op pixelniveau uit. Bovendien speelt het AI-model van CHLOE een cruciale rol bij het nauwkeurig kwantificeren van factoren als vorm, oppervlakte, grootte, symmetrie en proportie — taken die de mogelijkheden van menselijke experts te boven gaan. Dankzij deze nauwkeurige informatie, gecombineerd met gegevens over implantatiewaarschijnlijkheid, kunnen embryologen datagestuurde beslissingen nemen voor elk embryo dat in het time-lapse-beeldvormingsapparaat wordt ‘opgekweekt’. Volgens onderzoek dat op de ESHRE-conferentie gepresenteerd werd, laten de algoritmen van CHLOE indrukwekkende voorspellende mogelijkheden zien. Ze kunnen blastulatie met 96 procent nauwkeurigheid voorspellen, implantatie met 71 procent nauwkeurigheid en de genetische gezondheid van embryo’s met 69 procent. Dankzij deze resultaten kunnen embryologen de levensvatbaarheid van embryo’s aanzienlijk beter beoordelen en wordt het huidige voorspellingspercentage van ongeveer 65 procent overtroffen. De AI-tool van CHLOE helpt embryologen ook bij het opsporen van anomalieën die anders onopgemerkt zouden blijven, zoals afwijkingen of andere onregelmatigheden. Bijgevolg verhoogt CHLOE de kansen op het selecteren van gezonde embryo’s aanzienlijk, waardoor het resultaat van geassisteerde voortplantingstechnologieën geoptimaliseerd kan worden.
Ook de startup ALife maakt gebruik van AI — onder andere om de workflow in vruchtbaarheidsklinieken te stroomlijnen en patiënten een meer persoonlijke ervaring te bieden. Zo heeft het bedrijf onlangs AI-software uitgebracht waarmee de besluitvorming tijdens het IVF-proces geoptimaliseerd en ondersteund kan worden. De software werkt via de productsuite Alife Assist, die embryologen, klinici en kliniekmanagers datagestuurde inzichten biedt. Dit platform bestaat uit drie producten die worden ondersteund door wetenschappelijk onderzoek en samenwerkingen met toonaangevende klinieken. Een van deze producten, Stim Assist, maakt gebruik van AI-gestuurde, klinische beslissingsondersteunende tools. Hiermee kunnen reproductieve endocrinologen de best mogelijke medicatiedoseringen bijvoorbeeld efficiënter selecteren. Ook helpen de tools bij het bepalen van de juiste timing voor het ophalen van eitjes. Omdat de tools een enorme en diverse IVF-dataset met miljoenen datapunten uit eerdere patiëntcycli analyseren, kunnen ze inzicht bieden in de meest effectieve behandelingen voor vergelijkbare patiënten. Met de Embryo Assist-tool — die in realtime verbonden is met elektronische zorgdossiers — kunnen embryologen gegevens over de beoordeling van embryo’s digitaal vastleggen, beoordelen, rangschikken en rapporteren. Dankzij deze ‘vruchtbaarheidstechnologie’ zijn er minder patiëntbezoeken nodig en kunnen ook de testkosten flink teruggedrongen worden, waardoor vruchtbaarheidszorg voor meer mensen toegankelijker wordt. De technologie maakt gebruik van genomica-ontwikkelingen om reproductieve risicofactorscreening te verbeteren, waardoor een efficiëntere selectie van gezonde embryo’s mogelijk wordt en de vruchtbaarheidsbehandelingen nog beter op de individuele patient afgestemd kunnen worden.
“Over 20 tot 40 jaar hebben mensen nog steeds seks, maar als ze baby’s willen maken gaan ze naar een lab”.
Henry T. Greely, Stanford University
In de toekomst kunnen we baby’s ‘kweken’ met huidcellen
Professor Henry T. Greely van Stanford University voorspelt dat we over 20 tot 40 jaar nog steeds seks zullen hebben, maar dat baby’s in een laboratorium worden gekweekt. Het is nogal een vreemd idee dat dit de toekomst van menselijke voortplanting zou kunnen zijn, maar ‘designerbaby’s’ zijn veel dichterbij dan we denken. Bij in vitro gametogenese (IVG) — een nieuw voortplantingsproces dat nog in ontwikkeling is, niet te verwarren met in vitro fertilisatie (IVF) — worden sperma- en eicellen in een laboratorium gekweekt. Hierbij worden volwassen huid- of bloedcellen gebruikt om geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC’s) te reverse-engineeren — dat zijn cellen die genetisch tot een embryonale staat zijn geherprogrammeerd. Dit betekent dat ze in elk type cel kunnen transformeren, zoals spierweefsel en niercellen, of zelfs sperma- en eicellen. Tijdens een IVG-proces worden cellen die via een huidbiopsie verkregen zijn dus in geïnduceerde pluripotente stamcellen geherprogrammeerd en gebruikt om eitjes of sperma te creëren. De rest van het voortplantingsproces lijkt sterk op IVF, in die zin dat embryo’s in vitro worden gecreëerd, waarna levensvatbare embryo’s in de baarmoeder van een patiënt worden geplaatst.
Aangezien de voortplantingsmogelijkheden met IVG vrijwel onbeperkt zijn — omdat iedereen met huidcellen in principe eicellen of sperma kan produceren — zou dit zelfs de noodzaak van eicel- en spermadonoren helemaal kunnen elimineren. Met deze technologie zouden ook postmenopauzale vrouwen levensvatbare eicellen kunnen produceren en same-sex-koppels hun eigen biologische gezin kunnen stichten. Ook biedt deze technologie opties aan mensen die een verhoogd risico hebben om genetische aandoeningen aan hun kinderen door te geven. Bovendien zouden vrouwen waarbij de vruchtbaarheid als gevolg van medische behandelingen als chemotherapie in gevaar komt hier ook gebruik van kunnen maken. Ondanks de vele potentiële voordelen roept IVG echter ook ethische dilemma’s op. De mogelijkheid om met iemands (huid)cellen baby’s te maken zorgt er namelijk voor dat de grenzen van traditionele reproductie steeds verder vervagen. Dit leidt ook tot vraagstukken rondom de betekenis van ouderschap en gezinsstructuren en brengt bovendien de zogenaamde designerbaby’s een stuk dichterbij. Ook met betrekking tot de ethische implicaties rond het gebruik en de verwijdering van overtollige embryo’s bij IVG-processen zijn zorgvuldige afwegingen nodig. Er moeten dus robuuste ethische richtlijnen, regelgevende kaders en een openbare dialoog komen om ervoor te zorgen dat de technologie op verantwoorde wijze wordt toegepast — en uiteraard met inachtneming van individuele rechten en maatschappelijke waarden.
Pod-baby’s: volgroeien foetussen binnenkort buiten het menselijk lichaam?
Hoewel het concept van baby’s in pods lange tijd het onderwerp is geweest van menig sciencefictionscenario, zouden recente wetenschappelijke ontwikkelingen dit binnenkort een reële mogelijkheid kunnen maken — zelfs tijdens ons leven. Neem bijvoorbeeld de Biobag, een innovatieve technologie die is ontworpen om de omgeving van de baarmoeder na te bootsen en de ontwikkeling van te vroeg geboren baby’s te ondersteunen. Het bestaat uit een synthetische, met vloeistof gevulde zak waarin de te vroeg geboren baby wordt geplaatst. De zak staat in verbinding met een machine die zuurstof en voedingsstoffen levert. De Biobag is een alternatief voor traditionele couveuses en biedt een meer natuurlijke en baarmoederachtige omgeving voor de groei en ontwikkeling van de baby. Dit type kunstbaarmoeders biedt verschillende voordelen. Zo zorgen ze dat de risico’s en complicaties die gepaard gaan met vroeggeboorte, zoals ademhalingsproblemen en onderontwikkelde organen, tot een minimum worden beperkt. Ook bieden deze ‘pods’ een zachtere overgang van de baarmoeder naar de buitenwereld, bevorderen ze een betere fysiologische ontwikkeling en kunnen ze de langetermijnresultaten voor te vroeg geboren baby’s verbeteren. Vrouwen met hoge zwangerschapsrisico’s, bijvoorbeeld vanwege aandoeningen als epilepsie, kunnen dankzij deze kunstmatige baarmoeders toch ‘natuurlijk’ of ‘biologisch’ kinderen krijgen. Ook kunnen deze pods onvruchtbare vrouwen of same-sex-koppels de kans bieden om kinderen te krijgen zonder de uitdagingen die vaak gepaard gaan met draagmoederschap.
Kunstmatige baarmoeders als de Biobag bieden zelfs gezonde vrouwen opties om de substantiële risico’s die inherent zijn aan zwangerschap te verminderen. Door het zwangerschapsproces naar buiten het lichaam te verplaatsen, worden eventuele complicaties die tijdens een bevalling en geboorte kunnen optreden ook teruggedrongen. Kunstmatige baarmoeders als de Biobag hebben echter ook belangrijke ethische implicaties. Enkele zorgen zijn onder meer de definitie van levensvatbaarheid en het feit dat de grenzen van de levensvatbaarheid van de foetus hierdoor makkelijker verlegd kunnen worden. Kunstmatige baarmoeders vervagen bovendien de grens tussen prenatale en postnatale zorg en roepen vragen op over de morele en juridische status van de foetus. Daarnaast zijn er zorgen over de langetermijneffecten van zwangerschap in een kunstmatige omgeving en de mogelijke psychologische implicaties voor het kind. Het is van cruciaal belang om de etische gevolgen zorgvuldig af te wegen en ervoor te zorgen dat deze technologie op verantwoorde manier gebruikt wordt. Robuuste richtlijnen, procedures voor informed consent en doorlopend onderzoek zijn nodig om door dit complexe ethische landschap te kunnen navigeren.
“Alleen door zorgvuldige afweging kunnen we streven naar een verantwoorde en rechtvaardige implementatie van deze technologieën. Daarnaast moeten we prioriteit geven aan het welzijn van betrokken individuen en de verschillende perspectieven op de toekomst van menselijke voortplanting respecteren”.
Richard van Hooijdonk, trendwatcher en futurist
Ethische vraagstukken en een laatste overweging
In dit artikel bespraken we de huidige ontwikkelingen en toekomstperspectieven op het gebied van vruchtbaarheid, zwangerschap en geboorte. Daarbij keken we naar de transformerende impact van AI bij IVF-behandelingen en de opmerkelijke nieuwe ontwikkelingen waardoor we baby’s kunnen creëren met huidcellen. We hebben gezien dat de integratie van kunstmatige intelligentie bij het voorspellen van zwangerschapsrisico’s en -uitkomsten een belangrijke rol kan spelen bij het waarborgen van veiligere zwangerschappen en bevallingen. Door deze baanbrekende ontwikkelingen te onderzoeken krijgen we waardevolle inzichten in — en een beter geïnformeerd perspectief op — de toekomst van de menselijke voortplanting. Nieuwe voortplantingstechnologieën bieden onvruchtbare of same-sex-koppels mogelijkheden voor biologische voortplanting, leiden tot minder zwangerschapsrisico’s, verbeteren de neonatale zorg voor te vroeg geboren baby’s en meer.
Naarmate deze technologieën steeds verder en sneller ontwikkelen, wordt de menselijke voortplanting in ethisch opzicht echter ook steeds complexer, vooral omdat technologie steeds meer controle krijgt over biologische processen en de menselijke betrokkenheid daardoor steeds verder afneemt. En naarmate de grenzen van reproductieve technologie verder verschuiven, rijzen er steeds meer kritische vragen over de ethische implicaties, langetermijngevolgen en potentiële risico’s die met deze futuristische ontwikkelingen gepaard gaan. Het is daarom absoluut noodzakelijk om een voortdurende dialoog te bevorderen, robuuste ethische richtlijnen op te stellen en grondig onderzoek te blijven doen om de juiste weg te vinden in deze ingewikkelde samenvloeiing van technologie en menselijke voortplanting. In de woorden van de bekende trendwatcher en futurist Richard van Hooijdonk: “Alleen door zorgvuldige afweging kunnen we streven naar een verantwoorde en rechtvaardige implementatie van deze technologieën. Daarnaast moeten we prioriteit geven aan het welzijn van betrokken individuen en de verschillende perspectieven op de toekomst van menselijke voortplanting respecteren”.
