Localización subcelular integrada de sondas de fluorescencia funcional y análisis funcional en espermatozoides...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Biología de la reproducción
• Biología computacional

Sus antecedentes:

• El análisis convencional del semen carece de detalles a nivel molecular para la evaluación de la infertilidad masculina.
• El análisis de esperma asistido por computadora actual lucha con la cuantificación de la fluorescencia de células vivas.
• Hay una necesidad de métodos avanzados para evaluar la competencia funcional de los espermatozoides a nivel molecular.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una plataforma de imagen computacional integrada para el análisis preciso del esperma a nivel molecular.
• Para permitir la cuantificación simultánea del pH intracelular (pHi) y del ADN mitocondrial G-cuadruplexos (mtDNA G4s) en el esperma.
• Para correlacionar las firmas moleculares con los resultados funcionales del esperma para mejorar el diagnóstico.

Principales métodos:

• Utilizó una arquitectura You Only Look Once versión 8 (YOLOv8) afinada en el conjunto de datos EVISEN.
• Segmentación de imágenes mediante microscopía de fluorescencia de doble sonda para el análisis de células vivas.
• Desarrolló algoritmos automatizados para localizar focos fluorescentes y discriminar regiones de esperma.

Principales resultados:

• Se cuantificaron con éxito el pH intracelular simultáneo (pHi) y los cuádruplexos G del ADNmt (G4 del ADNmt).
• Localización automática y discriminación de las señales fluorescentes en la cabeza del esperma y la pieza principal.
• Se revelaron correlaciones significativas entre las relaciones de intensidad de fluorescencia y la competencia funcional del esperma.

Conclusiones:

• El análisis multimodal de esperma mejorado con IA ofrece un enfoque novedoso para el fenotipo molecular.
• La plataforma integrada proporciona una herramienta transformadora para el diagnóstico de la infertilidad masculina con información mecánica.
• Esta tecnología avanza en la evaluación precisa de la competencia funcional del esperma más allá de los parámetros convencionales.