Für viele Paare mit unerfülltem Kinderwunsch klingt die Diagnose wie ein endgültiges Urteil: keine Spermien nachweisbar. Doch eine neue Technologie aus den USA könnte genau diesen Männern neue Hoffnung geben. Forscher der Columbia University haben ein KI-gestütztes Verfahren entwickelt, das selbst einzelne versteckte Samenzellen aufspüren kann – in Proben, die bislang als „leer“ galten.
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Das System mit dem Namen „Star“ („Sperm Track and Recovery“) hat bereits zur Geburt eines ersten Kindes geführt. Inzwischen wird die Methode regelmäßig eingesetzt. Besonders bemerkenswert: Die Technologie richtet sich an Männer mit sogenannter Azoospermie – also einem vollständigen Fehlen von Spermien im Ejakulat. Etwa jeder zehnte unfruchtbare Mann ist davon betroffen.
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Wie die Technik funktioniert
Die Idee hinter Star entstand während der Corona-Pandemie. Der Reproduktionsmediziner Zev Williams las damals über den Einsatz künstlicher Intelligenz in der Astronomie. Moderne Teleskope erzeugen gewaltige Datenmengen, die Menschen kaum noch vollständig auswerten können. KI-Systeme helfen dort dabei, bislang unbekannte Sterne oder Galaxien zu entdecken.
Williams erkannte Parallelen zur Fruchtbarkeitsmedizin. Auch dort gehe es darum, extrem seltene Strukturen in einer riesigen Menge von Bilddaten zu finden.
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Das Star-System kombiniert deshalb Hochgeschwindigkeitsmikroskopie mit maschinellem Lernen. Die Samenprobe fließt durch winzige Mikrokanäle auf speziellen Chips. Währenddessen nimmt ein Kamerasystem hunderte Bilder pro Sekunde auf. Eine KI analysiert diese Bilder in Echtzeit und sucht nach einzelnen Spermien zwischen Zellresten und anderen Bestandteilen der Flüssigkeit.
Wird eine Samenzelle entdeckt, isoliert ein robotisches System sie innerhalb von Millisekunden. Die Spermien können anschließend direkt für eine künstliche Befruchtung genutzt werden.
Nach Angaben des Forschungsteams erkennt das System selbst eine einzige Samenzelle in einer Probe. In internen Vergleichen fand Star zudem rund 40-mal mehr Spermien als geschulte Laborkräfte bei einer herkömmlichen manuellen Suche.
Warum Azoospermie so schwer zu behandeln ist
Bei gesunden Männern enthält ein Milliliter Samenflüssigkeit normalerweise viele Millionen Spermien. Bei Männern mit Azoospermie dagegen fehlen sie entweder vollständig – oder sie kommen nur in extrem geringer Zahl vor.
Die Ursachen sind unterschiedlich. Manche Männer haben Blockaden in den Samenwegen, andere produzieren aufgrund genetischer Störungen, hormoneller Probleme oder früherer medizinischer Behandlungen kaum noch Samenzellen. Auch Chemotherapien, Bestrahlungen oder bestimmte Medikamente können eine Rolle spielen.
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Mediziner unterscheiden dabei zwischen einer „obstruktiven“ Form, bei der der Transport blockiert ist, und einer „nicht-obstruktiven“ Form, bei der die Spermienproduktion selbst gestört ist.
Das Klinefelter-Syndrom zählt zu den häufigsten genetischen Ursachen. Dennoch bedeutet die Diagnose nicht zwangsläufig, dass gar keine Spermien mehr vorhanden sind. Oft existieren in einzelnen Bereichen des Hodengewebes noch wenige funktionierende Samenzellen, sie sind nur extrem schwer zu finden.
Hoffnung für Millionen Betroffene
Unfruchtbarkeit betrifft weltweit Millionen Menschen. Schätzungen zufolge erlebt etwa jeder sechste Erwachsene im fortpflanzungsfähigen Alter mindestens einmal Probleme beim Kinderwunsch. Männliche Faktoren spielen bei bis zu der Hälfte aller Fälle eine Rolle.
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Zudem deuten Studien darauf hin, dass die Zahl schwerer Fruchtbarkeitsstörungen zunimmt. Eine Untersuchung aus den USA registrierte zwischen 2016 und 2023 einen deutlichen Anstieg von Azoospermie und schwerer Oligozoospermie – also extrem niedrigen Spermienzahlen. Besonders in den Jahren 2021 und 2022 lagen die Werte deutlich höher als zuvor.
Auch internationale Analysen zeigen seit Jahrzehnten sinkende Spermienzahlen weltweit. Forscher sehen Hinweise darauf, dass sich dieser Trend sogar beschleunigt. Als mögliche Ursachen gelten Umweltgifte, Lebensstilfaktoren, hormonaktive Chemikalien, Infektionen oder bislang unbekannte Einflüsse.
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KI verändert die Reproduktionsmedizin
Die Suche nach versteckten Spermien ist nur ein Teil dessen, was künstliche Intelligenz inzwischen in der Reproduktionsmedizin leisten soll. KI-Systeme werden zunehmend eingesetzt, um Hormonbehandlungen individueller anzupassen oder Embryonen mit besseren Entwicklungschancen auszuwählen.
Fachleute mahnen jedoch zur Vorsicht. Viele Verfahren seien noch nicht ausreichend wissenschaftlich geprüft. Größere Langzeitstudien müssten erst zeigen, wie zuverlässig und sicher die Technologien tatsächlich sind. Außerdem stellen sich Fragen zum Datenschutz und zur Verantwortung bei Fehlentscheidungen.
