Cu misiunile propuse pe Marte și planurile de a stabili avanposturi pe Lună în următoarele decenii, există mai multe întrebări despre efectele pe care timpul petrecut în spațiu sau pe alte planete le-ar putea avea asupra corpului uman. Dincolo de gama normală de întrebări cu privire la efectele radiațiilor și ale nivelului scăzut asupra mușchilor, oaselor și organelor noastre, există și întrebarea modului în care călătoria în spațiu ar putea avea impact asupra capacității noastre de reproducere.
La începutul acestei săptămâni - luni, 22 mai - o echipă de cercetători japonezi a anunțat descoperiri care ar putea arunca lumină asupra acestei întrebări. Folosind un esantion de spermatozoizi de mouse-ul uscat prin congelare, echipa a fost capabila sa produca o gunoaie de soareci sanatosi pentru bebelusi. În cadrul unui studiu de fertilitate, sperma de șoarece a petrecut nouă luni la bordul Stației Spațiale Internaționale (între 2013 și 2014). Adevărata întrebare este acum: se poate face același lucru și pentru bebelușii umani?
Studiul a fost condus de un student cercetător la Centrul de Biotehnologie Avansată al Universității din Yamanashi. După cum explică ea și colegii săi în studiul lor - care a fost publicat recent în documentul Procesul Academiei Naționale de Științe - tehnologia de reproducere asistată va fi necesară dacă umanitatea intenționează să trăiască vreodată în spațiu pe termen lung.
Ca atare, sunt necesare mai întâi studii care vizează efectul pe care trăirea în spațiu l-ar putea avea asupra reproducerii umane. Acestea trebuie să abordeze impactul pe care microgravitatea (sau gravitația scăzută) îl poate avea asupra fertilității, abilităților umane de a concepe și dezvoltarea copiilor. Și, mai important, trebuie să facă față cu unul dintre cele mai mari pericole de a petrece timpul în spațiu - care este amenințarea pe care o reprezintă radiațiile solare și cosmice.
Pentru a fi corect, nu trebuie să mergeți departe pentru a simți efectele radiațiilor spațiale. ISS primește în mod regulat de peste 100 de ori cantitatea de radiații pe care suprafața Pământului o face, ceea ce poate duce la deteriorarea genetică dacă nu există suficiente garanții. Pe alte corpuri solare - cum ar fi Marte și Luna, care nu au o magnetosferă protectoare - situația este similară.
Și în timp ce efectele radiațiilor asupra adulților au fost studiate pe scară largă, daunele potențiale care ar putea fi cauzate urmașilor noștri nu au făcut-o. Cum ar putea afecta radiația solară și cea cosmică capacitatea noastră de a ne reproduce și cum ar putea afecta această radiație a copiilor atunci când sunt încă în pântec și odată născuți? În speranța de a face primii pași în abordarea acestor întrebări, Wakayama și colegii ei au selectat spermatozoizii șoarecilor.
Au ales în mod special șoarecii, deoarece sunt o specie de mamifere care se reproduce sexual. După cum a explicat Sayaka Wakayama Space Magazine prin e-mail:
„Până în prezent, numai peștele sau salamandrele au fost examinate pentru reproducerea în spațiu. Cu toate acestea, speciile de mamifere sunt foarte diferite în comparație cu acele specii, precum nașterea dintr-o mamă (viviparitate). Pentru a ști dacă reproducerea mamiferelor este posibilă sau nu, trebuie să folosim specii de mamifere pentru experimente. Cu toate acestea, speciile de mamifere precum șoarecii sau șobolanii sunt foarte sensibile și dificil de îngrijit de astronauți la bordul ISS, în special pentru un studiu de reproducere. Prin urmare, nu [am efectuat aceste studii] până acum. Avem de gând să facem mai multe experimente, cum ar fi efectul microgravității pentru dezvoltarea embrionului. ”
Probele au petrecut nouă luni la bordul ISS, timp în care au fost menținute la o temperatură constantă de -95 ° C (-139 ° F). În timpul lansării și recuperării, acestea au fost la temperatura camerei. După regăsire, Wakayama și echipa ei au constatat că probele au suferit unele daune minore.
„Sperma păstrată în spațiu a avut daune ADN-ului chiar și după numai 9 luni de radiațiile spațiale”, a spus Wakayama. „Cu toate acestea, acele daune nu au fost puternice și pot fi reparate atunci când sunt fertilizate prin capacitatea ovocitelor. Prin urmare, am putea obține urmași normali și sănătoși. Acest lucru îmi sugerează că trebuie să examinăm efectul atunci când spermatozoizii sunt conservați pentru perioade mai lungi. ”
Pe lângă faptul că au putut fi reparați, probele de spermă au fost în continuare capabile să fertilizeze embrioni de șoarece (odată ce au fost readuse pe Pământ) și să producă urmași de șoarece, care au crescut până la maturitate și au prezentat niveluri normale de fertilitate. Ei au remarcat, de asemenea, că ratele de fecundare și natalitate au fost similare cu cele ale grupurilor de control și că au existat doar diferențe genomice minore între aceștia și șoarecele creat folosind sperma de testare.
Din toate acestea, ei au demonstrat că, deși expunerea la radiații spațiale poate dăuna ADN-ului, nu trebuie să afecteze producția de progenituri viabile (cel puțin într-o perioadă de nouă luni). Mai mult, rezultatele indică faptul că animalele umane și domestice ar putea fi produse din spermatozoizi conservați în spațiu, care ar putea fi utile atunci când vine vorba de colonizarea spațiului și a altor planete.
După cum a spus Wakayama, această cercetare se bazează pe practicile de fertilizare deja stabilite pe Pământ și au demonstrat că aceste aceleași practici ar putea fi utilizate în spațiu:
„Obiectul nostru principal este reproducerea animalelor domestice. În situația actuală pe teren, multe animale se nasc din conserva spermatozoare. În special în Japonia, 100% din vaci de lapte s-au născut din spermă conservată din motive economice și de reproducere. Uneori, sperma care a fost păstrată mai mult de 10 ani a fost folosită pentru a produce vaci. Dacă oamenii trăiesc mulți ani în spațiu, rezultatele noastre au arătat că putem mânca carne de vită în spațiu. În acest scop, am făcut acest studiu. Pentru oameni, descoperirea noastră va ajuta probabil cuplurile infertile. "
Această cercetare deschide, de asemenea, calea pentru teste suplimentare care ar căuta să măsoare efectele radiațiilor spațiale asupra ovulelor și asupra sistemului de reproducere feminin. Nu numai că aceste teste ne pot spune foarte multe despre modul în care timpul în spațiu ar putea afecta fertilitatea femeilor, ci ar putea avea și implicații grave asupra siguranței astronautului. După cum a declarat Ulrike Luderer, profesor de medicină la Universitatea din California și unul dintre coautorii de pe hârtie, într-o declarație către AFP:
„Aceste tipuri de expuneri pot provoca insuficiență ovariană precoce și cancer ovarian, precum și alte osteoporoză, boli cardiovasculare și boli neurocognitive precum Alzheimer. Jumătate din astronauții din noile clase de astronauți ai NASA sunt femei. Așadar, este foarte important să știm care sunt efectele cronice asupra sănătății pentru femeile expuse radiațiilor spațiale profunde pe termen lung. ”
Cu toate acestea, o problemă persistentă cu aceste tipuri de teste este în măsură să diferențieze efectele microgravității și radiațiilor. În trecut, s-au efectuat cercetări care au arătat cum expunerea la microgravitate simulată poate reduce capacitatea de reparare a ADN-ului și poate induce leziuni ale ADN-ului la om. Alte studii au pus problema interacțiunii dintre cei doi și modul în care sunt necesare experimente suplimentare pentru a aborda impactul precis al fiecăruia.
În viitor, poate fi posibilă diferențierea între cele două, prin plasarea de mostre de spermatazoa și ovule într-un torus care este capabil să simuleze gravitația Pământului (1 g). În mod similar, modulele protejate ar putea fi utilizate pentru a izola efectele de mic sau gravitate. Dincolo de asta, probabil vor exista incertitudini persistente până când bebelușii se nasc de fapt în spațiu sau într-un mediu lunar sau marțian.
Și, desigur, rămâne de văzut impactul pe termen lung al gravitației reduse și al radiațiilor asupra evoluției umane. După toate probabilitățile, asta nu va deveni clar pentru generațiile următoare și va avea nevoie de studii multi-generaționale ale copiilor născuți departe de Pământ pentru a vedea cum diferă ei și descendenții lor.
