Με τις προτεινόμενες αποστολές στον Άρη και τα σχέδια για την εγκατάσταση φυλάκων στη Σελήνη τις επόμενες δεκαετίες, υπάρχουν πολλές ερωτήσεις σχετικά με το ποιες επιπτώσεις θα μπορούσε να έχει ο χρόνος στο διάστημα ή σε άλλους πλανήτες στο ανθρώπινο σώμα. Πέρα από το κανονικό εύρος ερωτήσεων σχετικά με τις επιδράσεις της ακτινοβολίας και του χαμηλότερου g στους μυς, τα οστά και τα όργανα μας, υπάρχει επίσης το ερώτημα για το πώς τα διαστημικά ταξίδια θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ικανότητά μας να αναπαραγάγουμε.
Νωρίτερα αυτήν την εβδομάδα - τη Δευτέρα 22 Μαΐου - μια ομάδα Ιαπώνων ερευνητών ανακοίνωσε ευρήματα που θα μπορούσαν να ρίξουν φως σε αυτό το ζήτημα. Χρησιμοποιώντας ένα δείγμα σπέρματος ποντικού αποξηραμένου με κατάψυξη, η ομάδα μπόρεσε να παράγει απορρίμματα υγιών μωρών ποντικών. Στο πλαίσιο μιας μελέτης γονιμότητας, το σπέρμα ποντικού είχε περάσει εννέα μήνες στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (μεταξύ 2013 και 2014). Το πραγματικό ερώτημα τώρα είναι, μπορεί να γίνει το ίδιο για τα ανθρώπινα μωρά;
Η μελέτη διεξήχθη από έναν φοιτητή ερευνητή στο Κέντρο Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου του Yamanashi. Όπως εξηγούν αυτή και οι συνάδελφοί της στη μελέτη τους - η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών - η υποβοηθούμενη αναπαραγωγική τεχνολογία θα χρειαστεί εάν η ανθρωπότητα σκοπεύει ποτέ να ζήσει στο διάστημα μακροπρόθεσμα.
Ως εκ τούτου, απαιτούνται πρώτα μελέτες που αντιμετωπίζουν την επίδραση που μπορεί να έχει η διαβίωση στο διάστημα στην ανθρώπινη αναπαραγωγή. Αυτά πρέπει να αντιμετωπίσουν τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει η μικροβαρύτητα (ή η χαμηλή βαρύτητα) στη γονιμότητα, στις ανθρώπινες ικανότητες σύλληψης και στην ανάπτυξη των παιδιών. Και το πιο σημαντικό, πρέπει να αντιμετωπίσουν έναν από τους μεγαλύτερους κινδύνους να ξοδεύουν χρόνο στο διάστημα - που είναι η απειλή που δημιουργεί η ηλιακή και κοσμική ακτινοβολία.
Για να είμαστε δίκαιοι, δεν χρειάζεται να πάμε μακριά για να νιώσουμε τα αποτελέσματα της διαστημικής ακτινοβολίας. Το ISS λαμβάνει τακτικά περισσότερες από 100 φορές την ποσότητα της ακτινοβολίας που κάνει η επιφάνεια της Γης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε γενετική βλάβη εάν δεν υπάρχουν επαρκείς διασφαλίσεις. Σε άλλα ηλιακά σώματα - όπως ο Άρης και η Σελήνη, που δεν έχουν προστατευτική μαγνητόσφαιρα - η κατάσταση είναι παρόμοια.
Και ενώ η επίδραση της ακτινοβολίας στους ενήλικες έχει μελετηθεί εκτενώς, η πιθανή ζημιά που θα μπορούσε να προκληθεί στους απογόνους μας δεν έχει μελετηθεί. Πώς μπορεί η ηλιακή και η κοσμική ακτινοβολία να επηρεάσει την ικανότητά μας να αναπαραγάγουμε και πώς αυτή η ακτινοβολία μπορεί να επηρεάσει τα παιδιά όταν βρίσκονται ακόμα στη μήτρα και μόλις γεννηθούν; Ελπίζοντας να κάνει τα πρώτα βήματα για την αντιμετώπιση αυτών των ερωτήσεων, η Wakayama και οι συνεργάτες της επέλεξαν τα σπερματοζωάρια ποντικών.
Επέλεξαν συγκεκριμένα ποντίκια επειδή είναι είδη θηλαστικών που αναπαράγεται σεξουαλικά. Όπως εξήγησε η Sayaka Wakayama το Space Magazine μέσω email:
«Μέχρι στιγμής, μόνο ψάρια ή σαλαμάνδρες εξετάστηκαν για αναπαραγωγή στο διάστημα. Ωστόσο, τα είδη θηλαστικών είναι πολύ διαφορετικά σε σύγκριση με αυτά τα είδη, όπως το να γεννιούνται από μια μητέρα (ζωτικότητα). Για να γνωρίζουμε εάν η αναπαραγωγή θηλαστικών είναι δυνατή ή όχι, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε είδη θηλαστικών για πειράματα. Ωστόσο, είδη θηλαστικών όπως ποντίκια ή αρουραίοι είναι πολύ ευαίσθητα και είναι δύσκολο να τα φροντίσουν οι αστροναύτες στο ISS, ειδικά για μια μελέτη αναπαραγωγής. Επομένως, [δεν έχουμε πραγματοποιήσει αυτές τις μελέτες] μέχρι τώρα. Σχεδιάζουμε να κάνουμε περισσότερα πειράματα, όπως το αποτέλεσμα της μικροβαρύτητας στην ανάπτυξη εμβρύων. "
Τα δείγματα πέρασαν εννέα μήνες στο ISS, κατά τη διάρκεια του οποίου διατηρήθηκαν σε σταθερή θερμοκρασία -95 ° C (-139 ° F). Κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης και της ανάκτησης, ωστόσο, ήταν σε θερμοκρασία δωματίου. Μετά την ανάκτηση, η Wakayama και η ομάδα της διαπίστωσαν ότι τα δείγματα είχαν υποστεί κάποια μικρή ζημιά.
«Το σπέρμα που διατηρήθηκε στο διάστημα είχε βλάβη στο DNA ακόμα και μετά από μόλις 9 μήνες από τη διαστημική ακτινοβολία», δήλωσε ο Wakayama. «Ωστόσο, αυτή η ζημιά δεν ήταν ισχυρή και θα μπορούσε να αποκατασταθεί όταν γονιμοποιηθεί με ικανότητα ωοκυττάρων. Επομένως, θα μπορούσαμε να αποκτήσουμε φυσιολογικούς, υγιείς απογόνους Αυτό μου δείχνει ότι πρέπει να εξετάσουμε την επίδραση όταν το σπέρμα διατηρείται για μεγαλύτερες περιόδους. "
Εκτός από το ότι μπορούν να αποκατασταθούν, τα δείγματα σπέρματος ήταν ακόμη σε θέση να γονιμοποιήσουν έμβρυα ποντικού (μόλις τα έφεραν πίσω στη Γη) και να παράγουν απογόνους ποντικού, όλα αυτά ωρίμασαν και έδειξαν φυσιολογικά επίπεδα γονιμότητας. Σημείωσαν επίσης ότι τα ποσοστά γονιμοποίησης και γεννήσεων ήταν παρόμοια με αυτά των ομάδων ελέγχου και ότι υπήρχαν μόνο μικρές γονιδιωματικές διαφορές μεταξύ αυτών και του ποντικού που δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας το δοκιμαστικό σπέρμα.
Από όλα αυτά, έδειξαν ότι ενώ η έκθεση σε διαστημική ακτινοβολία μπορεί να βλάψει το DNA, δεν χρειάζεται να επηρεάσει την παραγωγή βιώσιμων απογόνων (τουλάχιστον εντός περιόδου εννέα μηνών). Επιπλέον, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ανθρώπινα και κατοικίδια ζώα θα μπορούσαν να παραχθούν από σπερματοζωάρια που διατηρούνται στο διάστημα, τα οποία θα μπορούσαν να είναι εξαιρετικά χρήσιμα όταν πρόκειται για τον αποικισμό του διαστήματος και άλλων πλανητών.
Όπως το έθεσε ο Wakayama, αυτή η έρευνα βασίζεται σε πρακτικές γονιμοποίησης που έχουν ήδη καθιερωθεί στη Γη και απέδειξε ότι αυτές οι ίδιες πρακτικές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο διάστημα:
«Το κύριο θέμα μας είναι η αναπαραγωγή κατοικίδιων ζώων. Στην τρέχουσα κατάσταση στο έδαφος, πολλά ζώα γεννιούνται από κονσέρβες σπερματοζωαρίων. Ειδικά στην Ιαπωνία, το 100% των αγελάδων γάλακτος γεννήθηκαν από διατηρημένο σπέρμα για οικονομικούς και αναπαραγωγικούς λόγους. Μερικές φορές, το σπέρμα που είχε αποθηκευτεί για περισσότερα από 10 χρόνια χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή αγελάδων. Εάν οι άνθρωποι ζουν στο διάστημα για πολλά χρόνια, τότε, τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι μπορούμε να φάμε μπριζόλα στο χώρο. Για το σκοπό αυτό, κάναμε αυτήν τη μελέτη. Για τους ανθρώπους, το εύρημα μας θα βοηθήσει πιθανώς στείρα ζευγάρια. "
Αυτή η έρευνα ανοίγει επίσης το δρόμο για πρόσθετες δοκιμές που θα επιδιώκουν να μετρήσουν τις επιπτώσεις της διαστημικής ακτινοβολίας στα ωάρια και στο γυναικείο σύστημα αναπαραγωγής. Όχι μόνο αυτά τα τεστ μπορούν να μας πουν πολλά για το πώς ο χρόνος στο διάστημα θα μπορούσε να επηρεάσει τη γονιμότητα των γυναικών, αλλά θα μπορούσε επίσης να έχει σοβαρές επιπτώσεις στην ασφάλεια των αστροναυτών. Όπως είπε ο Ulrike Luderer, καθηγητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και ένας από τους συν-συγγραφείς της εφημερίδας σε δήλωση προς το AFP:
«Αυτοί οι τύποι εκθέσεων μπορούν να προκαλέσουν πρόωρη αποτυχία των ωοθηκών και καρκίνο των ωοθηκών, καθώς και άλλες οστεοπόρωση, καρδιαγγειακές παθήσεις και νευρογνωστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ. Οι μισοί αστροναύτες στις νέες τάξεις αστροναυτών της NASA είναι γυναίκες. Επομένως, είναι πραγματικά σημαντικό να γνωρίζουμε ποιες χρόνιες επιπτώσεις στην υγεία θα μπορούσαν να υπάρχουν για τις γυναίκες που εκτίθενται σε μακροχρόνια ακτινοβολία βαθιού διαστήματος.
Ωστόσο, ένα παρατεταμένο ζήτημα με τέτοιου είδους δοκιμές είναι σε θέση να κάνει διάκριση μεταξύ των επιπτώσεων της μικροβαρύνης και της ακτινοβολίας. Στο παρελθόν, πραγματοποιήθηκε έρευνα που έδειξε πώς η έκθεση σε προσομοιωμένη μικροβαρύτητα μπορεί να μειώσει την ικανότητα επισκευής του DNA και να προκαλέσει βλάβη στο DNA στους ανθρώπους. Άλλες μελέτες έθεσαν το ζήτημα της αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο και πώς χρειάζονται περαιτέρω πειράματα για να αντιμετωπιστεί η ακριβής επίδραση του καθενός.
Στο μέλλον, ενδέχεται να είναι δυνατή η διάκριση μεταξύ των δύο τοποθετώντας δείγματα σπερματοζωαρίων και ωαρίων σε ένα στροφίο που είναι ικανό να προσομοιώσει τη γήινη βαρύτητα (1 σολ). Παρομοίως, θωρακισμένα δομοστοιχεία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την απομόνωση των αποτελεσμάτων χαμηλού ή ακόμη και μικρο-βαρύτητας. Πέρα από αυτό, πιθανότατα θα υπάρξουν παρατεταμένες αβεβαιότητες έως ότου τα μωρά γεννηθούν πραγματικά στο διάστημα ή σε ένα σεληνιακό ή Αρειανό περιβάλλον.
Και φυσικά, απομένει να δούμε τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της μειωμένης βαρύτητας και της ακτινοβολίας στην ανθρώπινη εξέλιξη. Κατά πάσα πιθανότητα, αυτό δεν θα γίνει ξεκάθαρο για τις επόμενες γενιές και θα απαιτήσει πολυεθνικές μελέτες για παιδιά που γεννήθηκαν μακριά από τη Γη για να δουν πώς διαφέρουν και αυτοί και οι απόγονοί τους.
