Con le missioni proposte su Marte e i piani per stabilire avamposti sulla Luna nei prossimi decenni, ci sono diverse domande sugli effetti che il tempo trascorso nello spazio o su altri pianeti potrebbe avere sul corpo umano. Al di là della normale gamma di domande relative agli effetti delle radiazioni e dei livelli inferiori di g sui nostri muscoli, ossa e organi, c'è anche la questione di come il viaggio nello spazio potrebbe influire sulla nostra capacità di riprodursi.
All'inizio di questa settimana - lunedì 22 maggio - un team di ricercatori giapponesi ha annunciato risultati che potrebbero far luce su questa domanda. Utilizzando un campione di sperma di topo liofilizzato, il team è stato in grado di produrre una cucciolata di topi sani. Nell'ambito di uno studio sulla fertilità, lo sperma di topo aveva trascorso nove mesi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (tra il 2013 e il 2014). La vera domanda ora è: si può fare lo stesso per i bambini umani?
Lo studio è stato condotto da uno studente ricercatore presso il Centro di biotecnologia avanzata dell'Università di Yamanashi. Come spiegano lei e i suoi colleghi nel loro studio, che è stato recentemente pubblicato nel Atti della National Academy of Sciences - la tecnologia riproduttiva assistita sarà necessaria se l'umanità intende mai vivere nello spazio a lungo termine.
Come tali, sono necessari prima gli studi che affrontano l'effetto che vivere nello spazio potrebbe avere sulla riproduzione umana. Questi devono affrontare l'impatto che la microgravità (o la bassa gravità) potrebbe avere sulla fertilità, sulle capacità umane di concepire e sullo sviluppo dei bambini. E, cosa ancora più importante, devono affrontare uno dei maggiori pericoli del passare il tempo nello spazio, che è la minaccia rappresentata dalle radiazioni solari e cosmiche.
Per essere onesti, non è necessario andare lontano per sentire gli effetti delle radiazioni spaziali. L'ISS riceve regolarmente più di 100 volte la quantità di radiazione prodotta dalla superficie terrestre, il che può provocare danni genetici se non sono presenti sufficienti garanzie. Su altri corpi solari - come Marte e la Luna, che non hanno una magnetosfera protettiva - la situazione è simile.
E mentre gli effetti delle radiazioni sugli adulti sono stati ampiamente studiati, il potenziale danno che potrebbe essere causato alla nostra prole non lo è. In che modo le radiazioni solari e cosmiche possono influenzare la nostra capacità di riprodursi e in che modo queste radiazioni possono influire sui bambini quando sono ancora nell'utero e una volta nati? Sperando di fare i primi passi per affrontare queste domande, Wakayama e i suoi colleghi hanno selezionato gli spermatozoi di topi.
Hanno scelto specificamente i topi poiché sono una specie di mammifero che si riproduce sessualmente. Come Sayaka Wakayama ha spiegato Space Magazine via e-mail:
“Finora, solo i pesci o le salamandre sono stati esaminati per la riproduzione nello spazio. Tuttavia, le specie di mammiferi sono molto diverse rispetto a quelle specie, come ad esempio essere nate da una madre (viviparity). Per sapere se la riproduzione dei mammiferi è possibile o meno, dobbiamo usare le specie di mammiferi per esperimenti. Tuttavia, specie di mammiferi come topi o ratti sono molto sensibili e difficili da curare dagli astronauti a bordo della ISS, in particolare per uno studio di riproduzione. Pertanto, [non abbiamo condotto questi studi] fino ad ora. Stiamo programmando di fare altri esperimenti come l'effetto della microgravità per lo sviluppo dell'embrione. "
I campioni hanno trascorso nove mesi a bordo della ISS, durante i quali sono stati mantenuti a una temperatura costante di -95 ° C (-139 ° F). Durante il lancio e il recupero, tuttavia, erano a temperatura ambiente. Dopo il recupero, Wakayama e il suo team hanno scoperto che i campioni avevano subito qualche danno lieve.
"Lo sperma conservato nello spazio ha subito danni al DNA anche dopo soli 9 mesi dalle radiazioni spaziali", ha affermato Wakayama. "Tuttavia, quel danno non era forte e poteva essere riparato quando fertilizzato dalla capacità degli ovociti. Pertanto, potremmo ottenere una prole normale e sana. Questo mi suggerisce che dobbiamo esaminare l'effetto quando gli spermatozoi vengono conservati per periodi più lunghi. "
Oltre a essere riparabili, i campioni di spermatozoi erano ancora in grado di fecondare gli embrioni di topo (una volta riportati sulla Terra) e produrre prole di topo, che crescevano fino alla maturità e mostravano normali livelli di fertilità. Hanno anche notato che i tassi di fecondazione e di nascita erano simili a quelli dei gruppi di controllo e che esistevano solo lievi differenze genomiche tra quelli e il topo creati usando lo sperma di prova.
Da tutto ciò, hanno dimostrato che mentre l'esposizione alle radiazioni spaziali può danneggiare il DNA, non è necessario che influisca sulla produzione di prole vitale (almeno entro un periodo di nove mesi). Inoltre, i risultati indicano che gli animali umani e domestici potrebbero essere prodotti da spermatozoi conservati nello spazio, il che potrebbe essere molto utile quando si tratta di colonizzare lo spazio e altri pianeti.
Secondo Wakayama, questa ricerca si basa su pratiche di fecondazione già stabilite sulla Terra e ha dimostrato che queste stesse pratiche potrebbero essere utilizzate nello spazio:
“La nostra materia principale è la riproduzione degli animali domestici. Nella situazione attuale sul terreno, molti animali nascono da spermatozoi preservati. Soprattutto in Giappone, il 100% delle vacche da latte sono nate da sperma conservato per motivi economici e di riproduzione. A volte, lo sperma che è stato immagazzinato per più di 10 anni è stato utilizzato per produrre mucche. Se gli umani vivono nello spazio per molti anni, allora, i nostri risultati hanno mostrato che possiamo mangiare bistecche nello spazio. A tale scopo, abbiamo fatto questo studio. Per gli umani, la nostra scoperta probabilmente aiuterà le coppie sterili. "
Questa ricerca spiana anche la strada per ulteriori test che cercherebbero di misurare gli effetti delle radiazioni spaziali sugli ovuli e sul sistema di riproduzione femminile. Questi test non solo potrebbero dirci molto su come il tempo nello spazio potrebbe influenzare la fertilità femminile, ma potrebbe anche avere serie implicazioni per la sicurezza degli astronauti. Come ha dichiarato Ulrike Luderer, professore di medicina all'Università della California e uno dei coautori del documento in una dichiarazione all'AFP:
"Questi tipi di esposizioni possono causare insufficienza ovarica precoce e carcinoma ovarico, così come altre osteoporosi, malattie cardiovascolari e malattie neurocognitive come l'Alzheimer. Metà degli astronauti nelle nuove classi di astronauti della NASA sono donne. Quindi è davvero importante sapere quali effetti sulla salute cronici potrebbero esserci per le donne esposte a radiazioni nello spazio profondo a lungo termine. "
Tuttavia, un problema persistente con questo tipo di test è in grado di distinguere tra gli effetti della microgravità e delle radiazioni. In passato, sono state condotte ricerche che hanno dimostrato come l'esposizione alla microgravità simulata possa ridurre la capacità di riparazione del DNA e indurre danni al DNA nell'uomo. Altri studi hanno sollevato il problema dell'interazione tra i due e di come siano necessari ulteriori esperimenti per affrontare l'impatto preciso di ciascuno.
In futuro, potrebbe essere possibile distinguere tra i due posizionando campioni di spermatazoa e ovuli in un toro in grado di simulare la gravità terrestre (1 g). Allo stesso modo, i moduli schermati potrebbero essere utilizzati per isolare gli effetti di bassa o persino micro-gravità. Oltre a ciò, ci saranno probabilmente incertezze persistenti fino a quando i bambini non saranno effettivamente nati nello spazio, o in un ambiente lunare o marziano.
E, naturalmente, resta da vedere l'impatto a lungo termine della riduzione della gravità e delle radiazioni sull'evoluzione umana. Con ogni probabilità, ciò non diventerà chiaro per le generazioni future e richiederà studi multi-generazionali su bambini nati lontano dalla Terra per vedere come differiscono tra loro e la loro discendenza.
