Viitorul omenirii: Sperma de șoarece în spațiu, o descoperire uluitoare a cercetătorilor?

Profesorul Teruhiko Wakayama de la Centrul de biotehnologie avansată al Universității Yamanashi se află în avangarda unui proiect ambițios, cu implicații potențial salvatoare pentru omenire. Anul viitor, specimene de rozătoare, trimise anterior în spațiul cosmic, se vor întoarce pe Pământ.

Aceste specimenele vor fi supuse unor analize amănunțite de către Wakayama și echipa sa, pentru a determina efectele mediului spațial asupra reproducerii și dezvoltării acestora, și mai important, pentru a evalua posibilitatea de a genera urmași sănătoși din aceste linii genetice expuse la condițiile extreme din spațiu. Acest studiu reprezintă o etapă crucială într-un proiect mult mai amplu.

În laboratorul său din Japonia, Wakayama lucrează intens la dezvoltarea unui dispozitiv inovator care va permite, în anii următori, efectuarea fertilizării in vitro (FIV) a rozătoarelor chiar la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS). Ambiția lui Wakayama depășește cu mult simpla cercetare științifică.

Visul său, așa cum el însuși declară, este acela de a "stabili un sistem de păstrare în siguranță și permanentă a resurselor genetice ale Pământului undeva în spațiu - fie pe Lună, fie în altă parte - astfel încât viața să poată fi reînviată chiar dacă Pământul se confruntă cu o distrugere catastrofală”. Acest obiectiv, ce pare desprins dintr-un scenariu science-fiction, este susținut de o carieră marcată de realizări remarcabile în domeniul reproducerii.

În 1997, Wakayama, împreună cu un alt profesor universitar, a reușit o premieră mondială: clonarea primului șoarece din celule adulte, folosind o metodă inovatoare. Cercetările sale au continuat să împingă limitele științei reproductive, inclusiv printr-un studiu unic privind dezvoltarea embrionilor de șoarece în spațiu – un experiment realizat anterior doar pe amfibieni și pești.

Wakayama și echipa sa au fost, de asemenea, pionieri în dezvoltarea unei metode de liofilizare care a permis trimiterea și stocarea spermei de șoarece pe ISS timp de până la șase ani, într-un congelator special conceput. După rehidratare la întoarcerea pe Pământ, s-a demonstrat cu succes posibilitatea de a obține pui de șoareci sănătoși din aceste celule reproductive crioprezervate.

Prin urmare, studiul actual reprezintă un pas logic și curajos în continuarea cercetărilor sale, cu implicații profunde pentru viitorul omenirii, depășind granițele explorării spațiale și având perspective revoluționare în domeniul conservării genetice. .

De-a lungul ultimelor decenii, cercetarea impactului mediului spațial asupra organismelor terestre a reprezentat o prioritate majoră pentru oamenii de știință. Interesul se concentrează în special asupra efectelor microgravitației și radiațiilor cosmice asupra proceselor biologice fundamentale, inclusiv reproducerea.

Diverse experimente au fost concepute și implementate pentru a investiga aceste aspecte, utilizând o gamă variată de specii. Un exemplu emblematic îl constituie experimentul "Chix in Space" din 1989, sponsorizat de KFC, în cadrul căruia 32 de ouă de găină fertilizate au fost trimise pe orbită pentru a monitoriza dezvoltarea embrionară în absența gravitației. Succesul acestei inițiative a deschis calea pentru experimente mai complexe.

În 1992, mormolocii au devenit primele vertebrate care și-au petrecut primele zile de viață în spațiu, pe nava spațială Endeavour, oferind date valoroase despre adaptarea la condițiile extreme ale mediului extraterestru. Observațiile au evidențiat dificultățile întâmpinate de mormoloci în înot și în găsirea bulelor de aer necesare respirației. Un alt experiment remarcabil a fost cel din 2007, când gândacul Nadezhda ("Speranță" în rusă) a dat naștere la 33 de pui concepuți în spațiu.

Deși majoritatea puilor au prezentat un aspect normal, exoscheletele lor au avut o pigmentare anormală, mai închisă la culoare. Aceste studii, deși realizate pe nevertebrate, au oferit informații prețioase. Virginia Wotring, profesor la Universitatea Spațială Internațională din Strasbourg, subliniază importanța acestor experimente: „Am văzut că majoritatea fazelor specifice ale ciclului de reproducere pot avea loc în spațiu, cel puțin la una sau două specii, nu întotdeauna cu deplin succes”.

Wotring adaugă că peștii Medaka și melcii au finalizat întregul ciclu de reproducere în spațiu, sugerând o adaptabilitate remarcabilă. "Trecerea la mamifere este următorul pas firesc, pentru a vedea ce părți din acesta vor funcționa”, afirmă ea, evidențiind necesitatea extinderii cercetării la specii mai complexe. Un pas important în această direcție îl reprezintă cercetările lui Wakayama, care se concentrează pe stocarea spermei de șoarece liofilizate la bordul ISS.

Această spermă va fi adusă pe Pământ în 2025 pentru studiu. "Scopul nostru este de a păstra [celulele reproductive] la temperatura camerei pentru totdeauna”, explică Wakayama. Viitorul explorării spațiale implică o prezență umană mai extinsă și de lungă durată în afara Terrei.

Programul Artemis al NASA vizează readucerea astronauților pe Lună până la sfârșitul anului 2026, cu scopul de a stabili o prezență umană permanentă. Ambițiile merg însă mai departe, cu posibilitatea, conform lui Elon Musk, a unei misiuni cu echipaj pe Marte în următorii patru ani. Cu toate acestea, călătoriile spațiale prezintă riscuri semnificative pentru sănătatea umană.

Radiațiile cosmice pot provoca mutații genetice, crescând riscul de cancer și alte afecțiuni. Microgravitația poate duce la probleme de vedere, slăbirea sistemului imunitar și pierderi musculare și osoase.

Aceste preocupări de sănătate sunt considerate, de către Wotring, prioritare față de studiile de reproducere: „Există alte informații de care avem nevoie chiar acum pentru a avea grijă de astronauții pe care îi trimitem acum în spațiu”, subliniază ea. „Acestea trebuie să aibă prioritate”. Wakayama, însă, consideră că cercetarea sa este crucială pe termen lung.

Degradarea ADN-ului din spermă și ovule ar putea transmite anomalii genetice generațiilor următoare, iar absența gravitației ar putea afecta dezvoltarea embrionară: „Formarea sistemului nervos și dezvoltarea membrelor... nu știm dacă acestea se vor întâmpla corect în microgravitație, unde nu există nici sus, nici jos”, explică el.

Cercetarea sa ar putea avea implicații extinse, inclusiv în transportarea animalelor pe alte planete, pentru companie sau hrană. Wakayama își concentrează eforturile pe studiul șoarecilor, proiectul său fiind acceptat de agenția spațială japoneză. Dispozitivul necesar pentru fertilizarea in vitro (FIV) este încă în curs de dezvoltare, dar Wakayama speră să fie gata pentru lansare către ISS în doi ani.

El subliniază importanța cercetării sale pentru viitorul colonizării spațiului: „În filmele SF, oamenii trăiesc pe alte planete și se nasc copii, dar noi nici măcar nu știm încă dacă acest lucru este posibil”. Wakayama speră că experimentele sale vor clarifica dacă reproducerea și dezvoltarea normală sunt posibile în mediul aspru al spațiului.

„Dacă putem confirma acest lucru, va aduce liniște”, spune el. „Iar dacă nu funcționează, trebuie să înțelegem cum să abordăm această provocare”. .

Visul omenirii de a deveni o specie multiplanetară rămâne încă departe de a fi o realitate, însă progresele recente în explorarea spațială sugerează o apropiere treptată. Programul Artemis al NASA, cu lansarea planificată pentru sfârșitul anului 2026, marchează o etapă crucială, readucând astronauții pe Lună după o pauză de peste cinci decenii, cu ambițiosul obiectiv de a stabili o prezență umană permanentă pe satelitul natural al Pământului.

Chiar mai îndrăzneț, previziunile lui Elon Musk, fondatorul SpaceX, anticipează o posibilă misiune cu echipaj uman pe Marte în următorii patru ani, o perspectivă care deschide noi orizonturi, dar și noi provocări majore. Înainte de a ne imagina colonii umane pe Marte sau pe alte planete, există obstacole de netrecut legate de efectele devastatoare ale călătoriilor spațiale asupra corpului uman. Expunerea la radiațiile cosmice prezintă un risc semnificativ, crescând probabilitatea mutațiilor ADN, cu consecințe grave precum cancerul și alte afecțiuni severe.

De asemenea, microgravitația induce o serie de probleme: deteriorarea vederii, slăbirea sistemului imunitar, atrofierea musculară și osoasă, complicații care necesită o atenție imediată și soluții eficiente. Aceste aspecte medicale urgente eclipsează, cel puțin deocamdată, preocupările legate de reproducere în spațiu, așa cum subliniază Wotring: „Există alte informații de care avem nevoie chiar acum pentru a avea grijă de astronauții pe care îi trimitem acum în spațiu. Acestea trebuie să aibă prioritate.” Cu toate acestea, cercetările lui Wakayama asupra reproducerii asistate în spațiu (FIV) se dovedesc cruciale pentru viitorul explorării spațiale pe termen lung.

Deteriorarea ADN-ului din spermă și ovule, cauzată de radiații, ar putea transmite anomalii genetice generațiilor următoare. Mai mult, microgravitația ar putea afecta grav dezvoltarea embrionară, întrucât formarea sistemului nervos și dezvoltarea membrelor depind de existența gravitației, așa cum explică Wakayama: „Formarea sistemului nervos și dezvoltarea membrelor..

nu știm dacă acestea se vor întâmpla corect în microgravitație, unde nu există nici sus, nici jos.” Importanța muncii lui Wakayama se extinde dincolo de studiul reproducerii umane în spațiu. Cercetările sale ar putea fi adaptate pentru a investiga impactul microgravitației asupra altor specii, deschizând calea transportului unor animale – de la câini de companie la vite pentru hrană – pe alte planete.

Wakayama își concentrează eforturile pe studiul șoarecilor, proiectul său FIV fiind aprobat de agenția spațială japoneză. Dezvoltarea dispozitivului necesar pentru realizarea FIV în spațiu este încă în curs, cu lansarea planificată către ISS în următorii doi ani. Reflectarea asupra provocărilor legate de reproducerea în spațiu ne aduce cu picioarele pe pământ, departe de scenariile optimiste din filmele SF, după cum remarcă Wakayama: „În filmele SF, oamenii trăiesc pe alte planete și se nasc copii, dar noi nici măcar nu știm încă dacă acest lucru este posibil.” El speră că experimentele sale vor contribui la elucidarea acestei întrebări fundamentale, oferind răspunsuri decisive privind capacitatea omenirii de a se reproduce și dezvolta în mediul aspru al spațiului cosmic.

Rezultatele cercetărilor sale vor aduce fie liniște, fie conștientizarea necesității de a aborda noi provocări, după cum afirmă Wakayama: „Dacă putem confirma acest lucru, va aduce liniște. Iar dacă nu funcționează, trebuie să înțelegem cum să abordăm această provocare.” .