miševi
© Wakayama et al., iScience, 2023.Mišje blastociste koje su se razvile u mikrogravitaciji
Dok čovječanstvo razmatra izazove koje postavljaju granice izvan našeg planeta i polako napreduje prema zvjezdanim prostranstvima, počinju se pojavljivati nova i važna pitanja vezana uz našu budućnost.

Jedno od ključnih pitanja koje stoji pred nama u kontekstu dugotrajnih svemirskih misija i naseljavanja drugih planeta tiče se ljudske reprodukcije. Postoji li mogućnost održavanja procesa stvaranja novih života u uvjetima smanjene gravitacije i povišene razine radijacije, koje prevladavaju izvan zaštitnih slojeva Zemljine atmosfere?

Sudeći prema rezultatima novog eksperimenta, odgovor bi mogao biti pozitivan.

Prvi put: uzgoj sisavačkih embrija u svemiru

Kako prenosi Science Alert, po prvi puta u povijesti, znanstvenici su uspjeli uzgojiti embrije sisavaca u svemiru, unutar mikrogravitacijskih uvjeta Međunarodne svemirske postaje (ISS), koja kruži Zemljom na visini od otprilike 400 kilometara.

Eksperiment, koji je osmislio i predvodio molekularni biolog Teruhiko Wakayama s Universiteta u Yamanashiju, pokazao je da mišji embriji, barem u početnim fazama, mogu preživjeti u svemirskim uvjetima.

"Postoji mogućnost trudnoće tijekom budućih putovanja na Mars, s obzirom na to da će putovanje trajati više od šest mjeseci", istaknuo je Wakayama u razgovoru za New Scientist. "Provodimo istraživanja kako bismo bili sigurni da ćemo moći sigurno imati djecu kada za to dođe vrijeme."

Sisavački fetus i mikrogravitacija: otvorena pitanja

Znanstvena zajednica već neko vrijeme razmatra pitanje razvoja sisavačkog fetusa u uvjetima mikrogravitacije.

Godine 2009., tim pod vodstvom Wakayame otkrio je da simulirana mikrogravitacija negativno utječe na razvoj embrija - oplođivanje jajašaca u mikrogravitaciji je moguće, ali je uspjeh implantacije oplođenih jaja bio manje uspješan.

Međutim, trudnoća uključuje mnoge različite aspekte, stoga se najnoviji napor tima usmjerio ne na oplodnju ili implantaciju, već na rane faze razvoja embrija. Znanstvenici su oplođivali mišje embrije i razvili ih do faze dviju stanica, zamrznuli ih i poslali na ISS, gdje su ih astronauti odmrznuli i kultivirali u posebno dizajniranom uređaju.

Tijekom četiri dana, astronauti su kultivirali embrije, a na kraju eksperimenta sačuvali su ih u paraformaldehidu kako bi ih poslali natrag na Zemlju na analizu Wakayaminog tima.
dijagram
© Wakayama et al., iScience, 2023.Dijagram koji prikazuje korake eksperimenta
Postojale su različite skupine embrija. Jedna je kultivirana na Zemlji u uvjetima gravitacije kao kontrolna skupina. Druga kontrolna skupina na ISS-u kultivirana je u uvjetima simulirane Zemljine gravitacije, a tu je bila i eksperimentalna skupina u mikrogravitaciji.

Stopa preživljavanja embrija na ISS-u bila je niža nego na Zemlji, ali oni koji su preživjeli razvijali su se normalno, otkrili su znanstvenici.

Iako je stopa preživljavanja bila znatno niža u svemiru, činjenica da su neki embriji preživjeli daje nadu. Postojali su i drugi faktori, osim gravitacije, koji su mogli doprinijeti niskoj stopi preživljavanja u svemiru.

"Embriji uzgojeni u uvjetima mikrogravitacije razvili su se u blastociste s normalnim brojem stanica, unutarnjom staničnom masom, trophectodermom i genetskim ekspresijskim profilima sličnim onima kultiviranim pod kontrolom umjetne-1 g na Međunarodnoj svemirskoj postaji i kontrolom tla-1 g", napisali su istraživači, "što jasno pokazuje da gravitacija nije imala značajan utjecaj na formaciju blastocista i početnu diferencijaciju sisavačkih embrija."

Trudnoća u svemiru: još mnogo toga za istražiti

Iako su ovi rezultati obećavajući, još uvijek je potrebno obaviti mnogo rada kako bi se utvrdilo je li trudnoća u svemiru preporučljiva. Ovo istraživanje nije uzelo u obzir učinke radijacije, koja je u svemiru znatno viša nego na Zemlji.

Razvoj je također bio zaustavljen na fazi blastocista, pa nije poznato bi li daljnji razvoj u maternici doveo do različitih ishoda.
miševi
© Wakayama et al., iScience, 2023.Mišje blastociste koje su uzgojene na Međunarodnoj svemirskoj postaji
Dodatno, eksperimenti s trudnim glodavcima pokazali su da boravak u svemiru tijekom ključnih faza gestacije može ometati, na primjer, razvoj vestibularnog sustava. Potomci glodavaca koji su letjeli u svemiru također su pokazali veći postotak zdravstvenih komplikacija. Studija iz 2005. godine otkrila je da je gravitacijsko opterećenje neophodno za normalan razvoj mišićno-koštanog sustava fetusa.

Sve ovo upućuje na to da je potrebno provesti mnogo više istraživanja kako bi se istražili učinci svemirskih letova na razvoj fetusa sisavaca, zaključuju istraživači.

"Na temelju ovih izvješća i naših rezultata, možda je razmnožavanje sisavaca u svemiru moguće, iako bi moglo biti donekle pogođeno. Nažalost, broj blastocista dobivenih iz eksperimenta na ISS-u nije bio obilan; i nismo bili u mogućnosti potvrditi utjecaj na potomstvo jer nismo proizveli potomstvo iz embrija razvijenih u svemiru", napisali su istraživači.

"Istraživanje reprodukcije sisavaca u svemiru ključno je za ulazak u svemirsku eru, čineći nužnim temeljito istraživanje i razumijevanje utjecaja svemirskog okruženja prije nego Međunarodna svemirska postaja prestane s radom."

Rezultati istraživanja objavljeni su u znanstvenom časopisu iScience.