Quando uma missão de abastecimento da SpaceX visitou recentemente a Estação Espacial Internacional, são 5, 800 libras (2, 631 kg) de carga, incluindo equipamentos para estudar tempestades do ponto de vista espacial e cultivar vegetais em órbita - o tipo de material que você esperaria que os astronautas precisassem para suas pesquisas. Mas junto com esses itens havia algo mais incomum - recipientes com amostras de esperma congelado de 12 doadores humanos anônimos, obtido de um banco de esperma da Califórnia, junto com seis amostras de esperma de touros reprodutores.

Essas amostras serão usadas em um experimento planejado, Micro-11. Os astronautas irão descongelar o esperma e adicionar substâncias químicas que ativam a ativação do movimento e a preparação para a fusão com um óvulo. Então, eles vão colocar o esperma sob um microscópio, para que eles possam gravar vídeos do esperma nadando. Além disso, eles farão testes químicos. Enquanto isso, de volta à Terra, outros pesquisadores realizarão os mesmos testes em amostras idênticas de esperma para comparação.

Capacitação é a chave

O experimento é projetado para estudar a motilidade dos espermatozoides - isto é, a capacidade de se mover e nadar - em condições de microgravidade, e o quão bem sucedidos eles são em desencadear as mudanças fisiológicas conhecidas como capacitação, que lhes permite penetrar e fertilizar os ovos, de acordo com este artigo do site da NASA. Essa informação pode ajudar a responder à questão de se os humanos seriam capazes de se reproduzir se se instalassem em futuras colônias na Lua ou em Marte, ou se eles se aventuram em viagens ainda mais longas no cosmos.

"Se você não tem espermatozóides saudáveis, você tem um risco real de sobrevivência multigeracional no espaço, "explica Joe Tash, professor emérito do Departamento de Fisiologia Molecular e Integrativa da University of Kansas Medical Center. Tash foi o cientista líder no desenvolvimento do experimento, e continua envolvido como consultor.

A NASA tem conduzido pesquisas sobre biologia espacial reprodutiva e de desenvolvimento desde a década de 1990, de acordo com um e-mail de pesquisadores do Ames Research Center da NASA no Vale do Silício da Califórnia, que estão envolvidos na pesquisa Micro-11. Em um estudo publicado em 14 de março, Edição de 1995 da Proceedings of the National Academy of Sciences, por exemplo, rãs fêmeas a bordo de um ônibus espacial foram induzidas a ovular para que seus ovos pudessem ser fertilizados. O estudo demonstrou que a rotação do zigoto induzida pela gravidade, a célula formada pela fusão de um espermatozóide e óvulo, não era necessário desenvolver um girino de natação livre com um corpo normal.

Micro-11 marca a primeira vez que o esperma humano - isto é, além daqueles dentro dos corpos dos astronautas masculinos - foram lançados no espaço, embora tenha havido esforços de pesquisa anteriores envolvendo esperma de animais. Na década de 1980, Pesquisadores alemães lançaram sêmen de touro no espaço em um foguete suborbital que os sujeitou brevemente a um minuto e meio de ausência de peso, que foi gravado em vídeo, Tash diz. Então, em 1997, Tash e seus colegas enviaram amostras de espermatozóides de ouriço do mar em duas missões do ônibus espacial. Nesses dois experimentos, não era possível gravar vídeo sob um microscópio, então, em vez disso, eles olharam para a transdução de sinal, o mecanismo molecular dentro da célula espermática que lhe diz quando começar a mexer a cauda.

Os resultados do estudo alemão e da pesquisa de 1997 da Tash descobriram que o esperma realmente nadava mais rápido na microgravidade do que na Terra. Mas em um dos experimentos de Tash, ele detectou o que pode ser um grande obstáculo à procriação no espaço. Quando o espermatozóide do ouriço-do-mar foi exposto a compostos químicos chamados peptídeos que seriam liberados pelos óvulos, a sinalização que aciona a capacitação - parte essencial da reprodução - ocorria muito mais lentamente.

O experimento Micro-11 reunirá dados sobre o efeito da microgravidade na natação e na capacitação em testes separados, de acordo com Tash.

A exposição à radiação é um problema

Mas a microgravidade não é o único fator que pode influenciar a reprodução no espaço. Fora dos cinturões de Van Allen que protegem a Terra das partículas de alta energia do espaço, a exposição à radiação pode criar problemas sérios. Um estudo publicado em 20 de maio, A edição de 2017 da Reproduction descobriu que a exposição a partículas carregadas do tipo encontrado no espaço danificava os ovários de ratos fêmeas.

"Nossa pesquisa descobriu que a reserva finita do folículo ovariano é esgotada pela exposição a oxigênio carregado ou partículas de ferro, que são componentes dos raios cósmicos galácticos, "o autor correspondente do estudo, Ulrike Luderer, escreve em um e-mail. Ela é professora de Medicina, Biologia do Desenvolvimento e Celular, e Saúde Pública na Universidade da Califórnia, Irvine. "Este dano é irreversível e resultará no início precoce da insuficiência ovariana (menopausa prematura)."

Adicionalmente, Luderer disse que estudos em humanos e animais fornecem evidências de que a exposição à radiação gama e partículas carregadas de ferro diminui a motilidade dos espermatozoides.

Mas mesmo que seja possível conceber no espaço, a gravidez e o parto podem ser problemáticos. Kris Lehnhardt, um membro sênior do corpo docente do Centro de Medicina Espacial da Baylor College of Medicine, diz em um e-mail que não se sabe quão bem um embrião se desenvolveria no ambiente do espaço, ou se o nascimento natural seria possível.

De acordo com a NASA, no total, 53 mulheres diferentes, incluindo astronautas, cosmonautas, especialistas em carga útil e cidadãos estrangeiros já voaram no espaço.