O espaço é um ambiente hostil e extremo. É apenas uma questão de tempo até que as pessoas comuns sejam expostas a esse ambiente, seja participando do turismo espacial ou juntando-se a colônias autossustentáveis ​​longe da Terra.
Para este fim, é preciso haver uma compreensão muito melhor de como os perigos ambientais do espaço afetarão a biologia de nossas células, tecidos, órgãos e cognição. Crucialmente para futuras colônias espaciais, precisamos saber se podemos nos reproduzir facilmente em ambientes diferentes dos encontrados na Terra.

Os efeitos da radiação em nossas células, produzindo danos ao DNA, estão bem documentados. O que é menos claro é como níveis mais baixos de gravidade, o que os cientistas chamam de microgravidade, afetarão os mecanismos e ritmos que ocorrem dentro de nossas células.

Os cientistas estão apenas começando a investigar como a atividade em nossas células pode ser afetada pela exposição à microgravidade. Crucialmente, experimentos com células-tronco embrionárias e modelos de como os embriões se desenvolvem em suas primeiras semanas no espaço nos ajudarão a determinar se é possível que os humanos produzam descendentes nas colônias extraplanetárias do futuro.

Concepção cósmica

A capacidade de se reproduzir no espaço foi avaliada em alguns animais, incluindo insetos, anfíbios, peixes, répteis, pássaros e roedores. Eles descobriram que é certamente possível que organismos como peixes, sapos e lagartixas produzam ovos fertilizados durante voos espaciais que podem viver e se reproduzir na Terra.

Mas o quadro é mais complicado nos mamíferos. Um estudo com camundongos, por exemplo, descobriu que seu ciclo estral, parte do ciclo reprodutivo, foi interrompido pela exposição à microgravidade. Outro estudo descobriu que a exposição à microgravidade causou alterações neurológicas negativas em ratos. Hipoteticamente, esses efeitos também poderiam ser transmitidos para as gerações subsequentes.

Isso provavelmente acontece porque nossas células não evoluíram para trabalhar em microgravidade. Eles evoluíram ao longo de milhões de anos na Terra, em seu campo gravitacional único. A gravidade da Terra é parte do que ancora e exerce força física em nossos tecidos, nossas células e nosso conteúdo intracelular, ajudando a controlar movimentos específicos dentro das células. O estudo disso é chamado de mecanobiologia.

A divisão das células e o movimento de genes e cromossomos dentro delas, que é crucial para o desenvolvimento de um feto, também funciona a favor e contra a força da gravidade como a conhecemos na Terra. Segue-se que os sistemas evoluídos para funcionar perfeitamente na gravidade da Terra podem ser afetados quando a força da gravidade muda.

Posição fetal

Quando um embrião começa a se dividir, em um processo chamado clivagem, a taxa de divisão pode ser mais rápida em uma extremidade do embrião do que na outra. A gravidade desempenha um papel aqui, determinando a posição dos primeiros blocos de construção na vida humana.

A gravidade também ajuda a estabelecer o plano corporal correto de um feto, garantindo que as células certas se desenvolvam nos lugares certos, nos números certos e na orientação espacial certa.

Pesquisadores investigaram se as células-tronco embrionárias, que são "pluripotentes" e podem se desenvolver em todas as células do corpo, são afetadas pela microgravidade. Atualmente, há algumas evidências de que, quando as células-tronco embrionárias de roedores são submetidas à microgravidade, sua capacidade de se tornar os tipos de células desejados pode ser afetada.

Também é possível produzir células-tronco pluripotentes humanas a partir de células maduras normais do nosso corpo, que são chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas. Estes também foram estudados sob microgravidade, com experimentos na Terra descobrindo que as células-tronco induzidas proliferam mais rapidamente em microgravidade simulada. Dois lotes dessas células-tronco estão atualmente na Estação Espacial Internacional para ver se esses resultados podem ser replicados no espaço.

Se as células-tronco adultas proliferarem mais rapidamente no espaço, isso poderá abrir a porta para os fabricantes comerciais de células-tronco produzirem essas células em órbita, já que é difícil cultivar células-tronco suficientes na Terra para tratar doenças degenerativas com terapias com células-tronco.

Campo gravitacional

Além dos processos celulares normais, também não está claro como a fertilização, a produção de hormônios, a lactação e até o próprio nascimento serão afetados pela exposição à microgravidade.

Parece que a exposição de curto prazo à microgravidade, talvez meia hora, provavelmente não terá muito efeito em nossas células. Mas exposições mais longas de dias ou semanas provavelmente terão um efeito. Isso não leva em conta o efeito da radiação em nossas células e DNA, mas já sabemos como nos proteger contra a radiação.

Os cientistas estão procurando duas maneiras de se proteger contra os efeitos adversos da microgravidade em nossa biologia:intervenção no nível celular, usando drogas ou nanotecnologia, e intervenção no nível ambiental, simulando a gravidade da Terra em espaçonaves ou colônias fora do mundo. Ambos os campos de estudo estão em seus estágios iniciais.

Ainda assim, estudar células-tronco no espaço fornece uma janela valiosa sobre como a gravidez pode funcionar, ou não, quando estamos fora do campo gravitacional da Terra. Por enquanto, aqueles afortunados o suficiente para ir ao espaço podem fazer bem em evitar a tentativa de conceber antes, durante ou diretamente após um voo espacial. + Explorar mais

Aproveitando o espaço sideral para avançar a ciência e a medicina das células-tronco

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.