Spermatozoi disorientati ed embrioni anomali in microgravità: fare figli nello spazio non sarà facile
La microgravità può rappresentare un ostacolo significativo nel renderci una specie multiplanetaria. Un nuovo studio australiano, infatti, ha determinato che la fertilità dei mammiferi – essere umano compreso – può essere seriamente compromessa nello spazio, a causa dei vari effetti che la microgravità comporta. Tra i più eclatanti vi è la perdita dell'orientamento degli spermatozoi, che non sono più in grado di navigare con successo nel canale riproduttivo femminile e trovare la strada verso l'ovulo. In altri termini, “perdono la bussola”, anche se una parte di essi riesce comunque a raggiungere l’obiettivo. In esperimenti condotti con gameti di topo, inoltre, sono stati osservati un calo significativo del tasso di fecondazione (–30 percento) e una netta riduzione della qualità degli embrioni, ad esempio a causa di un numero alterato di cellule e altre anomalie. Ciò potrebbe rendere i prolungati viaggi nello spazio incompatibili con la riproduzione e dunque con la prosecuzione della nostra specie (e anche di quella degli altri animali che porteremmo con noi).
Poiché il Sole è destinato a "estinguersi" entro cinque miliardi di anni e tra un paio di miliardi si trasformerà in una gigante rossa che ingloberà (o espellerà) la Terra, bombardandola con radiazioni mortali e temperature infernali che faranno evaporare gli oceani, se vorrà continuare a sopravvivere l’umanità dovrà trovarsi un’altra casa nello spazio. Ci sono tantissimi problemi di cui tenere conto (come le distanze impossibili e l’esposizione alla radiazione cosmica), ma senza riproduzione nello spazio qualunque successo tecnologico non avrebbe senso. È anche per questo, e per la rinnovata corsa allo spazio, che si stanno studiando gli effetti della microgravità sulla riproduzione.
A determinare che in microgravità gli spermatozoi “perdono la bussola” e che il tasso di fecondazione cala vistosamente, così come la qualità degli embrioni, è stato un team di ricerca australiano guidato da scienziati dell’Istituto di Ricerca Robinson dell’Università di Adelaide, in collaborazione con i colleghi del Dipartimento di Riproduzione e Sviluppo presso la Facoltà di Scienze della Salute e del Freemasons Centre for Male Health and Wellbeing. I ricercatori, coordinati dalla professoressa Nicole O. McPherson, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver condotto esperimenti in laboratorio con spermatozoi umani, di topo e di maiale.
Nel più affascinante di questi esperimenti è stato utilizzato un clinostato 3D che simula le condizioni dello spazio attraverso rotazioni continue. Dopo aver posto gli spermatozoi in un canale che simulava l’apparato riproduttivo femminile, i ricercatori hanno osservato che i gameti maschili sottoposti alla microgravità perdevano l’orientamento. È interessante notare che la motilità – ovvero velocità, movimento della testa e progressione – non cambiava: ciò che veniva meno era la capacità di dirigersi verso l’ovulo, sebbene alcuni spermatozoi riuscissero comunque a raggiungerlo. Un risultato particolarmente curioso riguarda l’aggiunta di progesterone nel canale: questo ormone femminile ha aumentato il numero di spermatozoi in grado di percorrerlo con successo. “Riteniamo che ciò sia dovuto al fatto che il progesterone viene rilasciato anche dall’ovulo e può aiutare a guidare gli spermatozoi verso il sito di fecondazione, ma questa ipotesi merita ulteriori approfondimenti come possibile soluzione”, ha affermato la dottoressa McPherson in un comunicato stampa.
Ma l’orientamento degli spermatozoi non è l’unico problema osservato. E nemmeno il più serio. Dopo aver incubato assieme gameti maschili e femminili di topo (per quattro-sei ore) in microgravità, il tasso di fecondazione è risultato essere del 30 percento inferiore rispetto a quello osservato con la gravità terrestre. Se ciò non bastasse, un’esposizione prolungata ha dato vita a embrioni con problemi nello sviluppo, con un numero inferiore di cellule e meno blastocisti in grado di raggiungere uno stadio più maturo. In alcuni casi è stato osservato un numero superiore di cellule nella massa interna, un potenziale segnale di adattamento alle condizioni peculiari. “Questi risultati dimostrano quanto sia complesso il successo riproduttivo nello spazio e la necessità cruciale di ulteriori ricerche in tutte le prime fasi dello sviluppo”, ha sottolineato la dottoressa McPherson. “Man mano che ci avviciniamo a diventare una specie in grado di viaggiare nello spazio o di colonizzare più pianeti, comprendere come la microgravità influenzi le prime fasi della riproduzione è fondamentale”, le ha fatto eco il professor John Culton.
È interessante notare che in un recente studio scienziati giapponesi hanno dimostrato che spermatozoi di topo liofilizzati ed esposti all’ambiente spaziale hanno mantenuto le proprie funzionalità biologiche; una volta riportati sulla Terra hanno fecondato efficacemente le femmine. I dettagli della nuova ricerca “Simulated microgravity alters sperm navigation, fertilization and embryo development in mammals” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Communications Biology del circuito Nature.
