Отгледаха миши ембриони в космоса за първи път
Докато човечеството е насочило взора си към странните светове отвъд земните предели и прави първите си колебливи стъпки към звездите, започват да се появяват нови въпроси за нашето бъдеще.
Едно от нещата, които все още не са проверени, е размножаването на вида. Ще можем ли да продължим да се възпроизвеждаме, да отглеждаме нови хора в микрогравитационна и радиационна среда извън земната атмосфера?
Според нов експеримент отговорът е категорично "може би".
За първи път ембриони на бозайници бяха култивирани и отгледани в космоса и по-специално - на борда на микрогравитационната среда на Международната космическа станция (МКС), която обикаля около Земята на около 400 км над повърхността на планетата.
Резултатите от експеримента, разработен и ръководен от молекулярния биолог Терухико Вакаяма от университета в Яманаши, показват, че ембрионите на мишки могат, поне в началото, да оцелеят в космическа среда.
"Съществува вероятност някой да забременее по време на бъдещо пътешествие до Марс, тъй като пътуването дотам ще отнеме повече от шест месеца", казва Вакаяма пред New Scientist. "Провеждаме изследвания, за да сме сигурни, че ако този момент настъпи, ще можем безопасно да имаме деца."
Всъщност учените си задават въпроса дали плод от бозайник може да се развие в условията на микрогравитация от известно време насам.
През 2009 г. екип, ръководен от Вакаяма, установява, че симулираната микрогравитация има вреден ефект върху развитието на ембриона - яйцеклетките могат да бъдат оплодени в микрогравитация, но имплантирането на оплодените яйцеклетки е малко по-неуспешно.
Но бременността е комплексен процес. Ето защо последните усилия на екипа са насочени не към оплождането или имплантирането, а към ранното развитие на ембриона. Изследователите оплождат миши ембриони и ги развиват до двуклетъчен стадий. Впоследствие ги замразяват и изпращат на борда на МКС, където са размразени и култивирани от астронавти в машина, проектирана специално за целта.
В продължение на четири дни астронавтите култивират ембрионите, като в края на експеримента ги запазват в параформалдехид, за да бъдат изпратени обратно на Земята и анализирани от екипа на Вакаяма.
Диаграма, която илюстрира различните етапи на експеримента. Източник: Wakayama et al., iScience, 2023
Анализирани са няколко типа ембриони. Две контролни групи – едната, култивирана на Земята, а другата на борда на МКС в условията на симулирана земна гравитация – и една експериментална, в която ембрионите са култивирани в микрогравитация.
Процентът на оцеляване на двете групи, създадени на борда на МКС, е по-нисък от този на „земните“, но онези ембриони, които все пак оцеляват, се развиват нормално.
С други думи въпреки че процентът на оцеляване в космоса е бил значително по-нисък, фактът, че те са оцелели, е окуражаващ. Освен това е имало и други фактори, различни от гравитацията, които са могли да допринесат за ниската степен на оцеляване.
"Ембрионите, култивирани в условия на микрогравитация, се развиват" нормално в бластоцисти, клетки, които се развиват в плода и плацентата, казаха учените.
Експериментът "ясно показа, че гравитацията няма значителен ефект", посочват изследователите.
Тепърва трябва да се установи дали бременността в космоса е препоръчителна. Изследването не взема предвид и въздействието на радиацията, която е много по-висока в космоса, отколкото на Земята.
Развитието също така е било спряно на етап бластоцист. Не е известно дали развитието в утробата би довело до различни резултати.
Освен това експерименти с бременни гризачи показват, че пребиваването в космоса по време на критичните етапи на бременността може да попречи например на развитието на вестибуларния апарат. При потомството на гризачи, летящи в космоса, също се наблюдава по-висок процент на здравословни усложнения. Проучване от 2005 г. пък установява, че гравитационното натоварване е необходимо за нормалното развитие на мускулно-скелетната система на плода.
Това показва, че е необходима още много работа за изследване на въздействието на космическите полети върху развитието на плода на бозайниците, казват изследователите.
"Въз основа на тези доклади и нашите резултати става ясно, че космическото размножаване на бозайниците може би е възможно, въпреки че в известна степен може да бъде засегнато. За съжаление, броят на бластоцистите, получени от експеримента на МКС, не беше голям; и не успяхме да потвърдим въздействието върху потомството, тъй като не сме произвели потомство от ембриони, развити в космоса", пишат те.
"Изследването на размножаването на бозайниците в космоса е от съществено значение за началото на космическата ера. Ето защо е необходимо да се проучи и изясни въздействието на космическата среда, преди МКС да престане да функционира."
Изследването е публикувано в iScience.
Източник: Science Alert