Naukowcy z Uniwersytetu w Kioto przeprowadzili przełomowe badanie dotyczące wpływu warunków kosmicznych na komórki rozrodcze. Udało im się pomyślnie kriokonserwować mysie komórki macierzyste spermatogonialne na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) przez sześć miesięcy. Po powrocie na Ziemię, komórki te posłużyły do produkcji zdrowego potomstwa.
Badanie polegało na kriokonserwacji komórek przed wysłaniem ich na ISS, gdzie były przechowywane w zamrażarce. Po powrocie na Ziemię, komórki zostały rozmrożone i namnożone in vitro. Następnie przeszczepiono je do jąder myszy, co doprowadziło do produkcji zdrowego potomstwa w wyniku naturalnego krycia. Młode myszy wykazywały normalną ekspresję genów i wyglądały na zdrowe.
Wyniki te są kluczowe dla zrozumienia żywotności komórek rozrodczych podczas długotrwałych misji kosmicznych. Dostarczają cennych wniosków na temat potencjału zachowania linii zarodkowej podczas długoterminowych misji. Naukowcy spodziewali się, że promieniowanie kosmiczne będzie miało bardziej negatywny wpływ na komórki macierzyste niż sama kriokonserwacja. Jednak wyniki wykazały minimalne różnice między komórkami przed i po podróży kosmicznej, sugerując, że proces kriokonserwacji, w tym użycie nadtlenku wodoru, miał większy wpływ na niektóre komórki niż ekspozycja na warunki kosmiczne.
Chociaż wstępne wyniki są obiecujące, konieczne są dalsze długoterminowe oceny. Naukowcy planują zbadać wpływ na zdrowie w całym cyklu życia potomstwa pierwszego pokolenia, a także w kolejnych pokoleniach. Dodatkowe zamrożone komórki rozrodcze nadal znajdują się na ISS i są przedmiotem bieżących eksperymentów. Badanie to uzupełnia inne niedawne badania biologiczne prowadzone w kosmosie, takie jak udana kriokonserwacja żywotnych obwodowych jednojądrowych komórek krwi na ISS w 2024 roku.
Odkrycia te wspólnie pogłębiają nasze zrozumienie biologicznej konserwacji w przestrzeni kosmicznej i rzucają nowe światło na możliwość utrzymania płodności w warunkach kosmicznych, co jest kluczowe dla przyszłych długoterminowych misji ludzkich. Wcześniejsze badania nad komórkami macierzystymi zarodków, które przeszły przez lot kosmiczny, wykazały pewne nieprawidłowości, jednak dokładna przyczyna uszkodzeń pozostawała nieznana. Zespół z Uniwersytetu w Kioto, kierowany przez Mito Kanatsu-Shinohara, zbadał potencjalne uszkodzenia komórek macierzystych spermatogonialnych podczas lotu kosmicznego i jego wpływ na potomstwo.
Użyto komórek macierzystych myszy, które mają znacznie krótszy cykl reprodukcyjny niż ludzie. Zespół najpierw kriokonserwował komórki macierzyste, a następnie wysłał je na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie były przechowywane w zamrażarce przez sześć miesięcy. Po powrocie na Ziemię, komórki nie wykazały żadnych widocznych nieprawidłowości. Po rozmrożeniu i namnożeniu in vitro, zespół przeszczepił komórki do jąder myszy. W ciągu trzech do czterech miesięcy, potomstwo tych zamrożonych komórek przyszło na świat w wyniku naturalnego krycia. Badanie nowo narodzonych myszy wykazało, że były one zdrowe i wykazywały normalną ekspresję genów. Wyniki te sugerują, że kriokonserwowane komórki rozrodcze zachowują płodność przez co najmniej sześć miesięcy w przestrzeni kosmicznej.
Potwierdzono, że ekspozycja na promieniowanie kosmiczne miała minimalny wpływ w porównaniu z procesem kriokonserwacji, który z użyciem nadtlenku wodoru spowodował pewną śmiertelność komórek. To odkrycie otwiera nowe możliwości dla długoterminowych misji kosmicznych, podkreślając znaczenie badań nad konserwacją materiału biologicznego w ekstremalnych warunkach.