Formar una familia fuera de la Tierra puede ser más desafiante de lo esperado. Una nueva investigación de la Universidad de Adelaide muestra que los espermatozoides luchan por navegar en baja gravedad, lo que sugiere que la gravedad juega un papel importante para ayudarlos a alcanzar el óvulo.
Los científicos del Instituto de Investigación Robinson, la Escuela de Biomedicina y el Centro Masón para la Salud y el Bienestar Masculino estudiaron cómo las condiciones espaciales afectan la navegación de los espermatozoides, la fertilización y el desarrollo temprano de los embriones.
Para simular la microgravedad, los investigadores utilizaron una máquina clinostat 3D desarrollada por el Dr. Gilles Kirby de Firefly Biotech. El dispositivo hace girar constantemente las células para simular los efectos desorientadores de la gravedad cero. Se probaron espermatozoides de tres mamíferos diferentes, incluidos los humanos, enviándolos a través de un laberinto que se parecía al tracto reproductivo femenino.
“Esta es la primera vez que hemos demostrado que la gravedad es un factor importante en la navegación de los espermatozoides a través de un canal como el tracto reproductivo”, dijo la autora principal, la Dra. Nicole McPherson, del Instituto de Investigación Robinson de la Universidad de Adelaida.
“Observamos una reducción significativa en la cantidad de espermatozoides que pudieron encontrar su camino con éxito a través del laberinto de la cámara en condiciones de microgravedad en comparación con la gravedad normal.
“A pesar de que no hubo cambios en la forma en que se movían físicamente los espermatozoides, esto se sintió en todos los modelos. Esto indica que la pérdida de dirección no se debe a cambios en su motilidad sino a otros factores”.
La progesterona puede ayudar a guiar los espermatozoides
Los investigadores también descubrieron que agregar la hormona sexual progesterona mejoraba la capacidad de navegación de los espermatozoides humanos en condiciones de microgravedad simuladas.
“Creemos que esto se debe a que el óvulo también secreta progesterona y puede ayudar a guiar a los espermatozoides al sitio de fertilización, pero esto justifica una mayor investigación como posible solución”, dijo el Dr. McPherson.
La fertilización y el desarrollo fetal se ven afectados.
El equipo examinó cómo la exposición a la microgravedad durante la fertilización afecta el desarrollo embrionario temprano en modelos animales.
Después de cuatro horas en gravedad cero simulada, el número de óvulos de ratón fertilizados con éxito se redujo en un 30 por ciento en comparación con las condiciones normales en la Tierra.
“Vimos tasas de fertilización más bajas entre cuatro y seis horas de exposición a la microgravedad. La exposición prolongada parecía ser más perjudicial, lo que resultaba en un retraso en el desarrollo y, en algunos casos, en una reducción de las células para formar embriones en las primeras etapas de la formación de embriones”, dijo el Dr. McPherson.
“Estos conocimientos muestran lo complejo que es el éxito reproductivo en el espacio y existe una importante necesidad de realizar más investigaciones en todas las primeras etapas del desarrollo”.
Por qué la gravedad es importante para la reproducción
Estudios anteriores han explorado cómo se mueven los espermatozoides a través del espacio, pero ninguno ha examinado su capacidad para navegar a través de canales reproductivos en condiciones tan controladas.
Se publican los resultados Biología de la comunicación.
La investigación se llevó a cabo en colaboración con el Centro Andy Thomas de Recursos Espaciales de la Universidad de Adelaida, que se centra en los desafíos de la exploración espacial de larga duración y la vida más allá de la Tierra.
“A medida que nos acercamos a convertirnos en una nave espacial o una especie multiplanetaria, es importante comprender cómo la microgravedad afecta las primeras etapas de reproducción”, dijo el profesor asociado John Culton, director del Centro Andy Thomas de Recursos Espaciales.
Futuras investigaciones sobre la reproducción en el espacio
La siguiente fase de la investigación explorará cómo los diferentes entornos gravitacionales, incluidos la Luna, Marte y los sistemas de gravedad artificial, afectan la navegación de los espermatozoides y el desarrollo temprano de los embriones.
Una pregunta clave es si estos efectos cambian gradualmente a medida que la gravedad disminuye o si existe un umbral en el que los cambios ocurren repentinamente, creando una respuesta de “todo o nada”.
Responder a esta pregunta es esencial para planificar la reproducción humana en futuros asentamientos en la Luna y Marte, y para diseñar sistemas de gravedad artificial que apoyen un desarrollo saludable.
“En nuestro estudio reciente, muchos embriones sanos aún pudieron formarse después de la fertilización en estas condiciones. Esto nos da la esperanza de que algún día la reproducción en el espacio será posible”, dijo el Dr. McPherson.
