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| Las crías de los ratones nacieron de esperma de ratones liofilizados que habían sido almacenados en la Estación Espacial Internacional durante hasta seis años. En la foto aparecen algunos de esos ratones y sus crías. (Sayaka Wakayama, Universidad de Yamanashi) "bluesteel n brownsugar" by Pehpsii is licensed under CC BY-NC 2.0 |
El biólogo Teruhiko Wakayama prevé que un día los humanos puedan poblar otros planetas y sembrar nuevas civilizaciones con esperma y óvulos de animales que traigan de la Tierra. Para ampliar la huella de la humanidad en el espacio profundo será necesario que los humanos envíen "Arcas de Noé" con este material genético, cada lote de células un delegado de la biodiversidad de la Tierra.
Pero antes de que la visión de Wakayama se haga realidad, primero hay que comprobar que las células reproductoras pueden sobrevivir a largos viajes por el espacio. Fuera del escudo magnético de la Tierra, la radiación es entre 50 y varios miles de veces mayor que en la Tierra, y puede dañar el ADN celular. Ahora, las últimas investigaciones de Wakayama, publicadas este mes de junio en Science Advances, han supuesto un prometedor avance en la preparación del material genético para el transporte interestelar: Su equipo ha descubierto que el esperma de los ratones puede permanecer viable en el espacio a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) hasta seis años, si se liofiliza previamente.
"Es un trabajo muy interesante", afirma Ulrike Luderer, toxicóloga reproductiva de la Universidad de California en Irvine que no participó en el estudio. "Es la primera vez que cualquier forma de esperma de mamífero ha estado en el espacio durante tanto tiempo: casi seis años, la exposición más larga".
Para llevar a cabo el proceso de liofilización, los investigadores congelaron el esperma de 65 ratones con nitrógeno líquido a una temperatura de 320 grados Fahrenheit negativos. A continuación, expusieron las células congeladas a un entorno de vacío para eliminar rápidamente toda el agua.
"El esperma se convirtió en un polvo [parecido a] un café instantáneo", escribe Wakayama, que investiga en la Universidad japonesa de Yamanashi.
Los investigadores enviaron el esperma liofilizado de una docena de ratones a la ISS el 4 de agosto de 2013. Las células regresaron de su cita extraterrestre en tres tandas distintas: al cabo de un año, tres años y seis años. Una vez de vuelta a la Tierra, los espermatozoides espaciales fueron rehidratados. Wakayama escribe: "... solo hay que añadir agua. No hay que esperar tres minutos (no como los fideos de taza)".
A continuación, los investigadores utilizaron los espermatozoides para fecundar óvulos femeninos, que se transfirieron a ratones hembra para que llegaran a término. Aunque los espermatozoides sufrieron algunos daños en el ADN, dieron lugar a crías sanas con una actividad genética normal. Algunas de estas crías nacidas de espermatozoides espaciales se aparearon, y también dieron a luz a una progenie sana.
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| Tras su paso por el espacio, se inyectaron espermatozoides de ratón en óvulos de hembra. (Sayaka Wakayama, Universidad de Yamanashi) |
Luderer dice que le habría gustado ver más pruebas en las crías de la segunda generación, especialmente para medir su comportamiento, vida útil y tejidos internos. Aun así, la demostración multigeneracional de los investigadores es bastante convincente, afirma.
La clave de la tolerancia a la radiación del esperma liofilizado es la eliminación del agua. La radiación divide las moléculas de agua en radicales inestables que causan estragos químicos en el interior de una célula. La falta de agua permitió a los espermatozoides liofilizados conservarse mucho mejor que los frescos, llenos de agua, bajo una fuerte radiación.
Para medir los límites de la tolerancia a la radiación, el equipo de Wakayama también sometió a los espermatozoides de ratones liofilizados a rayos X en la Tierra. Los investigadores descubrieron que los espermatozoides podían soportar hasta 30 Grays de radiación, el equivalente a 150 tomografías computarizadas de cuerpo entero, y seguir siendo fértiles.
"Basándonos en los resultados, pudimos predecir que el esperma puede conservarse al menos durante 200 años en la ISS", escribe Wakayama, aunque señala que los rayos X producidos en los laboratorios terrestres son diferentes a los tipos de partículas energéticas del espacio profundo, por lo que la cifra es una estimación aproximada.
La ISS se encuentra al margen de la protección magnética de la Tierra, por lo que sigue estando protegida de la mayor parte de la radiación del espacio profundo. Aunque el equipo de Wakayama ha demostrado que los espermatozoides de ratón liofilizados son utilizables hasta seis años en la ISS -y posiblemente 200 años-, reconocen que la vida útil podría no ser tan larga si los espermatozoides se enviaran y conservaran en el espacio profundo. Y un viaje de ida al borde de nuestro sistema solar, por ejemplo, llevaría alrededor de una década. Aun así, la liofilización del esperma de los ratones multiplica por diez su radioresistencia, lo cual es un resultado prometedor, afirma Wakayama.
También añade que las células liofilizadas tienen otra ventaja: un coste de almacenamiento y transporte sin precedentes, dado que las células pueden mantenerse a temperatura ambiente. Cuando llegue el momento en que la humanidad transporte células liofilizadas por el espacio, los astronautas que tripulen las naves no necesitarán ningún mantenimiento especial.
Por muy alentadores que sean, los hallazgos del equipo de Wakayama sobre el esperma de los ratones pueden no ser muy elocuentes para otras plantas, animales o microorganismos, dice Nicolas Foray, radiobiólogo del Instituto Francés de Salud e Investigación Médica que no participó en el estudio. Es posible que el esperma y el ADN de los ratones soporten mejor la radiación que el esperma de otros organismos, y dice que ese es especialmente el caso de los humanos. "Seguramente no se producirá la misma historia con la levadura o con los humanos", afirma.
Los viajes al espacio profundo son un objetivo elevado porque la biología de la Tierra en general no está adaptada al entorno hostil del espacio. Pero eso no ha impedido a los científicos seguir adelante con sus ambiciosos planes. Wakayama escribe que ya tiene la vista puesta en la realización de experimentos similares en Gateway, el primer puesto de avanzada lunar de la humanidad que se está construyendo en el marco del programa Artemis de la NASA, que allanará el camino para más iniciativas de exploración del espacio profundo.
Fuentes, creditos y referencias:
El estudio fue publicado en Science Advances.
Traído gracias a Smithsonian