Een team van Japanse onderzoekers heeft sperma van muizen gebruikt die tijd aan boord van het International Space Station (ISS) hebben doorgebracht om vrouwelijke muizen op aarde te bevruchten. Hoewel eerder onderzoek heeft aangetoond dat gevriesdroogd muissperma dat in de ruimte is opgeslagen stralingsschade kan oplopen, tonen deze resultaten aan dat het sperma van levende muizen mogelijk niet dezelfde schade oploopt.
Terwijl het gevriesdroogde muissperma in een eerdere studie 9 maanden in de ruimte werd bewaard en door straling werd beschadigd, brachten de levende muizen in deze studie slechts 35 dagen op het ISS door. Er waren 12 mannelijke muizen in deze studie, en sommigen van hen ondervonden gedurende de duur microzwaartekracht, terwijl anderen in kunstmatige zwaartekracht werden gehouden. Toen ze terugkeerden naar de aarde, gebruikten onderzoekers het sperma van muizen om vrouwelijke muizen die nog nooit in de ruimte waren geweest, kunstmatig te insemineren. Alle nakomelingen waren gezond.
Straling op het ISS is ongeveer 100 keer sterker dan op aarde. Maar niet alleen vertoonden de nakomelingen geen negatieve effecten van het feit dat één ouder tijd doorbracht in die stralingsomgeving, ook de mannelijke voortplantingsorganen leken onbeschadigd.
"We concluderen dat kort verblijf in de ruimte geen duidelijke gebreken veroorzaakt in de fysiologische functie van mannelijke voortplantingsorganen, spermafunctie en levensvatbaarheid van de nakomelingen", zegt de studie die dinsdag in het tijdschrift is gepubliceerdWetenschappelijke rapporten. De studie is getiteld "Mannelijke muizen, 35 dagen gekooid in het internationale ruimtestation ISS, vader van gezonde nakomelingen."
De mannelijke muizen werden grondig onderzocht, tot op moleculair niveau, om te bepalen welke schade ze eventueel in de ruimte hadden opgelopen. De wetenschappers onderzochten de testikels, de epididymiden en de bijbehorende klieren zodra de muizen waren teruggekeerd naar de aarde. Zowel de kunstmatige zwaartekracht (AG) als de microzwaartekracht (MG) -muizen vertoonden een verlaagd accessoire kliergewicht, maar er was geen verandering in genexpressie.
Uit de studie bleek ook dat het sperma van zowel de AG- als de MG-mannetjes in vitro vrouwelijke eieren bevruchtte in ongeveer hetzelfde tempo als mannetjes op de grond (GC). Toen die pups werden geboren, was er geen verschil tussen de pups van AG-, MG- en GC-sperma. Ook hadden alle pups na hun geboorte vergelijkbare groeisnelheden.
De onderzoekers concludeerden dat muissperma van mannetjes die een korte tijd in de ruimte doorbrachten geen nadelige gevolgen had.
Dit onderzoek is een aanvulling op eerder Japans onderzoek uit 2017 waarbij gevriesdroogd muissperma negen maanden in de ruimte doorbracht. Hoewel dat sperma wat stralingsschade vertoonde, leek die schade geen invloed te hebben op de pups die eruit waren geboren. In feite gingen die muizen meer muizen fokken die ook geen schade vertoonden.
Er zijn andere experimenten gedaan met de reproductie van muizen in de ruimte en na blootstelling aan de ruimte. Maar in sommige van die experimenten stierven grote aantallen muizen als gevolg van wat de auteurs 'problemen met de lading' noemen. Om deze reden ontwierpen en bouwden de auteurs speciale habitat-systemen voor hun studie, zodat de muizen de missie overleefden. Dankzij de habitats konden de onderzoekers ook microzwaartekracht simuleren voor een van de groepen muizen.
Hoewel menselijke reproductie niet diepgaand is bestudeerd, zijn er enkele gegevens. Mannelijke astronauten konden hun echtgenoten bijna onmiddellijk na terugkeer uit de ruimte bevruchten. En hoewel veel vrouwelijke astronauten het einde van hun biologische grenzen naderen voor het produceren van nakomelingen tegen de tijd dat ze astronaut worden, toonde een onderzoek uit 2005 aan dat vrouwelijke astronauten na hun terugkeer uit de ruimte 17 baby's baarden. Er was een hoog aantal miskramen voor vrouwelijke astronauten, maar dat heeft waarschijnlijk te maken met hun leeftijd.
Wetenschappers hebben de effecten van de ruimte op de reproductie bestudeerd in afwachting van een groter aantal mensen dat tijd in de ruimte doorbrengt. Tot dusver hebben ze onderzoek gedaan naar vogels, zee-egels, vissen, salamanders, kikkers, ratten en muizen. Die onderzoeken hebben verschillende resultaten opgeleverd, waaronder mannelijke en vrouwelijke ratten die samen de ruimte in gingen en niet reproduceerden of zelfs paren.
'Het tijdperk waarin mensen gemakkelijk de ruimte in kunnen gaan, komt eraan', zegt de studie. "Studies naar de effecten van de ruimteomgeving op het voortplantingssysteem zijn nodig om ongewenste effecten bij de volgende generatie te voorkomen."
Meer:
- Research Paper: Mannelijke muizen, 35 dagen gekooid in het International Space Station, gezonde nakomelingen
- Persbericht: Analyse van de effecten van in de ruimte blijven op het vermogen van de zaadbemesting door muizen te fokken in het internationale ruimtestation ISS
- Smithsonian: Waarom wetenschappers muissperma naar het internationale ruimtestation hebben gestuurd
