¿Es posible la reproducción de mamíferos en el espacio? La clave estaría en el esperma de ratón

En la búsqueda por comprender el universo y su relación con la Tierra, un grupo de investigadores en Japón investiga la posibilidad de la reproducción de mamíferos en el espacio. La investigación se centra en el esperma de ratón liofilizado, almacenado en la Estación Espacial Internacional en una caja de protección contra la radiación.

Según explicó Teruhiko Wakayama, profesor del Centro de Biotecnología Avanzada de la Universidad de Yamanashi, cuando las muestras regresen a la Tierra el próximo año, se analizará, entre otras cosas, el impacto del entorno espacial para determinar si es posible producir descendencia sana. Paralelamente, el investigador desarrolla un dispositivo que permitirá a los astronautas realizar fertilización in vitro de roedores en la Estación Espacial Internacional, lo que podría implementarse en los próximos años.

“Nuestro objetivo es establecer un sistema para preservar de manera segura y permanente los recursos genéticos de la Tierra en algún lugar del espacio, sea en la Luna o en otro sitio, para que la vida pueda revivir incluso si la Tierra se enfrenta a una destrucción catastrófica”, afirmó Wakayama, según consignó CNN.

Pero, antes que nada: ¿qué es la liofilización de espermatozoides utilizada por Wakayama y su equipo? Andrés Gambini, investigador y docente de la Universidad de Queensland, Australia, explicó a Infobae las implicancias de este procedimiento: “La liofilización de espermatozoides es un proceso en el cual las células espermáticas se transforman en un polvo seco mediante deshidratación siguiendo un protocolo especial. Esto permite que puedan almacenarse a temperatura ambiente o en refrigeración por mucho tiempo, eliminando la necesidad de nitrógeno líquido”, señaló.

Cabe recordar que el mencionado trabajo de Wakayama también tiene antecedentes en 2023, cuando se divulgaron resultados de un procedimiento liderado por este mismo científico en colaboración con un equipo de la Agencia Espacial Aeroespacial de Japón (JAXA). El grupo envió embriones de ratón congelados a la Estación Espacial Internacional (ISS) a bordo de un cohete en agosto de 2021, ya que manipular estos organismos de otra forma sería complicado. Una vez allí, los embriones en etapa inicial fueron descongelados mediante un dispositivo diseñado especialmente para este propósito y cultivados durante cuatro días.

En ese sentido, de acuerdo con Wakayama y sus colegas, los embriones sometidos a condiciones de microgravedad se desarrollaron normalmente en blastocistos, estructuras celulares que se convierten en feto y placenta. Señalaron que el experimento “demostró claramente que la gravedad no tuvo ningún efecto significativo” y que no se observaron cambios importantes en el ADN, ni en los genes, tras analizar los blastocistos enviados de regreso a la Tierra. No obstante, destacaron que estas conclusiones corresponden específicamente a los datos de este estudio.

Además, en 1997, Wakayama junto a colegas desarrollaron un método que permitió clonar el primer ratón del mundo a partir de células adultas. Más adelante, dirigió un estudio sobre el desarrollo de embriones de ratón en el espacio, un experimento que previamente se había realizado con anfibios y peces. Además, el experto y su equipo diseñaron el método de liofilización utilizado para enviar esperma de ratón al espacio, donde fue almacenado en un congelador durante seis años.

Cuando estas muestras regresaron a la Tierra, los investigadores las rehidrataron y lograron producir crías de ratón sanas. Con este estudio, determinaron que el esperma liofilizado podía permanecer viable durante 200 años en el espacio, siempre según sus conclusiones. Sin embargo, Wakayama considera que este tiempo es insuficiente. En sus experimentos actuales, utiliza un dispositivo para proteger el esperma almacenado a temperatura ambiente de la radiación, con el objetivo de explorar la viabilidad del almacenamiento indefinido en el espacio.

Según dijo Gambini a Infobae, “los métodos convencionales de congelación de semen dependen de una cadena de frío constante que puede resultar difícil de manejar en lugares remotos, es costosa y vulnerable a fallos por accidentes o desastres naturales”

Gambini repasó que, en el caso de la liofilización de espermatozoides, aunque las células pierden algunas propiedades, como la motilidad, “mientras el ADN se mantenga intacto, podemos utilizarlas para producir embriones mediante técnicas avanzadas, como la inyección directa del espermatozoide en un óvulo”.

El investigador destacó el potencial de esta técnica tanto en la conservación de especies como en la producción animal: “Esto abre enormes posibilidades para preservar material genético valioso y utilizarlo tanto en la conservación de especies como en la producción en bovinos y equinos, donde estas tecnologías son fundamentales. En nuestro laboratorio de la Universidad de Queensland, en Australia, actualmente trabajamos con semen liofilizado de caballos, toros, koalas, canguros, burros y cocodrilos”.

La liofilización no solo simplifica la conservación de material genético, sino que también reduce costos y favorece su transporte. “Este procedimiento facilita la creación y concepción de ‘zoológicos en polvo’ (powder zoos), donde el material genético de animales en peligro de extinción o de alto valor productivo puede almacenarse de forma segura, económica y sostenible. Además, simplificaría el transporte de material genético entre países, lo que es crucial para promover la diversidad genética en distintas especies y mejorar programas de reproducción animal”.

Gambini agregó que esta técnica podría tener un impacto significativo: “Con esta técnica se podría trasladar material genético valioso desde cualquier parte del mundo de forma simple y económica, contribuyendo al mejoramiento genético en sectores productivos”.

Al tiempo que resaltó: “En un plano ya más futurístico, podría incluso usarse en misiones espaciales, llevando material genético para la colonización de otros planetas o para preservar la biodiversidad de la Tierra en entornos extremos”.

Para asegurar que las condiciones de almacenamiento sean representativas de entornos espaciales, Gambini explicó que se realizan pruebas rigurosas: “Para simular las condiciones espaciales, los espermatozoides liofilizados se exponen a pruebas que imitan factores extremos como la radiación cósmica, temperaturas muy variables y la microgravedad. Estas pruebas realizadas por científicos se efectúan en cámaras de simulación espacial, e incluso se han enviado muestras en misiones espaciales para evaluar su estabilidad”.

De acuerdo al experto, “los estudios sugieren que los espermatozoides podrían permanecer viables por hasta 200 años. Luego de algunos de estos ensayos, se ha logrado obtener descendencia viable y saludable en ratones utilizando estos espermatozoides”.

Finalmente, Gambini subrayó que este procedimiento permite superar retos asociados al espacio gracias, entre otros puntos, a su practicidad: “La liofilización permite superar los retos del espacio, ya que no depende de nitrógeno líquido ni de infraestructuras complejas. Esto hace que sea una solución práctica y viable para almacenar y transportar material genético en misiones prolongadas, asegurando que la biodiversidad y el patrimonio genético de la Tierra puedan viajar más allá de nuestro planeta de forma segura y sostenible”.

Wakayama espera que su trabajo pueda replicarse en otras especies. Según explica, este avance podría facilitar el transporte de animales como perros para compañía o ganado para alimentación hacia otros planetas. Su proyecto de fertilización in vitro fue aceptado por la agencia espacial japonesa, aunque el dispositivo necesario aún se encuentra en desarrollo. En ese sentido, el científico plantea que podría estar listo para su lanzamiento a la Estación Espacial Internacional en dos años.

“En las películas de ciencia ficción, la gente vive en otros planetas y nacen bebés, pero aún no sabemos si eso es posible”, afirmó. También destacó que sus experimentos buscan determinar si los humanos pueden reproducirse y desarrollarse normalmente en el entorno del espacio: “Si podemos confirmarlo, nos dará tranquilidad. Y si no funciona, tenemos que entender cómo afrontar ese desafío”.

En uno de los trabajos divulgados por Wakayama y su equipo se señaló también que, aunque “se sabe que la microgravedad durante los vuelos espaciales provoca sutiles anomalías en la fertilización y el desarrollo embrionario de erizos de mar y anfibios”, en otro experimento orbital “el apareamiento, la fertilización y la eclosión de peces Medaka dieron como resultado crías con ovarios y fertilidad aparentemente normales”.

Sin embargo, los investigadores advirtieron que “los vuelos espaciales en ratones, durante la gestación media o tardía, causaron efectos modestos en la tasa de natalidad, el tamaño de la camada, el peso al nacer y la mortalidad neonatal”. Por ello, estiman que “la reproducción espacial de los mamíferos sea posible, aunque puede verse algo afectada”.

Aún no se conocen los efectos en la descendencia, ya que “el número de blastocistos obtenidos en el experimento de la ISS no fue abundante” y no fue posible generar nuevos ratones “a partir de embriones desarrollados en el espacio”. A pesar de esta limitación, los expertos resaltaron que se trata del “primer estudio que muestra que los mamíferos pueden prosperar en el espacio”. Estas declaraciones se realizaron durante una presentación en la Universidad de Yamanashi y el instituto nacional de investigación Riken, según un comunicado conjunto.

Los autores señalaron en aquel entonces que “en el futuro, será necesario trasplantar los blastocistos cultivados en la microgravedad de la ISS a ratones para ver si los ratones pueden dar a luz” y confirmar si los blastocistos son normales. Este trabajo fue denominado Mouse Embryos Cultured in Space: A Glimpse into the Future of Mammalian Development (Embriones de ratón cultivados en el espacio: una visión del futuro del desarrollo mamífero).

Los investigadores destacaron la importancia de este tipo de investigaciones al afirmar: “El estudio de la reproducción de los mamíferos en el espacio es fundamental para iniciar la era espacial, por lo que es necesario estudiar y aclarar el efecto del entorno espacial antes de que la ISS deje de estar operativa”. Subrayaron, además, que “debido a que los mamíferos evolucionaron en un ambiente de 1 g en la Tierra, es probable que utilicen la gravedad de la Tierra para un embarazo y parto seguros”. Incluso, enfatizaron que se requiere más investigación para comprender las implicaciones a largo plazo de la microgravedad en el desarrollo embrionario.