Dzieci spłodzone w kosmosie? „To będzie koszmar”

Wielkie plany kolonizacji Księżyca i Marsa zwykle kojarzą się z rakietami, habitatami i systemami podtrzymywania życia. Tymczasem w cieniu kryje się pytanie znacznie bardziej fundamentalne: czy człowiek w ogóle może bezpiecznie się rozmnażać poza Ziemią?

Międzynarodowy zespół specjalistów od medycyny reprodukcyjnej, bioetyki i medycyny kosmicznej opublikował właśnie raport w Reproductive BioMedicine Online. Eksperci mówią wprost: nie jesteśmy gotowi na ludzką ciążę w kosmosie, a jeżeli nie zaczniemy działać teraz, to w momencie, gdy stanie się to realnym scenariuszem, będzie już za późno na sensowne regulacje.

Embriolog kliniczny i dyrektor International IVF Initiative, Giles Palmer, podkreśla, iż choć rozmnażanie w kosmosie wydaje się dziś odległą wizją, to nie możemy traktować jej jak science fiction. – Nie popieramy prób rozmnażania w kosmosie w obecnych warunkach, ale musimy przygotować się na ryzyka, które będą rosły wraz z powrotem misji księżycowych i planami lotów na Marsa – mówi.

Dwie rewolucje, które właśnie się spotkały

Palmer zwraca uwagę na interesujący zbieg okoliczności: pół wieku temu ludzkość dokonała dwóch przełomów – wylądowała na Księżycu i udowodniła, iż zapłodnienie in vitro jest możliwe. Dziś te dwie rewolucje zaczynają się przenikać.

Kosmos przestaje być miejscem krótkich wizyt, a staje się środowiskiem pracy. Jednocześnie technologie ART (Assisted Reproductive Technologies) osiągnęły poziom automatyzacji, który jeszcze dekadę temu wydawał się nieosiągalny. To oznacza, iż pytanie o reprodukcję poza Ziemią przestaje być abstrakcją – staje się praktycznym problemem do rozwiązania.

Dlatego autorzy raportu proponują stworzenie globalnych ram regulacyjnych dla badań nad płodnością i rozrodem w kosmosie. Chcą powołania międzynarodowej komisji etycznej, która będzie nadzorować ten obszar, zanim komercyjne firmy i państwowe agencje zaczną działać na własną rękę.

Kosmos to środowisko wrogie dla ludzkiej biologii

Człowiek jest organizmem zaprojektowanym przez ewolucję do życia w jednym, bardzo specyficznym środowisku: na powierzchni Ziemi. Grawitacja, atmosfera, pole magnetyczne – to wszystko kształtowało naszą fizjologię przez miliony lat.

W kosmosie nie działa żaden z tych mechanizmów ochronnych. Dla układu rozrodczego oznacza to dwa główne zagrożenia: promieniowanie kosmiczne i mikrograwitację.

Promieniowanie jonizujące może uszkadzać DNA, zaburzać powstawanie gamet i zwiększać ryzyko nowotworów. Mikrograwitacja z kolei wpływa na regulację hormonalną, jakość komórek rozrodczych i rozwój zarodków. Do tego dochodzą czynniki środowiskowe: toksyczny pył regolitu, skażenia chemiczne w zamkniętych habitatów, ograniczone zasoby, a choćby mikrobiologiczne zanieczyszczenia systemów podtrzymywania życia.

Zagrożenia i czynniki środowiskowe ludzi i zarodków

Nie można też ignorować czynników psychologicznych. Długotrwały stres, zaburzenia rytmu dobowego i izolacja wpływają na gospodarkę hormonalną, a więc również na płodność. W perspektywie wielomiesięcznych misji kumulacja tych czynników może prowadzić do trwałych uszkodzeń układu rozrodczego, a choćby zmian epigenetycznych, które potencjalnie mogłyby wpływać na zdrowie kolejnych pokoleń.

Co mówią eksperymenty na zwierzętach?

Pierwsze próby rozmnażania ssaków w kosmosie sięgają 1979 r., kiedy to na pokładzie sowieckiego satelity Bion 5 umieszczono pięć samic i dwa samce szczurów. Po 19 dniach misji zwierzęta dopuszczono do kontaktów seksualnych. Wynik? Kompletny brak sukcesu reprodukcyjnego. Część samic zaszła w ciążę, ale doszło do resorpcji płodów, a u pozostałych wystąpiły zaburzenia cyklu i brak owulacji.

Dopiero współczesne eksperymenty przyniosły bardziej optymistyczne sygnały. W 2021 r. japoński zespół wysłał na ISS zamrożone dwukomórkowe embriony myszy. Po rozmrożeniu i czterodniowej hodowli w mikrograwitacji rozwinęły się one prawidłowo do stadium blastocysty. Analiza genetyczna nie wykazała istotnych zmian.

Jeszcze ciekawsze są wyniki eksperymentu z liofilizowanym nasieniem myszy przechowywanym na ISS przez sześć lat. Po powrocie na Ziemię plemniki wykorzystano do zapłodnienia – i uzyskano setki zdrowych młodych, które następnie wydały na świat kolejne pokolenia. To sugeruje, iż przynajmniej część procesów reprodukcyjnych może być odporna na warunki kosmiczne, o ile zastosuje się odpowiednie techniki ochrony materiału genetycznego.

Kobiety w kosmosie: największa luka w danych

Najbardziej niepokojący jest fakt, iż wciąż wiemy bardzo mało o wpływie kosmosu na płodność kobiet. Do 2024 r. w kosmos poleciało zaledwie 155 kobiet – za mało, by wyciągać statystycznie wiarygodne wnioski.

Jonny Kim prowadzi badania w schowku rękawicowym do nauki o życiu w warunkach mikrograwitacji modułu laboratoryjnego Destiny na ISS

Dane z krótkich misji wahadłowców sugerują, iż późniejsze ciąże przebiegały normalnie. Ale w przypadku misji długoterminowych – wielomiesięcznych pobytów na ISS – baza danych jest dramatycznie mała.

Tymczasem badania na zwierzętach pokazują, iż ekspozycja na promieniowanie i mikrograwitację może zaburzać cykl menstruacyjny, obniżać ekspresję receptorów estrogenowych i progesteronowych oraz wpływać na funkcjonowanie jajników i macicy. To sygnał ostrzegawczy, którego nie można ignorować.

IVF w kosmosie

Choć brzmi to jak scenariusz z The Expanse to technologie IVF (zapłodnienie pozaustrojowe) w kosmosie nie są już futurystyczną fantazją. Palmer podkreśla, iż współczesne systemy do przechowywania gamet, hodowli embrionów i analizy genetycznej są na tyle zminiaturyzowane i zautomatyzowane, iż ich adaptacja do warunków orbitalnych jest kwestią czasu.

Prywatne firmy już nad tym pracują. SpaceBorn United rozwija prototyp kosmicznego inkubatora embrionów, który ma umożliwić zapłodnienie i wczesny rozwój zarodków w warunkach sztucznej grawitacji. Po kilku dniach inkubator wraca na Ziemię, a materiał biologiczny jest analizowany. Pierwsze testy prowadzone są na komórkach myszy, ale kolejne etapy mają obejmować ludzkie komórki macierzyste, a w przyszłości – ludzkie gamety.

Astronautka i IVF: realny przykład, realne komplikacje

Kwestia reprodukcji w kosmosie to nie tylko teoria. Kellie Gerardi, 90. kobieta w historii, która poleciała w kosmos, przeszła procedurę IVF w 2024 r., zmagając się z wtórną niepłodnością. Jej przypadek pokazuje, jak skomplikowane stają się decyzje reprodukcyjne, gdy kariera astronautki wiąże się z ekspozycją na promieniowanie, lotami parabolicznymi i długotrwałym stresem fizjologicznym.

Sunity Williams wkładająca próbki biologiczne do zamrażarki laboratoryjnej Minus Eighty na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

Specjaliści zalecają astronautom planującym potomstwo wcześniejsze zamrożenie komórek jajowych, plemników lub embrionów. To dziś jedyna metoda, która realnie zwiększa szanse na zdrową ciążę po powrocie z misji.

Okno na regulacje właśnie się domyka

Wraz z rosnącymi ambicjami kosmicznymi ludzkości rośnie też potrzeba stworzenia jasnych zasad dotyczących tego, co wolno, a czego absolutnie nie wolno robić w kontekście ludzkiej reprodukcji poza Ziemią. Autorzy raportu nie pozostawiają tu żadnych wątpliwości: nie będzie eksperymentów z udziałem ciężarnych ludzi w kosmosie. Nie teraz, nie za dekadę, nie w ogóle.

Badania będą prowadzone wyłącznie w oparciu o modele zwierzęce, symulowane środowiska i technologie, które pozwalają odtwarzać warunki kosmiczne bez narażania ludzi. To jedyna etycznie dopuszczalna droga.

Palmer podkreśla, iż wejście w tę nową dziedzinę badań wymaga natychmiastowego działania. – Potrzebujemy międzynarodowych ram i wspólnej komisji etycznej, zanim praktyka wyprzedzi regulacje – mówi. Taka komisja miałaby nie tylko pilnować bezpieczeństwa i przejrzystości badań, ale również chronić przyszłe pokolenia ludzi, którzy mogą kiedyś żyć i pracować poza Ziemią.

Warto pamiętać, iż wiele z rozwiązań będzie miało zastosowanie również na Ziemi. Badania nad wpływem mikrograwitacji na gospodarkę hormonalną czy nad ochroną DNA przed promieniowaniem mogą przynieść korzyści także pacjentom onkologicznym czy osobom z zaburzeniami płodności. Palmer podkreśla, iż technologie IVF w kosmosie nie są futurystyczną mrzonką. To naturalne rozszerzenie narzędzi, które już dziś są zminiaturyzowane, zautomatyzowane i wspierane przez sztuczną inteligencję.

Technologia pędzi naprzód, więc regulacje muszą nadążyć – inaczej etyka stanie się tylko akademicką analizą tego, co już dawno wymknęło się spod kontroli.