Dengan misi yang diusulkan ke Mars dan rencana untuk membangun pos-pos di Bulan dalam beberapa dekade mendatang, ada beberapa pertanyaan tentang apa efek waktu yang dihabiskan di ruang angkasa atau di planet lain terhadap tubuh manusia. Di luar rentang pertanyaan normal mengenai efek radiasi dan kadar lebih rendah pada otot, tulang, dan organ kita, ada juga pertanyaan tentang bagaimana perjalanan ruang angkasa dapat memengaruhi kemampuan kita untuk bereproduksi.
Awal pekan ini - pada hari Senin, 22 Mei - sebuah tim peneliti Jepang mengumumkan temuan yang dapat menjelaskan pertanyaan ini. Dengan menggunakan sampel sperma tikus beku-kering, tim tersebut mampu menghasilkan sampah bayi-bayi yang sehat. Sebagai bagian dari studi kesuburan, sperma tikus telah menghabiskan sembilan bulan di Stasiun Luar Angkasa Internasional (antara 2013 dan 2014). Pertanyaan sebenarnya sekarang adalah, bisakah hal yang sama dilakukan untuk bayi manusia?
Penelitian ini dipimpin oleh, seorang peneliti mahasiswa di Pusat Bioteknologi Lanjut Universitas Yamanashi. Seperti yang dia dan rekan-rekannya jelaskan dalam studi mereka - yang baru-baru ini diterbitkan di Prosiding Akademi Sains Nasional - Teknologi reproduksi berbantuan akan dibutuhkan jika umat manusia berniat untuk hidup di luar angkasa dalam jangka panjang.
Karena itu, studi yang membahas efek yang mungkin terjadi di ruang angkasa terhadap reproduksi manusia diperlukan terlebih dahulu. Ini perlu mengatasi dampak gayaberat mikro (atau gravitasi rendah) pada kesuburan, kemampuan manusia untuk hamil, dan perkembangan anak-anak. Dan yang lebih penting, mereka perlu berurusan dengan salah satu bahaya terbesar menghabiskan waktu di luar angkasa - yang merupakan ancaman yang ditimbulkan oleh radiasi matahari dan kosmik.
Agar adil, orang tidak perlu pergi jauh untuk merasakan efek radiasi ruang angkasa. ISS secara teratur menerima lebih dari 100 kali jumlah radiasi yang dilakukan permukaan bumi, yang dapat mengakibatkan kerusakan genetik jika perlindungan yang memadai tidak tersedia. Pada benda-benda Matahari lainnya - seperti Mars dan Bulan, yang tidak memiliki magnetosfer pelindung - situasinya serupa.
Dan sementara efek radiasi pada orang dewasa telah dipelajari secara luas, potensi kerusakan yang dapat disebabkan oleh keturunan kita belum. Bagaimana radiasi matahari dan kosmik memengaruhi kemampuan kita untuk bereproduksi, dan bagaimana radiasi ini memengaruhi anak-anak ketika mereka masih di dalam rahim, dan begitu mereka dilahirkan? Berharap untuk mengambil langkah pertama dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, Wakayama dan rekan-rekannya memilih spermatozoa tikus.
Mereka secara khusus memilih tikus karena mereka adalah spesies mamalia yang bereproduksi secara seksual. Sebagaimana Sayaka Wakayama menjelaskan Space Magazine melalui email:
“Sejauh ini, hanya ikan atau salamander yang diperiksa untuk reproduksi di luar angkasa. Namun, spesies mamalia sangat berbeda dibandingkan dengan spesies tersebut, seperti dilahirkan dari seorang ibu (viviparity). Untuk mengetahui apakah reproduksi mamalia dimungkinkan atau tidak, kita harus menggunakan spesies mamalia untuk percobaan. Namun, spesies mamalia seperti tikus atau tikus sangat sensitif dan sulit dirawat oleh para astronot di atas ISS, terutama untuk studi reproduksi. Karena itu, kami [belum melakukan penelitian ini] sampai sekarang. Kami berencana untuk melakukan lebih banyak percobaan seperti efek gayaberat mikro untuk pengembangan embrio. ”
Sampel menghabiskan sembilan bulan di atas ISS, selama waktu mereka disimpan pada suhu konstan -95 ° C (-139 ° F). Selama peluncuran dan pemulihan, mereka berada pada suhu kamar. Setelah pengambilan, Wakayama dan timnya menemukan bahwa sampel mengalami beberapa kerusakan kecil.
"Sperma yang diawetkan di ruang angkasa memiliki kerusakan DNA bahkan setelah hanya 9 bulan oleh radiasi ruang," kata Wakayama. “Namun, kerusakan itu tidak kuat dan bisa diperbaiki ketika dibuahi oleh kapasitas oosit. Karena itu, kita dapat memperoleh keturunan yang normal dan sehat. Ini menunjukkan kepada saya bahwa kita harus memeriksa efeknya ketika sperma diawetkan untuk periode yang lebih lama. "
Selain bisa diperbaiki, sampel sperma masih bisa membuahi embrio tikus (begitu mereka dibawa kembali ke Bumi) dan menghasilkan keturunan tikus, yang semuanya tumbuh hingga matang dan menunjukkan tingkat kesuburan yang normal. Mereka juga mencatat bahwa tingkat pembuahan dan kelahiran mirip dengan kelompok kontrol, dan hanya ada sedikit perbedaan genom antara mereka dan tikus yang dibuat menggunakan sperma uji.
Dari semua ini, mereka menunjukkan bahwa sementara paparan radiasi ruang angkasa dapat merusak DNA, itu tidak perlu mempengaruhi produksi keturunan yang layak (setidaknya dalam periode sembilan bulan). Selain itu, hasil menunjukkan bahwa hewan manusia dan domestik dapat diproduksi dari spermatozoa yang diawetkan ruang, yang bisa sangat berguna ketika datang ke ruang koloni dan planet lain.
Seperti kata Wakayama, penelitian ini dibangun di atas praktik pemupukan yang sudah mapan di Bumi, dan menunjukkan bahwa praktik yang sama ini dapat digunakan di luar angkasa:
“Subjek utama kami adalah reproduksi hewan domestik. Dalam situasi saat ini di tanah, banyak hewan dilahirkan dari pengawet spermatozoa. Terutama di Jepang, 100% sapi perah dilahirkan dari sperma yang diawetkan karena alasan ekonomi dan pembiakan. Terkadang, sperma yang telah disimpan selama lebih dari 10 tahun digunakan untuk menghasilkan sapi. Jika manusia hidup di ruang angkasa selama bertahun-tahun, maka, hasil kami menunjukkan bahwa kita bisa makan bistik sapi di ruang angkasa. Untuk tujuan itu, kami melakukan penelitian ini. Bagi manusia, temuan kami mungkin akan membantu pasangan yang tidak subur. ”
Penelitian ini juga membuka jalan bagi tes tambahan yang akan berusaha mengukur efek radiasi ruang pada ova dan sistem reproduksi wanita. Tidak hanya tes ini dapat memberi tahu kita banyak tentang bagaimana waktu di ruang angkasa dapat memengaruhi kesuburan wanita, itu juga bisa memiliki implikasi serius bagi keselamatan astronot. Seperti Ulrike Luderer, seorang profesor kedokteran di University of California dan salah satu rekan penulis di koran mengatakan dalam sebuah pernyataan kepada AFP:
“Jenis paparan ini dapat menyebabkan kegagalan ovarium dini dan kanker ovarium, serta osteoporosis lainnya, penyakit kardiovaskular, dan penyakit neurokognitif seperti Alzheimer. Setengah dari astronot di kelas astronot baru NASA adalah wanita. Jadi sangat penting untuk mengetahui apa dampak kesehatan kronis yang mungkin terjadi pada wanita yang terpapar radiasi ruang angkasa jangka panjang.
Namun, masalah yang masih melekat dengan tes semacam ini adalah mampu membedakan antara efek gayaberat mikro dan radiasi. Di masa lalu, penelitian telah dilakukan yang menunjukkan bagaimana paparan gravitasi mikro yang disimulasikan dapat mengurangi kapasitas perbaikan DNA dan menginduksi kerusakan DNA pada manusia. Studi lain telah mengangkat masalah interaksi di antara keduanya, dan bagaimana percobaan lebih lanjut diperlukan untuk mengatasi dampak yang tepat dari masing-masing.
Di masa depan, dimungkinkan untuk membedakan antara keduanya dengan menempatkan sampel spermatazoa dan ova dalam torus yang mampu mensimulasikan gravitasi Bumi (1 g). Demikian pula, modul terlindung dapat digunakan untuk mengisolasi efek gravitasi mikro yang rendah atau bahkan. Di luar itu, kemungkinan akan ada ketidakpastian yang melekat sampai saat bayi benar-benar dilahirkan di ruang angkasa, atau di bulan atau lingkungan Mars.
Dan tentu saja, dampak jangka panjang dari penurunan gravitasi dan radiasi pada evolusi manusia masih harus dilihat. Kemungkinan besar, itu tidak akan menjadi jelas untuk generasi yang akan datang, dan akan membutuhkan studi multi-generasi anak-anak yang lahir jauh dari Bumi untuk melihat bagaimana mereka dan keturunan mereka berbeda.
