Espaço

A espécie humana conseguirá se reproduzir em Marte? Pode ser mais difícil do que se imagina

Para possibilitar uma vida sustentável fora da Terra, os humanos terão primeiro que responder algumas perguntas sobre biologia. Segunda-feira, 17 Dezembro

Por Nadia Drake

Pense no futuro, daqui a algumas décadas ou daqui a meio século, humanos vivendo em Marte não será algo inconcebível—estaremos construindo casas, nos locomovendo em veículos espaciais, explorando o subsolo para encontrar recursos e produzindo a primeira geração de marcianos bípedes.

Entretanto, ninguém realmente sabe se os humanos podem se reproduzir no espaço, seja durante um voo espacial ou em um outro planeta. Não estamos falando de ter relações sexuais em um ambiente com gravidade (muito) menor, um problema da física que pode ser facilmente resolvido. A questão é que pouco se sabe sobre como o espaço afeta a sequência biológica de eventos necessários para que um novo ser humano se desenvolva, da fertilização ao desmame.

Não pelo fato de que não tenhamos tentado descobrir. Camundongos, ratos, salamandras, sapos, peixes e plantas já foram utilizados em experimentos para estudar como a ida ao espaço afeta a reprodução. Contudo os resultados obtidos até o momento são mistos e inconclusivos.

"A todos os grandes gurus da tecnologia que desejam ver os humanos como uma civilização multiplanetária—essa é uma pergunta importante que ninguém respondeu ainda", diz Kris Lehnhardt, físico da Faculdade Baylor de Medicina, que se especializou em medicina espacial.

"Todos estão focados nos equipamentos, e eles são ótimos mas, no fim, são as criaturas de carne e osso que estragam tudo. Ignorar o sistema humano em planos e desenhos futuros nos levará ao fracasso".

A gravidade da situação

Na Terra, processos evolucionários foram ajustados para funcionar em um ambiente caracterizado por uma das forças mais básicas de nosso planeta: a gravidade. No espaço, praticamente não há gravidade e em Marte ela é cerca de 38 por cento menor do que na Terra. Até agora, ninguém chegou perto de descobrir como um ambiente com gravidade parcial poderia afetar a reprodução dos mamíferos.

Além disso, a radiação no espaço é mais forte e possivelmente mais prejudicial do que aqui porque o campo magnético da Terra ajuda a proteger o planeta de partículas cósmicas energéticas. Altas doses de radiação já são um grande problema para astronautas adultos e as agências espaciais monitoram de perto o quanto eles são expostos quando estão em órbita. O que essa radiação poderia causar a um feto, que é muito mais sensível do ponto de vista do desenvolvimento, é realmente uma preocupação.

Os efeitos da gravidade e da radiação na reprodução são, até o momento, os principais problemas que os cientistas tentam solucionar. E, devido às questões éticas envolvidas na investigação de riscos médicos em humanos, há décadas, os cientistas enviam diversos outros animais e seus tecidos ao espaço.

Experimentos iniciais, realizados pelos soviéticos no final da década de 1970, incluíram colocar diversos ratos em órbita a bordo do satélite Cosmos 1129. Quando os animais retornaram, os pesquisadores encontraram evidências de que eles haviam acasalado no espaço, mas nenhuma das fêmeas pariu, o que não foi nenhuma surpresa para os que estudam esses roedores, considerando a sensibilidade deles a perturbações no ambiente.

Posteriormente, o cientista da Nasa April Ronca enviou ratas prenhas ao espaço e observou como a viagem espacial afetou os estágios posteriores da gestação. De volta à Terra, o parto foi relativamente normal, mas outras pesquisas sugerem que filhotes de rato expostos à microgravidade desenvolvem sistema vestibular anormal, ou seja, o sistema interno do ouvido associado à percepção da direção do movimento e à orientação.

Viagens ao espaço também parecem reduzir a contagem total de esperma nos ratos e aumentar as anormalidades. Ainda, Roca escreveu que "os dados disponíveis sugerem que diversos aspectos da gestação, do parto e do desenvolvimento inicial dos mamíferos podem se desenrolar em condições de gravidade alterada".

Em camundongos, a história é igualmente complicada. Pesquisas sugerem que as duas espécies de roedores têm respostas diferentes a alterações na gravidade. Embriões de camundongo de duas células enviados ao espaço a bordo do ônibus espacial Columbianão se desenvolveram, ao contrário dos animais que ficaram na Terra e serviram de controle, que amadureceram normalmente. Posteriormente, pesquisas em ambientes com microgravidade simulada (gerada por um equipamento rotatório chamado clinostato) demonstraram que ao passo que a fertilização in vitro possa ocorrer normalmente, embriões cultivados sob microgravidade e transferidos a uma fêmea de camundongo não foram implantados e não se desenvolveram no ritmo normal.

Mais recentemente, um estudo liderado por pesquisadores japoneses descobriu que esperma de camundongo liofilizado poderia produzir embriões após passar nove meses no espaço. Outros trabalhos demonstram que grilos, nematódeos e moscas podem se reproduzir com sucesso no espaço. Ainda, o peixe japonês medaka acasalou e se reproduziu a bordo do ônibus espacial Columbia.

Enquanto isso, ovos de salamandra da espécie Pleurodeles waltl, fertilizados a bordo da Mir, a estação espacial russa, produziram embriões que se desenvolveram e se transformaram em larvas, porém, apresentaram algumas alterações. Experimentos em ouriços-do-mar também sugerem que a fertilização no espaço seja possível, mas que a microgravidade drasticamente afeta a mobilidade dos espermatozoides. E ovos de codorna mantidos em uma incubadora a bordo da Mir não se desenvolveram normalmente.

Considerados em conjunto, esses e outros experimentos não conseguiram fornecer uma imagem coesa de como o espaço afeta a reprodução.

"Se dividirmos a reprodução e analisarmos cada uma de suas diversas etapas... perceberemos que nunca houve um programa científico exclusivo que observasse como cada uma delas é afetada pelo ambiente espacial", diz Lehnhardt. "Uma coisa é saber que a reprodução é possível, outra é saber que ela pode ocorrer com segurança e apresentar um desfecho satisfatório".

No geral, o cenário não é positivo para os mamíferos, nos quais o desenvolvimento embrionário começa com uma complicada troca entre mãe e feto, que fica ainda mais complexa a partir desse ponto.

"Quase todos os estudos demonstraram que no espaço há duas possibilidades: ou as coisas não funcionam ou elas funcionam, mas não como deveriam—e conforme avançamos, precisamos de estudos melhores e maiores, e de estudos realizados em humanos", diz James Nodler da Clínica de Fertilidade de Houston, que analisou a relação entre gravidade e desenvolvimento embrionário.

Camundongos e humanos

Em uma tentativa de abordar algumas das preocupações relacionadas à ocupação de Marte por humanos em longo prazo, uma equipe sediada principalmente no Centro de Pesquisa Langley da Nasa criou um experimento que permitiria aos cientistas estudar os efeitos em longo prazo da gravidade parcial na reprodução dos mamíferos.

"Antes de investirmos em habilidades para a realização de esforços tão pioneiros, é necessário investigar os desafios da reprodução de múltiplas gerações de mamíferos em um ambiente com gravidade parcial", escreveram os cientistas. "Os humanos podem ter que enfrentar desafios reprodutivos em ambientes com gravidade diferente da encontrada na Terra, já que as forças gravitacionais podem interromper processos do ciclo de vida dos mamíferos e ativamente modificar o genoma, sendo que tais modificações podem ser transmitidas de forma hereditária".

Conforme imaginado, o experimento envolveria colocar uma colônia de camundongos em órbita lunar, em um habitat rotativo que poderia ser observado e operado quase que totalmente de forma autônoma, por 600 câmeras e com cuidados prestados por telerrobótica.

Denominado MICEHAB, sigla em inglês para Colônia Independente de Múltiplas Gerações para Habitação Extraterrestre, Autonomia e Saúde Comportamental, o experimento estudaria os efeitos do espaço e da gravidade parcial em pelo menos três gerações de camundongos por ano, sendo que os cientistas monitorariam as taxas de nascimento e a saúde geral dos animais.

Cerca de uma vez ao ano, a colônia autônoma de camundongos visitaria um habitat planejado por humanos no espaço cislunar, permitindo que astronautas retirassem amostras do experimento e realizassem qualquer manutenção necessária, sendo que o objetivo seria realizar o experimento por 10 anos.

"Pesquisas sobre a reprodução de mamíferos em condições de gravidade parcial devem ser realizadas antes do final da década de 2020 para informar decisões de design em futuras missões humanas a Marte", escreveram os cientistas. "Assentamentos permanentes na superfície podem ser inviáveis se os desafios de reprodução em gravidade parcial forem muito grandes para serem superados".

Porém, no momento, não há indicação de que o MICEHAB seja iniciado logo – e mesmo que fosse, alguns cientistas se preocupam com o fato de que talvez ele não forneça todas as respostas que tanto desejamos obter sobre nós mesmos. A reprodução humana é bastante diferente até mesmo da reprodução de outros primatas e nenhum dos organismos estudados até agora é um representante adequado, diz Nodler, endocrinologista reprodutivo especializado em tecnologias de reprodução assistida.

"Se analisarmos os primeiros estudos sobre fertilização in vitro, eles ignoraram muitos estudos com camundongos e primatas—simplesmente não é a mesma coisa", diz Nodler. "Não será possível evitar que se realize, em algum momento, estudos com humanos para entender o que realmente acontece".

A ética e os embriões

Contudo decidir quais experimentos realizar depende dos limites estabelecidos, explica Nodler, e se estamos indo além daquilo que chamamos de reprodução "normal" e considerando tecnologias assistidas para produzir uma geração de marcianos.

"O nosso objetivo é enviar um homem e uma mulher, permitir que tenham relações sexuais e ver se eles conseguem ter um filho?" pergunta ele. "Ou queremos pegar diversos embriões, congelá-los na Terra, enviá-los a Marte e depois descongelá-los?

Realizar o primeiro experimento é bem simples do ponto de vista técnico, embora repleto de possíveis obstáculos éticos. E, embora estudar os efeitos precisos do ambiente espacial em embriões humanos seja mais difícil, é algo viável de ser realizado hoje em dia, exceto por uma quantidade ainda maior de obstáculos morais e éticos.

Por exemplo, os cientistas poderiam enviar esperma e óvulos humanos à Estação Espacial Internacional, tentar uma fertilização in vitro para ver se funcionaria e então ver quantos embriões foram produzidos comparado com os controles na Terra.

"O problema é que esses embriões são possivelmente viáveis e as pessoas se incomodariam com isso", explica Nodler.

Os cientistas também poderiam enviar embriões já fertilizados à EEI e observar como o espaço afeta o desenvolvimento, os danos ao DNA e o reparo. Isso poderia ser feito, completa Nodler, com embriões que já não possuem nenhuma chance de se desenvolverem normalmente—o que poderia aliviar alguns dos desafios éticos—mas o real propósito é analisar os efeitos do espaço em embriões viáveis.

"Mantenha-os congelados na EEI por seis meses a um ano, traga-os de volta à Terra e use-os para tentar obter um nascido-vivo. Seria muito, mas muito difícil obter esse tipo de aprovação mas, em algum momento, será preciso fazer isso", diz ele, observando que "possuímos diversos embriões que foram descartados e autorizados pelos pacientes a serem utilizados para pesquisa científica. O problema é conseguir alguém que me deixe usá-los para esse fim".

Lehnhardt concorda que será difícil estudar a reprodução humana no espaço sem realmente realizar estudos com humanos, e isso significa estar disposto a lidar não somente com os desafios científicos, mas com os éticos também, e o mais breve possível.

"Os desafios morais e éticos não irão desaparecer", comenta ele. "Sendo assim, teremos que enfrentá-los sem rodeios à medida que trabalhamos com coisas desse tipo no futuro".

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