Ожидание ребёнка в космосе: как наука хочет преодолеть биологические барьеры

Последние 60 лет истории космонавтики человечество изучает биологические границы, при которых в космосе может родиться ребёнок. Последний масштабный аналитический обзор, опубликованный учёными института Эчоес оф те Cosmos, показал, насколько сложны процессы размножения и воспроизводства потомства за пределами атмосферы Земли. Поскольку до сих пор ни одной беременности в космосе не зафиксировано, все научные выводы основаны на экспериментах с морскими свинками, крысами и мышами. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает .

Оказалось, что в условиях микрогравитации искусственное оплодотворение технически возможно: у мышей его успешность составила 84 процента, что близко к показателю на Земле. Однако затем начинаются системные сбои. Формирование бластоцисты замедляется, доля успешных имплантаций резко снижается, а количество живорождённых детёнышей оказывается в несколько раз меньше, чем на Земле. В экспериментах на спутнике СДж-10 в 2016 году эмбрионы мышей развивались, однако у них наблюдались массивные повреждения ДНК и глобальное гипометилирование. Основной причиной считается космическая радиация — доза облучения 0,15 миллигрей в сутки.

Воздействие радиации и микрогравитации

По данным иксбт.ком, космическая радиация серьёзно повреждает родительские клетки. Высокоэнергетические тяжёлые ионы — ХЗЭ-частицы — вызывают фрагментацию ДНК сперматозоидов и окислительный стресс. У самок овариальный резерв быстро истощается, а созревание ооцитов нарушается из-за дисфункции митохондрий. В отсутствие гравитационного вектора веретено деления теряет ориентацию, и увеличивается число анеуплоидных яйцеклеток с неправильным набором хромосом.

Даже при успешном оплодотворении микрогравитация нарушает механику беременности. В невесомости сердечно-сосудистая система матери теряет объём плазмы и сосудистый тонус. Между тем нормальная беременность требует резкого увеличения кровотока для питания плаценты. Поэтому естественная беременность с самых ранних этапов связана с неприемлемо высоким риском.

Технологические решения проблемы

Чтобы выйти из этой сложной ситуации, исследователи рассматривают три основных технологических сценария. Первый направлен на модификацию среды; к нему относятся вращающиеся орбитальные станции, восстанавливающие гравитацию 1 г. Второе направление — концепция кибернетической медицины и замкнутых систем, получившая название СРАЭТ (Сйнтетик Репродуктиве Адаптиве Энханкемент Течнологй). Третье предполагает прямое изменение человеческой биологии с помощью соматической и репродуктивной генной инженерии.

Концепция СРАЭТ привлекает внимание как наиболее разработанная система. Это не просто искусственная матка, а герметичный инкубатор, оснащённый датчиками радиации, материалами переменной плотности — нанотрубками из гидрогенизированного нитрида бора — и водяными экранами. Внутри системы находятся микрофлюидные чипы с биомиметическим каналом, имитирующим биохимию маточной трубы и матки, а также создаётся среда с искусственной амниотической жидкостью.

Полученные данные показывают, что взрослые организмы быстро деградируют в невесомости: кости теряют плотность, а сердце атрофируется. Однако эмбрион и плод обладают высокой адаптивностью. Система СРАЭТ стремится использовать эту пластичность, адаптируя развивающийся организм с помощью контролируемых стрессоров. Тем не менее специалисты подчёркивают, что ни один из этих элементов пока не готов к клиническому применению, а редактирование КРИСПР запрещено. Эта инфраструктура — первый концептуальный шаг к тому, чтобы рождение здорового ребёнка на Марсе стало не научной фантастикой, а реальной целью.