Các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện tế bào sinh sản người phát triển kém trong môi trường không gian, với tỷ lệ hình thành tế bào mầm nguyên thủy giảm khoảng một nửa, đặt ra thách thức cho viễn cảnh con người sinh sản ngoài Trái đất.
Nghiên cứu trên tàu Thiên Châu
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Vật lý Kỹ thuật Thượng Hải, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Thanh Hoa đã sử dụng hai sứ mệnh tàu chở hàng Thiên Châu để nuôi cấy và nghiên cứu quá trình biệt hóa của tế bào sinh sản người trong không gian. Kết quả được công bố trên tạp chí Science Advances.
Theo đó, trong môi trường không gian, tỷ lệ hình thành tế bào mầm nguyên thủy – tiền thân sớm nhất của tế bào sinh sản – giảm khoảng một nửa, trong khi tế bào gốc sinh tinh ở giai đoạn đầu tăng sinh chậm hơn hơn 25%. Nguyên nhân chủ yếu do vi trọng lực và bức xạ vũ trụ.
Thiết bị nuôi cấy tự động
Giáo sư Trương Đào, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: “Khi các sứ mệnh kéo dài làm gia tăng khả năng con người mang thai trong không gian, những tế bào mầm tiền sản trở thành mắt xích dễ tổn thương cần được đánh giá trong các nghiên cứu về rủi ro sinh sản”. Nhóm đã phát triển lò phản ứng sinh học nuôi cấy tế bào hoàn toàn tự động, tích hợp hệ thống ghi hình thời gian thực, được thiết kế riêng cho không gian.
Thiết bị lần đầu được sử dụng trong sứ mệnh Thiên Châu-1 (tháng 4/2017), hoàn thành thí nghiệm nuôi cấy và cảm ứng tế bào gốc kéo dài 30 ngày. Tuy nhiên, do chưa thể thu hồi đầy đủ mẫu vật, các phân tích định lượng bị hạn chế. Đến sứ mệnh Thiên Châu-6 (tháng 5/2023), hệ thống được tối ưu hóa, có thể đồng thời cảm ứng 3 loại tế bào mầm, ghi hình và truyền dữ liệu về Trái đất.
Kết quả thí nghiệm
Trên trạm vũ trụ Thiên Cung, phi hành gia lắp đặt hệ thống nuôi cấy tự động tại mô-đun Vấn Thiên. Quá trình biệt hóa diễn ra tự động, ghi hình mỗi 24 giờ. Tháng 6/2023, mẫu vật được bảo quản ở -80 độ C và đưa về Trái đất.
So với nhóm đối chứng trên mặt đất, tỷ lệ tạo thành tế bào mầm nguyên thủy giảm một nửa. Tỷ lệ tế bào dương tính với hiPGC chỉ còn 2-6%, trong khi nhóm đối chứng đạt 6-15%. Điều này cho thấy môi trường không gian ức chế quá trình biệt hóa, khiến tế bào khó phát triển thành trứng hoặc tinh trùng. Tổng số tế bào gốc sinh tinh trong không gian giảm 26% so với mặt đất.
Hy vọng từ kết quả
Không phải mọi kết quả đều tiêu cực. Hoạt tính và tổng số nang noãn từ tế bào người không suy giảm đáng kể, cho thấy bức xạ không gian chỉ ảnh hưởng hạn chế trong ngắn hạn. Các mẫu được nuôi cấy tối đa 15 ngày, tổng liều bức xạ trong khoang tàu ở mức thấp điển hình của quỹ đạo Trái đất thấp. Dù tổn thương bộ gene tăng theo thời gian, nhưng 15 ngày chưa gây tổn thương diện rộng.
