Microgravidade pode desorientar espermatozoides, mostra estudo da Universidade de Adelaide

Uma viagem ao espaço pode, muito literalmente, deixar o esperma masculino humano às escuras - a mover-se sem rumo e a “andar às voltas”.

Investigadores da Universidade de Adelaide, na Austrália, demonstraram em laboratório que a ausência de gravidade pode jogar contra os nossos gâmetas - um risco potencial das viagens espaciais tanto para humanos como para os mamíferos que possamos levar connosco.

O clinóstato 3D e a simulação de microgravidade

Para reproduzir, na Terra, condições de microgravidade, a equipa recorreu a um clinóstato 3D: um equipamento que roda de forma regular, impedindo que as amostras biológicas mantenham uma perceção consistente do que é “cima” e “baixo”.

Com esta ferramenta, os cientistas testaram de que modo o esperma de humanos, porcos e roedores conseguia percorrer um canal quando lhe faltava a tração habitual da gravidade como referência.

Na prática, foi como se os espermatozoides fossem “vendados e rodopiados” e, só depois, colocados à procura de um óvulo a que pudessem “ancorar” o seu futuro - uma espécie de jogo de festa em miniatura, mas com implicações muito mais sérias.

Microgravidade e orientação dos espermatozoides no trato reprodutor

O canal por onde os espermatozoides tinham de avançar foi concebido para imitar o trato reprodutor feminino dos mamíferos. Quando a noção de orientação se torna confusa - o que é frente e trás, o que é acima e abaixo - a navegação torna-se mais difícil.

"Observámos uma redução significativa no número de espermatozoides que conseguiram encontrar com sucesso o caminho através do labirinto da câmara em condições de microgravidade, em comparação com a gravidade normal", explica a bióloga Nicole McPherson, da Universidade de Adelaide.

"Isto verificou-se em todos os modelos, apesar de não existirem alterações na forma como os espermatozoides se movem fisicamente. Isto indica que a perda de direção não se deveu a uma alteração na motilidade, mas a outros elementos."

Estes resultados acrescentam informação a um estudo de 2024 que concluiu que espermatozoides humanos expostos a níveis de gravidade flutuantes apresentavam reduções marcadas no movimento e na saúde.

Agora, ao que tudo indica, esse tipo de alteração também pode afetar a capacidade de um espermatozoide se orientar ao longo de um canal.

Porque é que a gravidade faz diferença (e o papel da progesterona)

A equipa do novo trabalho, liderada pela imunologista reprodutiva Hannah Lyons, não consegue ainda apontar a causa exata do fenómeno. Ainda assim, a hipótese avançada é que, sem uma força gravitacional estável, as células espermáticas deixam de manter um contacto eficaz com as paredes do canal - paredes essas que podem ajudar a determinar o percurso a seguir.

Apesar disso, a gravidade não é o único “guia” disponível. No ensaio, os investigadores conseguiram levar espermatozoides humanos, mesmo em microgravidade, até ao fim do labirinto - desde que fosse criado um trilho químico forte através da hormona progesterona.

"Estas descobertas sublinham a importância das respostas quimiotáticas dos espermatozoides sob microgravidade", concluem os autores.

"Curiosamente, os nossos resultados indicam que os espermatozoides podem possuir processos adaptativos que lhes permitem alcançar o local de fertilização mesmo na ausência de gravidade."

Efeitos na fertilização e no desenvolvimento embrionário

A falta de gravidade poderá, no entanto, perturbar mais do que a simples orientação. Mesmo que um espermatozoide exposto à microgravidade consiga chegar ao óvulo, podem existir consequências posteriores.

Quando a equipa submeteu espermatozoides de rato ao clinóstato durante quatro horas e, em seguida, os colocou em contacto com óvulos, as taxas de fertilização foram 30% menos bem-sucedidas do que com espermatozoides típicos.

"Observámos taxas de fertilização reduzidas durante quatro a seis horas de exposição à microgravidade", afirma McPherson.

"A exposição prolongada pareceu ser ainda mais prejudicial, resultando em atrasos no desenvolvimento e, em alguns casos, em menos células que acabam por formar o feto nas fases mais precoces da formação do embrião."

Não é claro se o mesmo se verifica em humanos, mas, no clinóstato, o comportamento do esperma humano e do esperma de rato foi semelhante.

À medida que os voos espaciais comerciais aceleram, alguns cientistas têm alertado que sabemos demasiado pouco sobre a forma como a microgravidade e outros perigos do espaço, como a radiação, podem afetar as gónadas humanas e a reprodução.

"Estas perspetivas… sublinham a complexidade do sucesso reprodutivo em microgravidade e a necessidade crítica de mais investigação em todas as etapas do desenvolvimento inicial", concluem os investigadores da Universidade de Adelaide.

"Compreender a sensibilidade molecular e mecânica dos gâmetas e dos embriões a gravidades alteradas é essencial para garantir a sustentabilidade reprodutiva a longo prazo de humanos e de animais de criação no espaço."

O estudo foi publicado na revista Communications Biology.