از آغاز قرن بیست‌ویکم، اثرات فزاینده‌ی تغییرات اقلیمی الهام‌بخش طرح‌های متعددی برای اسکان انسان در فضا بوده است. برای بسیاری از پژوهشگران و آینده‌پژوهان، ایجاد سکونتگاه‌هایی در فضا یا بر روی اجرام آسمانی دیگر تنها یک رؤیای علمی‌تخیلی نیست، بلکه مسأله‌ای حیاتی و مرتبط با بقا به شمار می‌آید. ایده‌ی «پناهگاه‌های پشتیبان» یا مکان‌های جایگزین برای بشریت، از این نگرانی سرچشمه می‌گیرد که اگر حادثه‌ای فاجعه‌آمیز در زمین رخ دهد، بقای گونه‌ی انسانی در معرض نابودی کامل قرار نگیرد.
اما این چشم‌انداز پرچالش است؛ چرا که سفرهای فضایی خود خطرهای بسیاری را در بر دارند. قرار گرفتن در معرض پرتوهای کیهانی، آثار فیزیولوژیکی و روان‌شناختی زندگی در شرایط ریزگرانش (microgravity)، و محدودیت‌های طولانی‌مدت زیستی از جمله‌ی این مشکلات‌اند. پژوهش‌های مداوم در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) نشان داده‌اند که اقامت در فضا می‌تواند پیامدهایی همچون تحلیل عضلات، کاهش تراکم استخوان، و حتی تغییرات ژنتیکی در بدن فضانوردان ایجاد کند.
یکی از پرسش‌های مهم و همچنان بی‌پاسخ این است که حضور طولانی در فضا چه تأثیری بر توانایی انسان و سایر موجودات برای تولیدمثل خواهد داشت. این پرسش به‌ویژه در ارتباط با سلول‌های زایشی ـ شامل سلول‌های پیش‌ساز تخمک و اسپرم ـ اهمیت ویژه‌ای دارد. زیرا هر آسیبی که به این سلول‌ها وارد شود، می‌تواند به نسل‌های بعدی منتقل گردد و پیامدهای برگشت‌ناپذیری داشته باشد.
در همین راستا، گروهی از پژوهشگران دانشگاه کیوتو در ژاپن به بررسی این موضوع پرداختند. آنان با استفاده از سلول‌های بنیادی موش‌ها آزمایشی طراحی کردند تا میزان آسیب احتمالی سفر فضایی بر سلول‌های زایشی و توانایی تولید نسل بعد را ارزیابی کنند. نتیجه‌ی این آزمایش بسیار امیدبخش بود: از سلول‌های بنیادی که ماه‌ها در فضا نگهداری شده بودند، نسل جدیدی از موش‌های سالم متولد شد. این یافته نه تنها برای آینده‌ی پژوهش‌های زیستی در فضا دلگرم‌کننده است، بلکه برای تداوم حیات انسان و سایر جاندارانی که ممکن است روزی در فضا به دنیا بیایند، نویدبخش است.
این تحقیق در نشریه‌ی Stem Cell Reports منتشر شده و رهبری آن بر عهده‌ی «میتو کاناتسو-شینهارا»، استاد ژنتیک مولکولی در دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه کیوتو و همچنین پژوهشگر آژانس تحقیقات پزشکی و توسعه‌ی ژاپن (AMED) بوده است. در این پروژه، همکارانی از مراکز برجسته‌ی علمی ژاپن حضور داشتند: مرکز پژوهش سلول‌های بنیادی iPS و مؤسسه‌ی مطالعات پیشرفته‌ی زیست‌شناسی انسانی (WPI-ASHIBi) در دانشگاه کیوتو، مرکز هوش پیشرفته ریکن (AIP)، انجمن فضایی ژاپن و سازمان اکتشافات هوافضای ژاپن (JAXA).
مطالعات پیشین بر روی سلول‌های بنیادی جنینی نشان داده بود که قرار گرفتن در محیط فضایی منجر به بروز ناهنجاری‌هایی می‌شود، اما علت دقیق این تغییرات مشخص نبود. همین موضوع انگیزه‌ای شد برای پروفسور کاناتسو-شینهارا و همکارانش تا پژوهشی دقیق‌تر طراحی کنند. آنان نمونه‌هایی از سلول‌های بنیادی اسپرماتوزوآیی موش را منجمد کرده و به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستادند تا به مدت شش ماه در آنجا نگهداری شود. دلیل انتخاب این سلول‌ها، چرخه‌ی کوتاه‌تر باروری آن‌ها در مقایسه با انسان بود. پس از بازگشت نمونه‌ها به زمین، آزمایش‌ها نشان داد که سلول‌ها دچار هیچ ناهنجاری آشکاری نشده‌اند.
سه تا چهار ماه بعد، این نمونه‌ها از حالت انجماد خارج شدند و به بیضه‌های موش‌های نر تزریق گردیدند. این موش‌ها با موش‌های ماده جفت‌گیری کردند و نتیجه، تولد نسل جدیدی از موش‌ها بود که به «موش‌های فضایی» معروف شدند. بررسی‌ها نشان داد که این نوزادان سالم بوده و بیان ژنی طبیعی داشتند. در حالی‌که تیم تحقیقاتی انتظار داشتند حساسیت بالای سلول‌های بنیادی به پرتوها سبب آسیب‌دیدگی آن‌ها شود، نتایج برخلاف پیش‌بینی‌ها نشان داد اثرات زیان‌بار فضا بسیار کمتر از چیزی است که تصور می‌شد. در عوض، بخش قابل توجهی از سلول‌ها به دلیل استفاده از پراکسید هیدروژن در فرآیند انجماد از بین رفته بودند.
یافته‌ی مهم دیگر این بود که سلول‌های زایشی منجمدشده می‌توانند دست‌کم برای شش ماه قابلیت باروری خود را حفظ کنند. پروفسور کاناتسو-شینهارا در این باره توضیح داد:
«ضروری است که بررسی کنیم تا چه مدت می‌توان سلول‌های زایشی را در ایستگاه فضایی بین‌المللی نگهداری کرد، تا بهتر بتوانیم مرزهای این ذخیره‌سازی را برای مأموریت‌های فضایی آینده‌ی بشر درک کنیم. ما همچنان بخشی از سلول‌های بنیادی اسپرماتوزوآیی را در ISS منجمد داریم و قصد داریم تحلیل‌های بیشتری انجام دهیم.»
این نتایج تأییدکننده‌ی مطالعات پیشین است که نشان داده بودند سلول‌های بنیادی گونه‌های مختلف می‌توانند برای مدت‌های طولانی منجمد شوند و همچنان توانایی تولید اسپرم را حفظ کنند. بدین ترتیب، این پژوهش گامی اساسی در جهت ایجاد بانک‌های سلول‌های بنیادی برای مأموریت‌های طولانی‌مدت فضایی به شمار می‌رود.
البته پژوهشگران تأکید می‌کنند که هنوز سؤالات بسیاری باقی مانده است. بررسی سلامت بلندمدت این موش‌ها و نسل‌های بعدی آن‌ها ضروری است، زیرا احتمال بروز مشکلات دیرهنگام در طول زندگی همچنان وجود دارد. همچنین، هنوز فاصله‌ی زیادی تا بررسی تأثیر مستقیم سفر فضایی بر باروری و تولیدمثل انسان باقی است.
در مجموع، این تحقیق پیام مهمی برای آینده دارد: امکان حفظ و استفاده از سلول‌های بنیادی در شرایط سخت فضا وجود دارد، و این دستاورد می‌تواند بنیانی برای تداوم نسل بشر در ورای مرزهای زمین باشد. اگرچه چالش‌های علمی و اخلاقی فراوانی پیش روست، اما هر گام در این مسیر ما را به تحقق رؤیای اسکان پایدار در فضا نزدیک‌تر می‌کند.
