De mens keert terug naar de ruimte. We doen steeds meer bemenste ruimtevluchten, lanceren ruimtestations en bereiden zelfs een maanbasis voor. Dat verhoogt de kans op een eerste ruimtebaby. Zo’n zwangerschap in de ruimte zou echter grote gevaren inhouden, en vereist nog heel wat onderzoek.
In april van dit jaar verdwenen vier astronauten achter de maan. Daar waren ze ongeveer 40 minuten buiten het bereik van elke aardse communicatie. Het was de eerste keer in een halve eeuw dat mensen zo diep doordrongen in de ruimte. Na decennia van weinig interesse in bemenste ruimtemissies, vertrekken er momenteel opnieuw steeds meer mensen naar de ruimte.
Het uiteindelijke doel van de Artemis-missies, zoals de missie die vier astronauten achter de maan stuurde, is om een permanente maanbasis te stichten. China lanceert ondertussen gretig zijn taikonauten naar de ruimte. Eén van hen zou zelfs een heel jaar in de ruimte verblijven. Ook bedrijven doen mee. Er zijn commerciële ruimtestations in aanbouw die het internationale ruimtestation ISS moeten vervangen.
Dat roept echter ook vragen op. Wat zullen zulke lange verblijven buiten de atmosfeer met ons lichaam doen? En wat als er uit al die menselijke activiteit in de ruimte ook een kind komt?
“Die vraag klinkt alsof het sciencefiction is”, geeft Angelo Vermeulen toe, onderzoeker aan de TU Delft en CTO van Spaceborn United, een Nederlands bedrijf dat onderzoek doet naar voortplanting in de ruimte. “Maar dit is een vraagstuk waarmee we niet alleen in de verre toekomst geconfronteerd zullen geconfronteerd. Ook in de nabije toekomst zal dit een probleem worden.”
Ruimtebaby
De kans dat er de komende jaren een vrouw zwanger raakt in de ruimte is reëel. “Je hebt ten eerste de ruimtebasissen die we willen bouwen”, vertelt Vermeulen. “Zo willen we tijdelijke en ook permanente nederzettingen op de maan neerzetten. Er zijn daarnaast heel wat commerciële ruimtestations in ontwikkeling, die de komende jaren waarschijnlijk naar de ruimte zullen gaan. Er komt een permanent verhoogde menselijke activiteit in de ruimte.”
De kans is groot dat er daar mensen zijn die denken: ‘wij willen de eerste space-baby verwekken.’ We moeten hierover aan de alarmbel trekken.”
Ook komt ruimtetoerisme mogelijk van de grond in de komende jaren. “Daar maak ik me het meest zorgen over”, vertelt Vermeulen. “De kans is groot dat er daar mensen tussen zitten die denken: ‘wij willen de eerste spacebaby verwekken.’ We moeten hierover aan de alarmbel trekken.”
Zo’n ruimtezwangerschap zou namelijk grote risico’s inhouden. We weten heel weinig over voortplanting in de ruimte. Ethisch is het dus weinig verantwoord om een ruimtebaby te maken. “We hebben nog nooit een volledige levenscyclus voor zoogdieren doorlopen in de ruimte”, vertelt Vermeulen. “Er zijn wel experimenten gedaan, zoals het brengen van bevruchte embryo’s naar de ruimte voor enkele dagen. Maar dat is allemaal nog erg beperkt. Er is nog heel wat giswerk.”
Biologische schade
Eén van de grootste problemen voor voortplanting in de ruimte is de hogere stralingsniveaus. Mensen worden daar aan heel wat meer straling blootgesteld dan op aarde, wat mogelijk een impact heeft wanneer een vrouw daar (een deel van) haar zwangerschap zou doorbrengen.
“Buiten de beschermende atmosfeer en magnetosfeer van de aarde worden astronauten blootgesteld aan verschillende typen ioniserende straling”, vertelt Sarah Baatout, hoogleraar aan KU Leuven en UGent, en voormalig lid van het ESA Human Exploration Science Advisory Committee. “De stralingsomgeving in de ruimte verschilt sterk van die op aarde. Astronauten worden er blootgesteld aan hoogenergetische straling die meer biologische schade kan veroorzaken dan de straling die we gewoonlijk ervaren.”
Dat is erg problematisch voor de menselijke voortplanting. “Voortplantingscellen, zoals eicellen, zaadcellen en embryonale cellen, zijn zeer stralingsgevoelig”, vervolgt Baatout. “Vooral tijdens de vroege embryonale ontwikkeling kunnen DNA-schade en verstoringen van de celdeling ernstige gevolgen hebben. Het gaat bovendien niet alleen om mogelijke effecten op vruchtbaarheid, maar ook om effecten op embryonale ontwikkeling, zwangerschap en mogelijk zelfs latere generaties.”
Tegelijk is er nog veel onduidelijkheid over wat die straling zou doen met ons, en met nieuw leven. “We weten simpelweg te weinig”, vertelt Baatout. “We hebben dit nog nooit systematisch onderzocht, en er zijn nog geen zwangerschappen in de ruimte geweest. Wat we wel hebben, zijn dierenexperimenten en celstudies. Vooral tijdens de vroege zwangerschap lijkt het embryo zeer gevoelig voor straling. De meeste gegevens die we tegenwoordig hebben, komen van astronauten in een lage baan rond de aarde, waar het aardmagnetisch veld nog gedeeltelijke bescherming biedt. Voor langdurige missies naar de maan of Mars zijn de stralingsrisico’s waarschijnlijk groter. Op basis van dierexperimenteel onderzoek en kennis uit de stralingsbiologie weten we dat blootstelling tijdens kritieke ontwikkelingsfasen het risico op miskramen, groeistoornissen of neurologische afwijkingen zou kunnen verhogen.”
Daar blijft het niet bij. In de ruimte worden mensen blootgesteld aan een hele waslijst van fenomenen die waarschijnlijk negatieve gevolgen hebben voor de menselijke voortplanting. Dat gaat om zaken zoals gewijzigde dag-nachtritmes, isolatie, stress, slaapverstoring, een verandering in de hormoonregulatie, maar ook microzwaartekracht. “Er zijn al bepaalde studies hiernaar gedaan”, vertelt Vermeulen. “Zo weten we bijvoorbeeld dat een zaadcel in microzwaartekracht maar moeilijk zijn weg zal vinden.”
De zwaartekracht is ook belangrijk voor de vroege ontwikkeling van het embryo. “Het lijkt erop dat een gebrek aan zwaartekracht en straling elkaar versterken”, vertelt Vermeulen. “Het negatieve effect dat ze hebben op de voortplanting en de ontwikkeling van een embryo wordt versterkt door de onderling samenhangende effecten van beide.”
Kunstmatige zwaartekracht
Dat betekent echter niet dat we nooit op een verantwoorde manier ruimtebaby’s zullen kunnen maken. Zo zouden we in de toekomst bepaalde negatieve effecten kunnen tegengaan.
“Er zijn verschillende manieren waarop de mens zich uiteindelijk zal aanpassen aan de ruimte”, vertelt Vermeulen. “Er zullen zich bijvoorbeeld veranderingen voordoen in onze lichamen. De weerstand tegen straling varieert genetisch. Sommige astronauten zijn daar weerbaarder tegen. In de toekomst zullen mensen die in de ruimte leven meer en meer bestand zijn tegen straling. Dat is vergelijkbaar met hoe bevolkingsgroepen die opgroeien in de Himalaya genetisch beter functioneren in omgevingen met ijle lucht.”
Ook kunnen we ruimtetuigen meer aanpassen om ons te beschermen tegen de uitdagende omstandigheden van de ruimte. “We kunnen bijvoorbeeld kunstmatige zwaartekracht genereren”, vertelt Vermeulen. “Als we mensen langere tijd in ruimtestations willen laten leven, dan zullen we daar waarschijnlijk zwaartekracht moeten simuleren. Dat kan je doen door structuren te creëren die voortdurend ronddraaien. Zulke ontwerpen zie je trouwens regelmatig terugkeren in sciencefiction, denk maar aan het ruimtestation in 2001: A Space Odyssey.”
Het Amerikaanse bedrijf VAST, dat een commercieel ruimtestation bouwt, zet bijvoorbeeld in op kunstmatige zwaartekracht. Zulke ruimtestations bevinden zich ook betrekkelijk dichtbij de aarde. Als er een zwangerschap optreedt, dan kunnen we de gevolgen ervan beperken.
“In ruimtestations rond de aarde of op maanbasissen zit je eigenlijk vrij dicht bij de aarde”, vertelt Vermeulen. De maan is bijvoorbeeld één tot drie dagen verwijderd van de aarde. Als daar een zwangerschap optreedt, dan kan je de vrouw terugsturen. Een hele zwangerschap in de ruimte is dus niet voor de nabije toekomst.”
Space-IVF
Tegelijk moet er nog veel onderzoek gebeuren. En dat is misschien weleens nuttig voor ons op aarde. Door vruchtbaarheidsonderzoek te doen in de ruimte kunnen we misschien nieuwe zaken leren over onze vruchtbaarheid. Dat is iets waar Spaceborn United op inzet.
Het bedrijf bouwt een geautomatiseerde IVF-incubator, die autonoom experimenten kan doen in de ruimte, bijvoorbeeld vanaf een ruimtestation of satelliet. De volgende lancering is gepland in 2027.
“In de ruimte komen er processen naar boven die je niet op aarde ziet”, vertelt Vermeulen. “Door het gebrek aan zwaartekracht vertonen processen zoals bevruchting heel andere dynamieken. We kunnen op basis van inzichten uit zulke experimenten IVF-behandelingen op aarde verbeteren. We leren bijvoorbeeld beter hoe je gezonde embryo’s kunt selecteren. Cellen produceren ook bepaalde stressproteïnen als ze in een nieuwe omgeving terechtkomen. Als men die proteïnen toevoegt aan het groeimedium van bijvoorbeeld runderembryo’s, dan worden die sterker. In de ruimte zal er door de embryonale cellen een specifieke cocktail van stressproteïnen worden aangemaakt. We kunnen die vervolgens testen als supplement voor het groeimedium van embryo’s, wat potentieel dus ook voordelen op aarde oplevert.”
Vandaag zou een zwangerschap in de ruimte aangaan erg ethisch moeilijk te verantwoorden zijn.”
Al dat onderzoek is ook nodig voordat we op een ethische manier zwangerschappen in de ruimte kunnen toelaten. “Tegenwoordig zou zo’n zwangerschap aangaan erg ethisch betwijfelbaar zijn”, vertelt Baatout. “Momenteel komt veel van onze kennis uit diermodellen, simulaties op aarde en beperkte experimenten op het ISS. Dat is waardevol, maar blijft moeilijk volledig te vertalen naar de menselijke situatie. Onze kennis schiet dus tekort.”
Volgens Baatout zal de mens zich uiteindelijk waarschijnlijk beginnen voort te planten in de ruimte. “Technisch gezien lijkt het waarschijnlijk dat dit zal gebeuren, zeker als de mens op lange termijn een permanente aanwezigheid op de maan of Mars wil uitbouwen”, besluit ze. “Maar vanuit medisch en biologisch perspectief zijn we daar momenteel nog lang niet klaar voor. Er bestaan nog te veel onzekerheden over veiligheid, stralingsrisico’s, zwangerschap, embryonale ontwikkeling en gezondheid van moeder en kind.”
