La microgravedad simulada altera la navegación de los espermatozoides, la fertilización y el desarrollo embrionario en mamíferos

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Cuando los planes para bases en la Luna y viajes a Marte pasan de la ciencia ficción a calendarios concretos, surge una pregunta urgente: ¿pueden los mamíferos, incluidos los humanos, concebir y desarrollar descendencia sana lejos de la gravedad terrestre? Este estudio explora qué les sucede a los espermatozoides y a los embriones tempranos cuando experimentan condiciones parecidas a la microgravedad, ofreciendo pistas iniciales sobre si la vida a largo plazo en el espacio podría sostener familias y animales de granja prósperos.

Probando la reproducción sin el tirón de la Tierra

Los investigadores se centraron en los primeros pasos de la vida: cómo nadan los espermatozoides hasta el óvulo, cómo ocurre la fertilización y cómo se desarrolla el embrión resultante durante los primeros días. Dado que enviar un gran número de muestras a órbita es poco práctico, usaron un dispositivo rotatorio de doble eje llamado clinostato 3D para simular la microgravedad en la Tierra cambiando constantemente la dirección de la fuerza gravitatoria. Lo combinaron con canales y sistemas de cultivo de microescala que imitan de cerca las clínicas de fertilidad humanas actuales y el tracto reproductor femenino. De manera crucial, trabajaron con tres especies de mamíferos —humano, ratón y cerdo— para ver qué efectos podrían ser compartidos de forma general y cuáles podrían ser específicos de cada especie.

Cuando los espermatozoides pierden el sentido de la dirección

Los espermatozoides humanos expuestos a microgravedad simulada seguían moviéndose y batiendo la cola con normalidad, pero eran considerablemente peores para orientarse a través de canales estrechos diseñados para imitar el recorrido por el cuerpo femenino. En otras palabras, su “brújula” fallaba aunque sus “motores” funcionaban. Añadir una dosis alta de la hormona natural progesterona —liberada normalmente alrededor del óvulo— rescató en parte esta capacidad de navegación perdida, lo que sugiere que las señales químicas pueden compensar cuando desaparece la guía basada en la gravedad. De forma intrigante, los espermatozoides que sí lograban atravesar los canales bajo microgravedad se unían mejor a un recubrimiento natural de azúcares relacionado con la calidad del óvulo, lo que insinúa que estas condiciones podrían eliminar a los espermatozoides más débiles y favorecer a los más resistentes.

Ratones y cerdos: embriones bajo tensión

En ratones, los espermatozoides también tuvieron dificultades para orientarse bajo microgravedad y menos óvulos fueron fertilizados tras una corta exposición. Sin embargo, los embriones que se formaron no mostraron un retraso evidente y, en algunos casos, tenían más células en el grupo interno destinado a convertirse en el feto (el epiblasto), un signo a menudo vinculado a un fuerte potencial de desarrollo. No obstante, cuando espermatozoides, óvulos y el embrión más temprano se mantuvieron en microgravedad simulada durante todo un día, la historia cambió. Las tasas de fertilización se igualaron, pero el desarrollo embrionario se ralentizó y los embriones finales contenían menos células en conjunto, lo que sugiere que una exposición prolongada en las primeras fases puede erosionar silenciosamente la calidad incluso cuando la fertilización tiene éxito. En los cerdos, que son más parecidos a los humanos en muchos aspectos reproductivos, la microgravedad también redujo la fertilización y disminuyó el número de embriones que alcanzaron estadios avanzados. En los que sí llegaron, el grupo interno de células formadoras del feto era mayor, mientras que la capa externa que formará la placenta era relativamente más pequeña, indicando un cambio en el equilibrio de tipos celulares.

Comienzos resistentes, vulnerabilidades ocultas

En conjunto, los experimentos dibujan un panorama matizado. Los espermatozoides y embriones de mamíferos son sorprendentemente resistentes: la fertilización y el desarrollo temprano pueden ocurrir bajo condiciones que imitan la ingravidez. Al mismo tiempo, la gravedad importa claramente. Ayuda a los espermatozoides a mantenerse orientados, probablemente mediante sutiles mecanismos de detección mecánica, y su ausencia puede reducir la eficiencia de la fertilización y remodelar de forma sutil cómo los embriones tempranos distribuyen sus células. Estallidos cortos de microgravedad pueden actuar como un filtro que favorece a los espermatozoides más robustos, mientras que una exposición prolongada durante el primer día tras la fertilización puede minar silenciosamente la calidad embrionaria. Para los futuros viajeros espaciales y para el ganado que algún día pudiera acompañarles, estos hallazgos subrayan que la reproducción exitosa fuera de la Tierra probablemente exigirá entornos cuidadosamente diseñados, especialmente durante las delicadas horas alrededor de la concepción y las primeras divisiones celulares.

Cita: Lyons, H.E., Nikitaras, V., Arman, B.M. et al. Simulated microgravity alters sperm navigation, fertilization and embryo development in mammals. Commun Biol 9, 401 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09734-4

Palabras clave: reproducción en el espacio, microgravedad, navegación de espermatozoides, desarrollo embrionario temprano, vuelo espacial humano