La poussée ambitieuse vers une présence humaine prolongée dans l’espace, des avant-postes lunaires aux missions martiennes, fait face à un formidable défi biologique : l’impact profond de l’environnement extraterrestre sur le corps humain. De récentes recherches financées par la NASA ont maintenant révélé une nouvelle dimension critique à ces obstacles physiologiques, révélant que le vol spatial accélère considérablement le processus de vieillissement des cellules souches hématopoïétiques humaines. Cette découverte a des implications substantielles pour la santé des astronautes, la planification des missions et la viabilité à long terme de l’exploration de l’espace lointain.
Le coût biologique caché des voyages spatiaux
Menée à partir d’échantillons récupérés lors de quatre missions de ravitaillement SpaceX distinctes vers la Station spatiale internationale, l’étude a méticuleusement suivi les cellules souches et progénitrices hématopoïétiques humaines (HSPC) provenant de donneurs individuels. Les chercheurs ont surveillé les changements cellulaires au cours de missions d’une durée de 30 à 45 jours, comparant ces échantillons ayant voyagé dans l’espace à des échantillons de contrôle des mêmes donneurs conservés sur Terre. Cette comparaison directe, dont les résultats ont été publiés dans la revue *Cell Stem Cell*, a permis d’identifier précisément les altérations induites par le vol spatial.
Les découvertes ont dressé un tableau saisissant de la dégradation cellulaire. Les cellules souches exposées à l’environnement spatial ont montré une capacité diminuée à générer de nouvelles cellules saines, ainsi qu’une susceptibilité accrue aux dommages de l’ADN. De manière cruciale, ces cellules ont montré des signes de vieillissement accéléré aux extrémités de leurs chromosomes. Une analyse plus approfondie a révélé que ces cellules devenaient hyperactives, épuisant leurs réserves vitales et perdant leur capacité intrinsèque à se reposer et à se régénérer. En interne, les cellules ont montré des marqueurs d’inflammation et de stress au sein de leurs mitochondries, les centrales énergétiques de la cellule, et, de manière alarmante, ont commencé à activer des sections dormantes de leur génome, connues sous le nom de « génome sombre », généralement maintenues silencieuses pour maintenir la stabilité cellulaire.
Ces changements cellulaires significatifs sont principalement attribués aux facteurs de stress uniques du vol spatial : les conditions de microgravité et l’exposition élevée aux radiations. Alors que l’atmosphère terrestre et le champ magnétique offrent un bouclier naturel, les astronautes en orbite sont exposés à des radiations cosmiques de haute énergie, entraînant des dommages potentiels à l’ADN, un risque accru de cancer, des effets neurodégénératifs, des problèmes cardiovasculaires et une dérégulation du système immunitaire. Combinée aux effets bien documentés de la microgravité sur la densité osseuse et la masse musculaire, la dysfonction des HSPC observée pourrait profondément altérer la capacité d’un astronaute à réparer les tissus endommagés, à combattre les infections et à maintenir une surveillance immunitaire robuste contre des maladies comme le cancer, raccourcissant potentiellement leur durée de vie effective lors de missions prolongées.
Fait intéressant, l’étude a identifié une variabilité significative dans la manière dont les cellules souches de différents donneurs ont réagi aux voyages spatiaux. La Dre Catriona Jamieson, auteure principale de la University of California San Diego School of Medicine et directrice du Sanford Stem Cell Institute, a noté que « La capacité de régénération des cellules souches était diminuée, mais avec une certaine variabilité entre les donneurs de moelle osseuse, suggérant que des facteurs de résilience anti-âge sont activés dans les cellules souches de certains individus mais pas d’autres. » Cela indique une différence inhérente dans la résilience individuelle, une découverte corroborée par une étude ultérieure en attente de publication. La compréhension de ces facteurs de résilience est désormais un point central pour la recherche en cours, y compris les investigations lors d’une mission de ravitaillement SpaceX plus récente.
Les connaissances tirées de cette recherche s’étendent au-delà des préoccupations immédiates du bien-être des astronautes. En identifiant les composants clés de la résilience des cellules souches humaines, les scientifiques visent à développer des stratégies protectrices qui pourraient être mises en œuvre avant, pendant et après les futures missions spatiales de longue durée. Ceci est crucial pour la NASA et les entreprises spatiales privées comme SpaceX, car la santé et la sécurité de leurs équipages ont un impact direct sur le succès des missions, les coûts opérationnels et la faisabilité d’entreprises ambitieuses telles que l’établissement de bases lunaires permanentes ou l’envoi d’humains sur Mars. De plus, la capacité à modéliser le vieillissement humain accéléré et la progression des maladies, en particulier le cancer, dans un environnement de vol spatial contrôlé offre des opportunités sans précédent pour des avancées en médecine terrestre, pouvant potentiellement conduire à de nouvelles thérapies pour les affections liées à l’âge et les cancers sur Terre.
(Reportage de Will Dunham pour Reuters)