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Du sperme de souris congelé qui a passé 6 ans en orbite utilisé pour concevoir 8 « chiots de l’espace » en bonne santé

Selon une nouvelle étude, des « chiots spatiaux » sains sont nés de sperme de souris lyophilisé qui a tourné autour de la planète pendant près de six ans à bord de la Station spatiale internationale (ISS).

C’est une bonne nouvelle, car les radiations endommageant l’ADN sur l’ISS sont plus de 100 fois plus fort que sur Terre. Au-delà de l’ISS, qui est encore protégée de certains rayonnements par le champ magnétique de notre planète, le rayonnement est encore plus fort.

« Il est très important d’examiner les effets du rayonnement spatial non seulement sur les organismes vivants mais aussi sur les générations futures avant l’arrivée de » l’ère spatiale «  », ont écrit les auteurs dans l’article. « Le rayonnement spatial peut endommager l’ADN des cellules et s’inquiéter de l’héritage de mutations chez la progéniture après l’exploration de l’espace lointain. »

Si le sperme humain est tout aussi résistant dans l’espace, et si la Terre devient invivable à l’avenir, alors le sperme lyophilisé pourrait potentiellement jouer un rôle dans le repeuplement des colonies spatiales.

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Alors que le changement climatique et les futurs apocalyptiques potentiels poussent les humains à regarder au-delà des frontières de notre planète vers d’éventuelles planètes ou lunes habitables dans l’espace, les chercheurs tentent de comprendre si le rayonnement spatial endommagerait les mammifères et autres animaux. ADN et rend impossible reproduire et garder l’humanité en vie.

Les embryons se sont développés normalement en laboratoire après fécondation avec du sperme lyophilisé et stocké dans l’espace. Ils sont vus ici dans un stade à huit cellules. (Crédit image : Teruhiko Wakayama, Université de Yamanashi)

Mais il n’y a pas de moyen facile d’étudier les effets à long terme du rayonnement spatial sur les matériaux biologiques, ont écrit les auteurs. Il est difficile d’amener des animaux vivants ou des cellules à l’ISS, le hub spatial le plus proche pour de telles recherches, car ces cellules ont besoin d’un entretien constant.

La plupart des études menées sur les effets du rayonnement spatial n’ont pas été réalisées dans l’espace mais dans des conditions imitant l’espace, selon le document. C’est un défi car le rayonnement spatial comprend de nombreux types de particules énergétiques – telles que le vent solaire, les rayons cosmiques solaires et les rayons cosmiques galactiques – qui ne peuvent pas être reproduits sur Terre.

Dans la nouvelle étude, des chercheurs japonais ont découvert une nouvelle méthode pour étudier les radiations sur le sperme des mammifères. Les chercheurs ont lyophilisé du sperme de souris, une technique qui a permis de conserver le sperme à température ambiante pendant plus d’un an.

Cela a permis à l’équipe de lancer le sperme vers l’ISS sans avoir besoin d’un congélateur. La déshydratation du sperme a également permis de maintenir les coûts de lancement bas en utilisant des ampoules « légères et petites » pour stocker le sperme, selon le journal.

Les spermatozoïdes ont été lancés vers l’ISS en août 2013 et une fois arrivés, les astronautes les ont stockés dans un congélateur à moins 139 degrés Fahrenheit (moins 95 degrés Celsius). Certains des échantillons sont revenus après neuf mois, d’autres après deux ans et neuf mois, et le dernier des échantillons est revenu après cinq ans et 10 mois – les échantillons biologiques les plus longs ont été conservés à l’ISS.

Après neuf mois, les chercheurs ont trouvé un peu plus de dommages à l’ADN du sperme et aux noyaux des gamètes mâles que chez les témoins sains, mais les taux de fécondation et de natalité étaient similaires, ont-ils rapporté dans un article publié en 2017 dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.

Effets spatiaux à long terme

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont examiné le reste des échantillons de sperme. Ils ont utilisé ce qu’on appelle des « détecteurs de pistes nucléaires en plastique », un dispositif composé de polymères sensibles aux particules chargées, et « la dosimétrie thermoluminescente », un dispositif qui absorbe et piège l’énergie de rayonnement pour déterminer la quantité de rayonnement absorbée par le sperme. Ils ont ensuite testé la quantité de dommages à l’ADN sur les noyaux des spermatozoïdes.

Ils ont constaté que le sperme absorbait environ 0,61 millisievert (mSv)/jour. En comparaison, la limite de la NASA pour les astronautes exposés au rayonnement en orbite terrestre basse est d’environ 50 mSv/an, soit 0,14 mSv/jour, selon la Nasa. Les chercheurs ont découvert que le stockage à long terme à bord de l’ISS n’endommageait pas de manière significative l’ADN du sperme.

Après avoir réhydraté le sperme, ils l’ont injecté à des souris femelles et ont découvert que les souris ont donné naissance à huit petits en bonne santé. Ces petits n’ont montré aucune différence d’expression génique par rapport aux témoins – huit petits issus de sperme conservé de la même manière sur Terre.

Des chiots en bonne santé sont nés de spermatozoïdes conservés dans l’espace. (Crédit image : Teruhiko Wakayama, Université de Yamanashi)

« Jusqu’à présent, c’est la seule méthode qui a été utilisée pour examiner l’effet du rayonnement spatial sur la prochaine génération », ont écrit les auteurs.

Les chercheurs ont également frappé du sperme lyophilisé de souris avec rayons X sur Terre et a découvert que les spermatozoïdes exposés à de tels rayonnements pouvaient encore produire des chiots en bonne santé. Les chercheurs ont noté que bien qu’il existe des différences dans les dommages à l’ADN causés par les rayons X par rapport au rayonnement spatial, ils estiment que le sperme de souris lyophilisé peut être conservé sur l’ISS pendant plus de 200 ans avant de devenir non viable.

Pourtant, on ne sait pas encore comment les résultats se traduiraient par des embryons humains.

Le sperme lyophilisé a montré une « forte tolérance » au rayonnement spatial. Les auteurs émettent l’hypothèse que cela pourrait être dû au manque de molécules d’eau à l’intérieur des cellules congelées ; On pense que le rayonnement induit des dommages à l’ADN par les radicaux libres, produits lorsque les particules énergétiques interagissent avec les molécules d’eau à l’intérieur des cellules, ont écrit les chercheurs.

Pourtant, l’ISS n’est pas un bon exemple pour l’espace lointain car elle orbite toujours dans le champ magnétique protecteur de la Terre. Selon l’étude, les rayonnements de particules densément ionisants provenant de l’espace lointain pourraient endommager davantage l’ADN des cellules. De telles expériences peuvent être reproduites dans, disons, la Lunar Orbital Platform-Gateway prévue par la NASA, une passerelle sans équipage lune-station en orbite, ont-ils écrit.

De plus, si cette méthode s’avère être un moyen fiable de conserver les spermatozoïdes ou les cellules germinales, « dans un avenir lointain, le stockage souterrain sur la Lune, comme dans des tubes de lave, pourrait être parmi les meilleurs endroits pour une conservation prolongée ou permanente car de leurs très basses températures, une protection contre le rayonnement spatial par d’épaisses couches rocheuses et un isolement complet de toute catastrophe sur Terre », ont écrit les chercheurs. « Ces découvertes sont essentielles et importantes pour que l’humanité progresse dans l’ère spatiale. »

Les résultats ont été publiés vendredi 11 juin dans la revue Avancées scientifiques.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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