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Que fait l’espace au corps humain? 29 études examinent les effets de l’exploration

Les astronautes subissent les radiations, l’apesanteur, l’isolement et un certain nombre d’autres stress physiques et mentaux liés aux vols spatiaux. Alors, qu’est-ce que ces dangers font réellement à leur corps?

Une collection de 29 articles, dont 19 publié le 25 novembre, a fait progresser nos connaissances sur les effets des vols spatiaux sur le corps humain plus que jamais auparavant. Ce travail découle de la NASA « Étude sur les jumeaux», qui a suivi la mission d’un an de l’astronaute de la NASA Scott Kelly dans l’espace à bord de la Station spatiale internationale tandis que son frère jumeau Mark Kelly, un astronaute à la retraite de la NASA, a servi de contrôle sur Terre.

Alors que l’étude Twins était révolutionnaire, elle ne s’intéressait vraiment qu’à ces deux astronautes. Avec ce nouvel ensemble d’articles, les scientifiques ont observé les effets des vols spatiaux chez 56 astronautes qui ont visité la station spatiale.

« Ces manuscrits couvrent plus de 200 chercheurs issus de dizaines de groupes universitaires, gouvernementaux, aérospatiaux et industriels, représentant le plus grand ensemble de données d’astronautes et de données de biologie spatiale jamais produit, y compris le profilage multi-omique longitudinal, la cartographie immunitaire et épitopique monocellulaire, roman contre-mesures contre les radiations et profils biochimiques détaillés de 56 astronautes,  » un article résumant cette collection déclare.

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Avec un ensemble de données aussi incroyable et une collaboration internationale aussi importante, les scientifiques ont pu non seulement valider ce qu’ils ont trouvé dans l’étude Twins, mais aussi étendre l’étude de la façon dont l’espace affecte le corps humain à de nouveaux niveaux.

«Il s’agit d’un large éventail d’études différentes», a déclaré à 45secondes.fr Susan Bailey, professeure de l’Université de l’État du Colorado, qui était chercheuse principale de l’étude sur les jumeaux de la NASA et chercheuse principale pour bon nombre de ces articles. «Cela crée vraiment une base solide pour« que savons-nous des effets des vols spatiaux de longue durée sur le corps humain? Et « qu’est-ce que nous devons rechercher et préoccuper à mesure que nous avançons? » « Bailey a ajouté que cela sera de plus en plus important à mesure que les humains s’aventureront sur la lune et plus loin de la Terre.

Alors que chacun des 29 articles aborde un facteur unique de effets des vols spatiaux sur les humains, il existe une poignée de découvertes majeures qui valident à la fois ce qui a été trouvé dans l’étude Twins et approfondissent la compréhension des scientifiques de ces effets sur la santé.

Six fonctionnalités

Lorsqu’il s’agit d’étudier les effets des vols spatiaux sur la santé, les chercheurs ont identifié six facteurs clés qui déterminent ce qui arrive au corps d’une personne dans l’espace.

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«Nous proposons qu’il y ait vraiment six caractéristiques cohérentes que nous voyons encore et encore chez les souris et les rongeurs, les sujets humains et les lignées cellulaires. Et cela indique vraiment – quels sont certains des principaux facteurs qui déterminent la façon dont le corps réagit à l’être dans l’espace? » Chris Mason, professeur agrégé de physiologie et de biophysique à Weill Cornell Medicine qui était également chercheur principal de l’étude Twins et chercheur principal ou co-principal pour plusieurs de ces articles, a déclaré à 45secondes.fr.

Ces six caractéristiques comprennent la dérégulation mitochondriale, le stress oxydatif, les radicaux libres, les dommages à l’ADN, la longueur des télomères, les variations des microbiomes et les changements épigénétiques. Le premier, la dérégulation mitochondriale, fait référence à la façon dont les mitochondries (un organite qui génère la plupart de l’énergie chimique dans une cellule, ou la «centrale électrique de la cellule») fonctionnent différemment, ce qui pourrait entraîner des problèmes de santé. Les scientifiques ont également détecté un stress oxydatif, un déséquilibre des radicaux libres et des antioxydants dans le corps, qui, selon Bailey, est probablement causé par le expérience des astronautes de radiation dans l’espace, dit-elle. Dans ce sens, les auteurs de ces articles ont également étudié les radicaux libres ou les atomes instables du corps humain qui pourraient endommager les cellules et conduire à des maladies comme le cancer chez les astronautes pendant les vols spatiaux.

De plus, les chercheurs ont vu des preuves de dommages à l’ADN, ce qui est attendu avec le type d’exposition aux radiations que les astronautes endurent. Ces articles ont également montré que les astronautes en vol ont des télomères allongés – des structures protectrices aux extrémités des chromosomes – qui rétrécissent à nouveau lors de l’atterrissage sur Terre. C’était intéressant car les chercheurs de l’étude Twins ont été surpris de voir Les télomères de Kelly s’allongent dans l’espace et raccourcir sur Terre, mais avec ce travail, ils ont montré que Kelly n’était pas une valeur aberrante et cela s’est produit à tous les niveaux avec les astronautes qu’ils ont étudiés.

Les articles ont également montré une variété de microbiomes – la collection de matériel génétique de tous les microbes dans et sur un corps humain – avec les astronautes, ce qui est normal car ce sont tous des Terriens uniques. Les chercheurs ont étudié non seulement la variété des microbiomes d’astronautes mais comment les microbes de chaque personne ont été modifiés avec le vol spatial et l’environnement à l’intérieur de la station spatiale. Enfin, la nouvelle recherche a montré des preuves de changements épigénétiques, ou de changements dans la structure physique de l’ADN, où les astronautes subissent un «changement de régulation génétique», ou le processus d’activation et de désactivation des gènes lorsque les cellules réagissent à différents environnements, Dit Mason.

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À l’instar des résultats qui ont continué à montrer comment les télomères s’allongent pendant les vols spatiaux, ces articles ont validé de nombreux effets que les chercheurs ont vus chez Scott Kelly pendant l’étude Twins. Mais, avec tellement plus de données tirées d’un plus grand nombre d’astronautes et d’autres modèles comme les rongeurs, les chercheurs ont une meilleure image des effets des vols spatiaux habités et ont pu valider ce qui a été trouvé avec Kelly.

Fait intéressant, dans certains de ces articles, les chercheurs ont validé ces résultats non pas avec plus d’astronautes, mais en examinant les alpinistes du mont Everest. Ils ont constaté que ces grimpeurs ont des télomères plus longs lorsqu’ils grimpent, bien que la raison du changement de longueur ne soit pas encore entièrement comprise.

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Traitements spatiaux

En validant les études antérieures sur les effets des vols spatiaux sur la santé et en élargissant notre compréhension de ces circonstances extrêmes sur le corps humain, les scientifiques peuvent commencer à envisager et à développer des mesures préventives, des traitements et des thérapies potentiels afin que les futurs astronautes qui passent encore plus de temps dans l’espace – que ce soit ils vivent dans une colonie sur la lune ou voyagent encore plus loin vers Mars – peuvent également être mieux préparés à ce à quoi s’attendre.

Alors que les ingénieurs et les scientifiques travaillent actuellement sur des moyens de réduire la quantité de radiations dangereuses auxquelles les astronautes sont exposés – ce que les scientifiques considèrent comme un facteur énorme dans de nombreux effets négatifs sur la santé des vols spatiaux – ils envisagent également les médicaments existants qui pourraient être efficaces pour atténuer. ces effets, expliqua Mason.

Mais, principalement, ce travail crée une compréhension beaucoup plus grande et plus concrète de ces effets. Par exemple, l’élongation des télomères peut entraîner une activation accrue des chromosomes et un risque accru de cancer, a expliqué Bailey. De l’autre côté, les quelques astronautes qui pourraient montrer des télomères plus courts que prévu pourraient en fait être à risque de maladie cardiovasculaire, elle a dit.

Tout en réfléchissant à la façon dont la détection ou même le traitement de telles conditions de santé graves de la Terre chez les astronautes sur la station spatiale, la lune ou même Mars est une tâche ardue, ce sont des choses que nous devrons prendre en compte si les astronautes vont passer des périodes beaucoup plus longues. du temps dans l’espace.

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Prochaines étapes

Pour mieux comprendre pourquoi des choses comme l’élongation des télomères se produisent pendant les vols spatiaux, les chercheurs continueront d’étudier les phénomènes au fil du temps. En fait, « nous espérons obtenir jusqu’à 31 astronautes au cours des 10 prochaines années pour faire des études très similaires », a déclaré Bailey.

Et à mesure que le corps d’astronautes se diversifie sans cesse, en particulier avec le boom des vols spatiaux commerciaux, cela ne fera que diversifier davantage leurs données et les aider à rendre leurs découvertes aussi complètes et utiles que possible lors de l’examen de la santé des futurs astronautes, a-t-elle ajouté.

Sur les 29 nouveaux articles, 19 étaient publié le 25 novembre dans cinq revues de Cell Press (y compris Cell, Cell Reports, iScience, Cell Systems and Patterns.) Les 10 autres articles inclus dans ce package sont soit en révision, soit en ligne sous forme d’articles pré-imprimés ou à accès anticipé.

Envoyez un courriel à Chelsea Gohd à [email protected] ou suivez-la sur Twitter @chelsea_gohd. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.

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