Modification De L’expression Des Gènes : Révéler La Vulnérabilité Face Aux Infections Lors D’un Voyage Spatial
En dehors de la Terre, l’absence de gravité constitue un risque important pour le bien-être des astronautes, en particulier lors de missions prolongées. Il est essentiel de comprendre la réaction du corps humain à l’environnement spatial pour l’exploration de l’espace à long terme et la mise au point de contre-mesures visant à préserver la santé des astronautes.
De précédentes études scientifiques ont mis en lumière l’impact de la microgravité sur divers aspects du corps humain, notamment des altérations de la structure cérébrale et une réduction de la densité osseuse.
Une récente étude a mis en lumière la façon dont les voyages dans l’espace peuvent induire des changements dans les expressions génétiques des globules blancs (WBC), qui sont responsables de la lutte contre les infections. Ces changements peuvent affaiblir le système immunitaire des spationautes et les rendre plus vulnérables aux infections.
Les infections dans l’espace
Les infections dans l’espace ont déjà été documentées par des études antérieures, soulignant la plus grande vulnérabilité des astronautes à de telles affections.
Des astronautes résidant à bord de la Station spatiale internationale (ISS) déclarent fréquemment souffrir d’éruptions cutanées, d’affections respiratoires et d’autres troubles non pulmonaires. On a également observé que les astronautes excrétaient un très grand nombre de particules virales actives, notamment les virus d’Epstein-Barr, de la varicelle et de l’herpès-simplex-1, lorsqu’ils se trouvaient dans un environnement de microgravité.
Les infections dont il est question suggèrent que le système immunitaire est affaibli par les voyages dans ce monde. Cependant, les facteurs spécifiques contribuant à cette déficience immunologique dans l’espace font encore l’objet de recherches. Des chercheurs de l’Université d’Ottawa ont mis en évidence que des changements dans l’expression des gènes pouvaient être l’une des causes potentielles de ces infections liées à l’espace.
En effet, Odette Laneuville, professeur agrégé au département de biologie de l’Université d’Ottawa et auteur principal de l’étude, a démontré que l’expression de nombreux des gènes associés aux fonctions immunitaires diminue rapidement lorsque les astronautes entrent dans l’espace, alors que la réaction inverse est observée lors de leur retour sur Terre après six mois passés à bord de l’ISS.
Analyses des gènes des astronautes
Quelles sont les causes de ces changements dans l’expression des gènes ? Il semble que la microgravité soit le facteur influent. Sans gravité normale, les leucocytes subissent un déplacement de fluides, le plasma sanguin se déplaçant de la partie inférieur vers la partie supérieure du corps. Ce déplacement des fluides peut entraîner une diminution du volume plasmatique d’environ 10 à 15 % au cours des premiers jours passés dans l’espace.
Toutefois, sur la base de cette observation, l’équipe de recherche a émis l’hypothèse que ce changement de fluide pourrait être à l’origine des altérations de cette expression génétique. Afin d’étudier cette hypothèse, les chercheurs ont mené une étude analysant l’expression génétique des leucocytes (globules blancs) chez 14 astronautes, dont 3 femmes et 11 hommes. Ces derniers ont servi dans la station spatiale pour des durées allant de 4,5 à 6,5 mois entre 2015 et 2019.
Pendant toute la durée de l’étude, les chercheurs ont prélevé quatre millilitres de sang sur chaque astronaute à dix moments différents : avant le vol, quatre fois pendant le vol et cinq fois après son atterrissage. Les leucocytes ont été isolés à cette occasion afin d’examiner tout changement dans l’expression des gènes.
Les conclusions ont révélé que pas moins de 15 410 gènes présentaient des profils d’expression distincts dans les leucocytes. Deux groupes de ces gènes, composés respectivement de 247 et 29 gènes, ont montré des changements significatifs dans leurs niveaux d’expression, qui se sont produits de manière synchronisée au cours de la période d’étude.
La station spatiale internationale
Pour le groupe de 247 gènes, les niveaux d’expression ont diminué à l’arrivée de l’astronaute à la Station spatiale internationale (ISS), puis ont augmenté à nouveau à son retour sur Terre. À la différence du groupe de 29 gènes, les niveaux d’expression ont augmenté dans l’espace et diminué après l’atterrissage.
Mais les résultats de l’étude sont également positifs. Les analyses des échantillons ont révélé que la majorité des gènes des deux groupes de gènes sont revenus à leur niveau d’avant le vol dans l’année qui a suivi le retour des astronautes sur Terre. Parfois, l’expression des gènes s’est même normalisée en l’espace de quelques semaines.
Les chercheurs rappellent toutefois que les astronautes peuvent encore présenter une sensibilité accrue aux antibiotiques pendant au moins un mois après leur retour sur Terre.
Ces conclusions seront précieuses pour élaborer des stratégies et des contre-mesures efficaces afin de résoudre ce problème de santé pour les futurs astronautes.
Les conclusions de l’étude sont publiées dans la revue Frontiers in Immunology.
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