La fécondation dans l’espace : comment y parvenir ?

Egbert Edelbroek faisait un don de sperme lorsqu’il s’est demandé pour la première fois s’il était possible d’avoir des enfants dans l’espace. L’entrepreneur néerlandais a réfléchi aux différentes utilisations du don de sperme et s’est demandé si la fécondation in vitro (FIV) pourrait également être possible au-delà de la Terre – ou si elle pourrait même être améliorée dans les conditions qui y règnent. Les œufs seraient-ils peut-être plus faciles à féconder en apesanteur dans l’espace que dans une assiette de laboratoire sur Terre ? Le Néerlandais a transformé l’idée en entreprise. Aujourd’hui, Edelbroek est PDG de SpaceBorn Unis, une startup biotechnologique qui vise à être pionnière dans la recherche sur la reproduction humaine hors planète. Dès 2024, il souhaite envoyer un mini laboratoire sur une fusée en orbite terrestre basse, où aura ensuite lieu la FIV. Si cela réussit, Edelbroek espère que son travail de pionnier pourra contribuer à la future colonisation spatiale, car ils pourraient réellement utiliser leur progéniture en déplacement.

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“L’humanité a besoin d’un plan de secours”, dit-il. “Si vous voulez être une espèce durable, vous devez être une espèce multiplanétaire.” Au-delà des futures colonies spatiales, il existe également un besoin général et urgent de comprendre l’impact de l’espace sur le système reproducteur humain. Jusqu’à présent, personne n’est tombé enceinte dans l’espace. Mais avec l’essor du tourisme spatial, il est probable que cela se produira un jour. Edelbroek pense que nous devrions nous y préparer. Malgré l’intérêt croissant pour l’exploration et la colonisation spatiales, suscité en partie par des milliardaires comme Elon Musk et Jeff Bezos, nous savons encore très peu de choses sur ce qui arrive à notre biologie reproductive en orbite. Un rapport publié en septembre par les National Academies of Science, Engineering, and Medicine des États-Unis montre ça à nouveau. Il affirme que notre compréhension de la manière dont les environnements spatiaux influencent la reproduction est cruciale pour son étude à long terme. “Mais cela n’a pas encore fait l’objet d’une enquête.”

Certaines études sur les animaux ont montré que les différentes phases de la reproduction – depuis l’accouplement et la fécondation en passant par le développement de l’embryon jusqu’à l’implantation, la grossesse et la naissance – peuvent se dérouler normalement dans l’espace. Par exemple, lors de la toute première expérience de ce type, huit poissons médaka japonais se sont développés de l’œuf à l’éclosion à bord de la navette spatiale Columbia en 1994. Tous les huit ont survécu au retour sur Terre et semblaient se comporter normalement. Cependant, d’autres études ont mis en évidence des problèmes possibles. Les rats gravides qui ont passé une grande partie de leur troisième trimestre de grossesse – un total de cinq jours – sur un satellite soviétique en 1983 ont connu des complications pendant le travail et l’accouchement. Comme tous les astronautes revenant sur Terre, les rats étaient physiquement épuisés et affaiblis. Leurs travaux ont duré plus longtemps que d’habitude, probablement à cause d’une atrophie des muscles utérins. Pire encore, tous les chatons d’une portée sont morts lors de la naissance, à cause d’une obstruction que l’on pense être due en partie à l’état affaibli de la mère.

Étape par étape pour devenir un bébé de l’espace

Pour Edelbroek, ces résultats non concluants soulignent la nécessité d’examiner systématiquement chaque étape du processus de reproduction de manière isolée afin de mieux comprendre comment elle est affectée par des conditions telles qu’une gravité plus faible et une exposition aux radiations plus élevée. Le mini laboratoire développé par son entreprise est conçu précisément pour cela. Il a à peu près la taille d’une boîte à chaussures et utilise la technologie microfluidique pour connecter une chambre contenant des spermatozoïdes à une chambre contenant des ovules. Il peut également tourner à différentes vitesses pour reproduire l’environnement gravitationnel de la Terre, de la Lune ou de Mars. Le système est suffisamment compact pour tenir dans une petite capsule spatiale pouvant être placée sur une fusée et lancée dans l’espace.

Une fois que l’ovule est fécondé dans l’appareil, il se divise en deux cellules, chacune d’elles se divisant à nouveau pour former quatre cellules – et ainsi de suite. Après cinq à six jours, l’embryon atteint un stade appelé blastocyste, qui ressemble à une sphère creuse. À ce stade, les embryons sont ensuite congelés cryogéniquement dans le mini-laboratoire spatial afin de pouvoir retourner sur Terre. Mais SpaceBorn doit d’abord prouver que l’appareil fonctionne réellement dans l’espace. Les projets d’Edelbroek pour ce test ont été présentés au festival SXSW en mars de cette année. “Nous avons terminé notre premier prototype et il embarquera dans une fusée plus tard cette année, d’ici six mois”, a-t-il déclaré à l’auditoire.

Mais cela s’est avéré trop optimiste. Lors d’une réunion Zoom du conseil consultatif scientifique de SpaceBorn United en août, Edelbroek a expliqué qu’une entreprise engagée pour effectuer le lancement de la fusée en Islande n’avait pas encore les autorisations nécessaires. Edelbroek a donc décidé d’abandonner le test suborbital et vise désormais un objectif plus élevé : un test orbital de l’appareil de trois heures en collaboration avec la start-up allemande. Cargaison spatiale Atmosqui est actuellement prévu pour novembre 2024.

Si ce test réussit, SpaceBorn United prévoit d’autres vols d’essai dans le cadre d’un plan de mission appelé ARTIS (« Assisted Reproductive Technology in Space »). Comme décrit sur le site Internet de l’entreprise, les premières missions féconderont des embryons de rongeurs dans l’espace sous une gravité simulée équivalente à celle sur Terre. Les embryons formés dans l’espace et congelés cryogéniquement pour revenir sur Terre sont ensuite implantés dans une mère rongeur. Si cela aboutit à la naissance de jeunes en bonne santé, les missions ARTIS ultérieures utiliseront également des embryons humains fécondés sous une gravité semblable à celle de la Terre et éventuellement sous une gravité partielle similaire à celle de la Lune ou de Mars.

Si ces expériences montraient que des embryons humains peuvent se développer dans ces conditions, Edelbroek estime que cela constituerait un pas en avant majeur vers la preuve de la faisabilité d’établissements multigénérationnels dans l’espace. “Je pense que nous avons absolument besoin de ce type de recherche”, commente Kelly Weinersmith, biologiste et co-auteur d’un prochain livre sur les colonies spatiales intitulé “A City on Mars”. “Je pense que cela vaut la peine de faire des humains une espèce multiplanétaire, comme un plan B, pour ainsi dire”, dit-elle. Mais elle pense aussi que cela doit se faire lentement.