HETANEWS.com – La vitesse présente plusieurs graves dangers pour les humains, des trous noirs à la mort thermique de l’univers. Mais alors que l’humanité considère les voyages spatiaux sur de longues distances, il existe un autre danger potentiel moindre qui, selon certains chercheurs, mériterait plus d’attention : les microbes de la Terre.
Les astronautes sont confrontés à de nombreux problèmes de santé connus dans l’espace, notamment la perte de densité osseuse, l’atrophie musculaire et des problèmes psychologiques. Et sur Terre, les chercheurs découvrent de plus en plus comment les diverses bactéries et autres micro-organismes vivant à l’intérieur et à l’extérieur des humains – le microbiome humain – affectent la santé physique et mentale.
L’espace, bien sûr, est un environnement entièrement différent de la Terre, avec des niveaux élevés de rayonnement et de microgravité. Bien que la science soit loin d’être certaine, ces énormes différences pourraient entraîner des changements inattendus dans les microbiomes des astronautes.
À son tour, cela peut entraîner divers problèmes de santé, qui peuvent être plus importants lors de missions à distance dans l’espace, telles que les voyages vers d’autres planètes.
Cependant, les implications d’un microbiome perturbé sont mal comprises, même sur Terre, a déclaré David Pearce, chercheur en biosciences à l’Université de Northumbria et auteur d’un article de 2022 explorant comment un voyage vers Mars pourrait affecter les microbes dans l’intestin – ce qui rend la gamme des maladies connexes et des maladies au-delà de l’espace est difficile à prévoir.
Et la recherche directe est limitée car seulement environ 600 personnes ont été dans l’espace. Ceux qui ont fait le voyage ne restent généralement pas longtemps, car le voyage moyen vers la Station spatiale internationale dure environ six mois.
Et certains chercheurs ne sont pas encore convaincus qu’il existe suffisamment de preuves pour suggérer que le microbiome humain changera beaucoup dans l’espace.
Malgré tout, de nombreux chercheurs, dont Pearce, tentent de déterminer si les astronautes entreront dans un état dans lequel leur microbiome change de manière préjudiciable, appelé dysbiose.
“Parce qu’ils seront partis pendant longtemps, la dysbiose sera-t-elle un problème important”, dit-il, “ou leur causera-t-il des effets sur la santé qui altèrent leur capacité à fonctionner?”
Les chercheurs tentent de comprendre les effets possibles de l’espace sur le microbiome à deux endroits : des milieux terrestres qui ressemblent à certains égards à ceux vécus dans l’espace, ou dans l’espace lui-même.
Dans le premier exemple, Norberto González-Juarbe, chercheur principal du groupe de recherche sur le microbiome des astronautes du groupe de génomique des maladies infectieuses et de la médecine de l’Institut J. Craig Venter, examine les microbiomes des chercheurs travaillant aux stations Concordia et Neumayer en Antarctique.
Il a déclaré que ces emplacements imitent partiellement ce que les astronautes vivent dans l’espace, en particulier l’obscurité, le confinement et les contacts humains limités.
L’équipe prévoit d’analyser des échantillons de chercheurs de ces stations pour voir comment la composition microbienne de leur tube digestif change et comment leur système immunitaire réagit à des conditions telles que la station spatiale.
Selon González-Juarbe, les premiers résultats montrent un changement dans les microbes intestinaux, et l’équipe examine actuellement les données immunologiques. Il espère publier ses résultats d’ici la fin de l’année. Quant aux études menées dans l’espace, il en existe plusieurs.
Une étude de 2019, par exemple, a comparé les microbiomes de l’astronaute Scott Kelly et de son frère jumeau, Mark, après que le premier ait été dans l’ISS pendant près d’un an à partir de 2015. L’étude a postulé que le microbiome de Scott Kelly change effectivement dans l’espace.
Pour lui, cela comprend la réduction des bactéries appelées Bacteroidetes, une dérégulation qui a été liée à des problèmes neurologiques, immunitaires et métaboliques, et l’augmentation des Firmicutes, un type de bactérie qui peut aider à décomposer certains amidons et fibres.
La recherche directe était limitée car seulement environ 600 personnes avaient été dans l’espace. En 2019, une autre étude du J. Craig Venter Institute a porté sur neuf astronautes qui ont passé entre 6 et 12 mois sur l’ISS.
Les astronautes prélèvent des échantillons de diverses parties de leur peau, de leur nez et de leur langue. Les astronautes ont également collecté des matières fécales, du sang et de la salive, ainsi que des échantillons de diverses surfaces de la station et de ses réservoirs d’eau.
De retour sur Terre, les auteurs de l’étude ont extrait et séquencé l’ADN d’échantillons pour voir comment le microbiome de l’astronaute a changé au fil du temps.
L’étude a révélé que divers microbes cutanés, y compris des types de gammaprotéobactéries, diminuaient en nombre, ce qui, selon les auteurs, pourrait contribuer au phénomène courant d’éruptions cutanées et d’hypersensibilité cutanée chez les astronautes dans l’espace.
Les résultats ont également montré que les microbiomes gastro-intestinaux des astronautes avaient changé et que deux types de bactéries – Akkermansia et Ruminococcus, qui semblent jouer un rôle important dans le maintien de l’intégrité du mucus dans le tube digestif et dans la décomposition des glucides – avaient quintuplé.
Les changements dans le microbiome intestinal peuvent avoir un impact sur le métabolisme des aliments, la santé des os et même la cognition, a déclaré González-Juarbe, qui ne faisait pas partie de l’étude de 2019. Des séjours plus longs dans l’espace – comme 18 mois vers Mars et retour – aggraveront probablement ces problèmes.
“L’adage, ‘Vous êtes ce que vous mangez’, semble vrai”, dit-il. “Les changements apportés à votre microbiome global auront un impact sur la santé globale de votre cerveau et sur votre santé cognitive.”
Cependant, tout le monde n’est pas convaincu que le microbiome humain change dans l’espace. Les études existantes ont trop peu de sujets pour tirer des conclusions, selon Jack Gilbert, professeur de pédiatrie à l’Université de Californie à San Diego et chef de la biologie à la Scripps Institution of Oceanography.
“Avec si peu de monde là-bas”, a-t-il ajouté, “faire n’importe quel type d’étude avec une quelconque rigueur statistique est extrêmement difficile”.
Gilbert était également sceptique quant aux études sur les jumeaux Kelly : “Nous avons eu beaucoup d’études sur les jumeaux que nous avons comparées au fil du temps sur Terre, et elles ont toutes montré des écarts significatifs les unes par rapport aux autres.”
Un potentiel plus inquiétant pour la santé humaine dans l’espace sont les microbes qui peuvent quitter le corps et devenir plus dangereux, a déclaré Gilbert.
Une étude réalisée en 2019 par Gilbert et ses collègues suggère que cela pourrait être le cas. En mars 2016, les astronautes de l’ISS ont prélevé des échantillons sur la table de la salle à manger de la station.
Six jours plus tard, les échantillons ont été ramenés sur Terre. Gilbert et son équipe ont ensuite isolé les microbes de l’échantillon, sélectionné deux souches du champignon Fusarium oxysporum et séquencé leurs gènes.
“Les changements apportés à votre microbiome global auront un impact sur votre santé cérébrale globale et votre santé cognitive”, déclare González-Juarbe.
L’équipe a ensuite comparé les échantillons fongiques isolés avec 62 autres souches et a constaté que la génétique des échantillons de l’ISS différait de celle de leurs homologues terrestres. L’équipe a également utilisé de minuscules vers appelés nématodes dans les deux échantillons. Ils ont découvert que certains des microbes provenant de l’ISS tuaient davantage de ces vers.
Gilbert a déclaré qu’il est possible que les champignons deviennent plus pathogènes en réponse aux rigueurs de l’espace, bien que son équipe travaille sur de nouvelles études pour aider à clarifier ce lien. Les microbes préfèrent les zones chaudes et humides, comme l’environnement à l’intérieur du corps humain.
Ainsi, les microbes s’échappant de ces habitats sur des surfaces froides et sèches – également soumises aux radiations et à l’absence de gravité – pourraient acquérir de nouvelles compétences de survie à travers les générations, dit-il.
“Malheureusement”, ajoute-t-il, “certaines de ces stratégies de survie sont associées à des choses comme la résistance aux antibiotiques ou une virulence accrue chez l’homme”.
Gilbert note que les astronautes qui sont choisis pour aller dans l’espace sont souvent en très bonne santé, donc les chances qu’ils tombent malades à cause de l’un de ces méchants microbes sont minces.
Cependant, si quelqu’un lors du long voyage vers Mars a un système immunitaire affaibli à cause d’une intoxication alimentaire ou de l’épuisement, a-t-il ajouté, il pourrait être infecté par “ces survivants inconditionnels de Mad Max”.
Les recherches existantes sur le microbiome humain dans l’espace laissent beaucoup d’inconnues, selon tous les chercheurs avec lesquels Undark s’est entretenu.
Par exemple, Nicole Buckley, chef d’équipe du programme SciSpacE de l’Agence spatiale européenne – ou science de l’environnement spatial – note qu’il est difficile de dire si une maladie dans l’espace, comme la privation de sommeil, est causée par une interférence microbienne, ou si les microbes contribuent simplement à ou réagissant à une autre maladie.
On ne sait pas non plus, jusqu’à présent, comment les chercheurs peuvent stabiliser à nouveau le microbiome d’une personne dans l’espace, s’il est rejeté pour provoquer une maladie, a déclaré Pearce.
Par exemple, une greffe de selles – qui consiste à transplanter des bactéries bénéfiques des selles d’un donneur sain à une personne malade – peut aider à restaurer la fonction immunitaire des personnes atteintes de certaines maladies.
Mais parce que le microbiome est si complexe, “ce n’est pas comme administrer un médicament qui a un résultat”, dit-il. “Vous gérez un organisme qui peut s’établir et avoir le résultat souhaité, ou peut ne pas s’établir et n’avoir pas le résultat que vous attendez.”
Cependant, certains chercheurs notent que même un changement assez simple peut faire toute la différence pour les astronautes.
González-Juarbe dit que fournir des fruits et légumes frais et des aliments riches en fibres peut développer des microbes qui produisent des acides gras à chaîne courte dans l’estomac, ce qui aide à soutenir le système immunitaire. Buckley note que les aliments pré- et probiotiques peuvent également aider dans ce domaine. .
Les astronautes dans l’espace ont accès à des aliments lyophilisés, selon un e-mail de Grace Douglas du projet de technologie alimentaire avancée de la NASA, qui a “des niveaux normaux de micro-organismes liés aux aliments”, mais est traité pour éviter tout agent pathogène.
Les astronautes reçoivent également de petites quantités de fruits et légumes frais grâce à des missions d’approvisionnement. Cependant, selon Buckley, un microbiome sain nécessite de limiter les aliments transformés et encore plus de fruits et légumes frais et d’aliments riches en fibres.
Gilbert note que les astronautes sélectionnés pour l’espace sont souvent en très bonne santé, donc les chances qu’ils tombent malades à cause de l’un de ces méchants microbes sont minces.
L’ESA travaille actuellement sur une étude dans laquelle ils ont fourni des composés trouvés dans le lait maternel humain appelés oligosaccharides, un groupe apparenté de glucides, aux régimes alimentaires des chercheurs vivant à la station de recherche Concordia en Antarctique pendant plus d’un an.
On pense que ces composés jouent un rôle important dans la création d’un microbiome sain chez les bébés. Cette étude examinera l’impact des oligosaccharides sur les microbiomes, le système immunitaire et l’humeur des chercheurs.
Il reste encore d’autres domaines à explorer qui pourraient faire progresser la compréhension scientifique des effets de l’espace extra-atmosphérique sur le microbiome humain.
Par exemple, il y a un besoin de plus d’informations sur les astronautes individuels et leur équilibre microbien, ce qui rend leur microbiome stable ou instable, a déclaré Pearce.
Pearce a ajouté que les astronautes peuvent rencontrer des agents pathogènes opportunistes familiers – des microbes qui sont normalement bénins, mais peuvent devenir dangereux lorsque le système immunitaire d’une personne est affaibli, entre autres facteurs – tels que ceux responsables du SARM, qui se trouve chez 2 % des personnes.
Mais il peut y avoir des «inconnues inconnues» dans ce domaine, dit-il: les microbes que les humains transporteront dans l’espace ont un potentiel non découvert de devenir des agents pathogènes.
À l’heure actuelle, personne ne sait non plus comment le microbiome humain changera lors d’un long voyage vers Mars, par rapport à un séjour relativement court sur l’ISS, a déclaré Pearce.
Mais étant donné l’échelle de temps des vols spatiaux vers la planète rouge – que la NASA prévoit pour la fin des années 2030 ou le début des années 2040 – les scientifiques ont tout le temps de mieux comprendre le rôle que joue le microbiome dans la santé des astronautes, a-t-il ajouté.
Jusque-là, Pearce a déclaré que les chercheurs doivent continuer à utiliser les outils à leur disposition, qu’il s’agisse d’études terrestres qui imitent l’espace, d’études dans l’espace lui-même ou simplement de tests visant à mieux comprendre le microbiome humain qui est sûr au sol. “Il n’y a pas une seule façon d’obtenir une réponse à cela”, a-t-il déclaré.
La source: undark.org
