La santé des astronautes pose un défi majeur aux équipes de la NASA. Lors de missions de longue durée dans l'espace, la physiologie des êtres humains est altérée. Les contraintes liées à l'impesanteur, le confinement de l'équipage, l'éloignement familial, le temps de travail élevé et l'absence de sommeil sont autant de causes de modifications de la santé des astronautes, dont la probabilité de développer une maladie est plus élevée que pour leurs homologues restés sur Terre.
Des études scientifiques ont montré que le système immunitaire des astronautes est affaibli lors de séjours dans l'espace. L'immunité innée et l'immunité adaptative sont modifiées, en particulier au niveau de la réponse lymphocytaire TH1/TH2 et de la réaction des macrophages.
En impesanteur, on observe également une réactivation des virus latents. Le virus de l'herpès, un indicateur sensible de la santé des astronautes peut réapparaître au cours de vols spatiaux sous la forme de poussées d'herpès, significatives d'une baisse de l'immunité. Le nombre de copies du virus Epstein Barr (EBV) augmente dans l'organisme durant un vol spatial, mais diminue à un niveau normal après le retour sur Terre. Des examens biologiques effectués chez des astronautes ayant effectués une mission en orbite montrent une augmentation de la concentration de cytomégalovirus (CMV) dans les urines, une augmentation de la concentration du virus de la varicelle-zona (VZV) dans la salive, celle-ci restant élevée même après un retour sur Terre. A cela s'ajoutent une multitude de pathogènes dont la virulence augmente dans l'espace, comme par exemple les salmonelles responsables d'intoxications alimentaires.
Il a été aussi montré qu'en impesanteur l'intérieur du corps humain était un environnement à "faible flux". Cela se manifeste par une modification de l'absorption des nutriments au niveau des microvillosités intestinales qui a pour conséquences de conduire à des anémies chez les astronautes.
Des souris dans l'espace
Des chercheurs de l'Université de l'Arizona ont mis en évidence que lors des vols spatiaux l'activité des gènes contrôlant la réponse immunitaire et la réponse au stress était modifiée chez des souris, ce qui aurait pour conséquences un risque accru de développer une pathologie.
Ty Lebsack, immunobiologiste à l'Université de l'Arizona et ses collaborateurs ont étudié le thymus, l'organe de sélection et de maturation des lymphocytes T, acteurs clés du système immunitaire. Ils ont comparé les profils d'expression génétique de thymus de quatre souris en bonne santé ayant passé treize jours à bord de la navette spatiale Endeavour lors de la mission STS-118, par rapport à des souris témoins restées sur Terre.
Les résultats montrent que dans le thymus des souris "astronautes", l'expression de 970 gènes est modifiée (régulation positive ou négative d'un facteur 1,5 ou plus) et l'expression de 12 gènes est significativement dérégulée chez ces quatre souris. Ces gènes interviennent dans le métabolisme des récepteurs aux glucocorticoïdes, les voies de signalisation des lymphocytes T, la régulation du stress, et l'apoptose. "Nous avons remarqué une tendance générale au sujet des gènes dont l'expression est modifiée par un vol spatial: Ils sont tous impliqués, d'une manière ou d'une autre, dans le développement, le contrôle et l'apoptose des cellules du système immunitaire", explique Ty Lebsack
Le processus d'apoptose (ou mort cellulaire programmée) joue un rôle essentiel dans le fonctionnement d'un organisme par exemple dans l'élimination des cellules qui ne sont plus nécessaires ou endommagées. Cependant, l'apoptose doit être strictement régulée au niveau du système immunitaire pour s'assurer que le processus ne deviendra pas incontrôlable. "Beaucoup de gènes dont l'activité est régulée à la baisse chez les souris "astronautes" jouent un rôle important dans le maintien de cet équilibre". Cela signifie qu' "à bord d'un vaisseau spatial vous observerez potentiellement une mort cellulaire plus importante en raison de ces différences", ajoute Ty Lebsack.
Ces résultats concordent avec les expériences menées sur Terre pour étudier comment la micropesanteur affecte les cellules immunitaires. Dans ces expériences, les scientifiques ont reproduit des conditions de micropesanteur à l'aide de clinostats, appareils qui utilisent la rotation pour réduire les effets de la gravité. Les études sur des cultures cellulaires en clinostats ont montré une mort cellulaire accrue des lymphocytes T.
En conclusion, l'ensemble des résultats de recherche tend à prouver que le système immunitaire des astronautes pourrait être significativement compromis dans l'espace. Entre les vols spatiaux qui affectent la sensibilité d'un équipage aux infections et les études montrant que les microbes prospèrent dans un environnement sans gravité, c'est un grand défi posé aux missions spatiales habitées vers des destinations lointaines comme Mars.Des études scientifiques ont montré que le système immunitaire des astronautes est affaibli lors de séjours dans l'espace. L'immunité innée et l'immunité adaptative sont modifiées, en particulier au niveau de la réponse lymphocytaire TH1/TH2 et de la réaction des macrophages.
En impesanteur, on observe également une réactivation des virus latents. Le virus de l'herpès, un indicateur sensible de la santé des astronautes peut réapparaître au cours de vols spatiaux sous la forme de poussées d'herpès, significatives d'une baisse de l'immunité. Le nombre de copies du virus Epstein Barr (EBV) augmente dans l'organisme durant un vol spatial, mais diminue à un niveau normal après le retour sur Terre. Des examens biologiques effectués chez des astronautes ayant effectués une mission en orbite montrent une augmentation de la concentration de cytomégalovirus (CMV) dans les urines, une augmentation de la concentration du virus de la varicelle-zona (VZV) dans la salive, celle-ci restant élevée même après un retour sur Terre. A cela s'ajoutent une multitude de pathogènes dont la virulence augmente dans l'espace, comme par exemple les salmonelles responsables d'intoxications alimentaires.
Il a été aussi montré qu'en impesanteur l'intérieur du corps humain était un environnement à "faible flux". Cela se manifeste par une modification de l'absorption des nutriments au niveau des microvillosités intestinales qui a pour conséquences de conduire à des anémies chez les astronautes.
Des souris dans l'espace
Des chercheurs de l'Université de l'Arizona ont mis en évidence que lors des vols spatiaux l'activité des gènes contrôlant la réponse immunitaire et la réponse au stress était modifiée chez des souris, ce qui aurait pour conséquences un risque accru de développer une pathologie.
Ty Lebsack, immunobiologiste à l'Université de l'Arizona et ses collaborateurs ont étudié le thymus, l'organe de sélection et de maturation des lymphocytes T, acteurs clés du système immunitaire. Ils ont comparé les profils d'expression génétique de thymus de quatre souris en bonne santé ayant passé treize jours à bord de la navette spatiale Endeavour lors de la mission STS-118, par rapport à des souris témoins restées sur Terre.
Les résultats montrent que dans le thymus des souris "astronautes", l'expression de 970 gènes est modifiée (régulation positive ou négative d'un facteur 1,5 ou plus) et l'expression de 12 gènes est significativement dérégulée chez ces quatre souris. Ces gènes interviennent dans le métabolisme des récepteurs aux glucocorticoïdes, les voies de signalisation des lymphocytes T, la régulation du stress, et l'apoptose. "Nous avons remarqué une tendance générale au sujet des gènes dont l'expression est modifiée par un vol spatial: Ils sont tous impliqués, d'une manière ou d'une autre, dans le développement, le contrôle et l'apoptose des cellules du système immunitaire", explique Ty Lebsack
Le processus d'apoptose (ou mort cellulaire programmée) joue un rôle essentiel dans le fonctionnement d'un organisme par exemple dans l'élimination des cellules qui ne sont plus nécessaires ou endommagées. Cependant, l'apoptose doit être strictement régulée au niveau du système immunitaire pour s'assurer que le processus ne deviendra pas incontrôlable. "Beaucoup de gènes dont l'activité est régulée à la baisse chez les souris "astronautes" jouent un rôle important dans le maintien de cet équilibre". Cela signifie qu' "à bord d'un vaisseau spatial vous observerez potentiellement une mort cellulaire plus importante en raison de ces différences", ajoute Ty Lebsack.
Ces résultats concordent avec les expériences menées sur Terre pour étudier comment la micropesanteur affecte les cellules immunitaires. Dans ces expériences, les scientifiques ont reproduit des conditions de micropesanteur à l'aide de clinostats, appareils qui utilisent la rotation pour réduire les effets de la gravité. Les études sur des cultures cellulaires en clinostats ont montré une mort cellulaire accrue des lymphocytes T.
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