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Un nouvel outil d’analyse mis au point par des chercheurs de la Northwestern University a été utilisé pour révéler l’effet du vol spatial sur les bactéries dans le microbiome intestinal. Cette recherche suggère que les changements de microbiome sont probablement dus à la microgravité, et non aux radiations, au régime alimentaire ou à d’autres facteurs préexistants.

La microgravité affecterait le microbiome

«Si nous envoyons des humains sur Mars ou lors de longues missions sur la Lune, il est essentiel de comprendre les effets de l’exposition à long terme de l’environnement spatial sur des humains- et sur les trillions de bactéries qui voyagent avec nous», explique Fred. Turek, coauteur de cette nouvelle étude.
Des recherches antérieures avaient montré que les vols spatiaux produisaient des modifications importantes de la diversité des bactéries dans le microbiome intestinal. Cela a été vérifié chez des souris dans la Station spatiale internationale (ISS) et chez l’astronaute Scott Kelly, qui a passé près d’un an dans l’espace.
La cause exacte de ces changements dans le microbiome n’a pas été tout à fait claire. Dans le cas de l’astronaute Scott Kelly, dont le microbiome peut être directement comparé à celui de son frère jumeau identique à la Terre, des chercheurs ont supposé que ces changements étaient simplement dus aux conditions alimentaires des astronautes.
Pour tenter de mieux comprendre ce qui sous-tendait ces changements dans le microbiome, des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode appelée STARMAPS (test de similarité pour les profils d’abondance du microbiome reproductibles et reproductibles).
«Il n’existait pas d’approche statistique pour effectuer ce travail», déclare Martha Vitaterna, chercheuse principale de cette nouvelle étude. «Les outils n’existaient pas, nous les avons donc inventés. C’est un cas classique de la nécessité de la mère des inventions ».
Cette nouvelle étude a analysé une série de données provenant de plusieurs études sur des rongeurs de la NASA, effectuées à la suite de groupes de souris envoyés à l’ISS, ainsi que des groupes de contrôle appariés conservés dans des conditions similaires sur Terre.

En utilisant des souris plusieurs autres facteurs ont été découvert

Les souris témoins conservées sur Terre ont été soigneusement hébergées dans des conditions identiques à celles de leurs homologues liées à l’espace, avec des régimes alimentaires, des habitats, des niveaux de température et d’humidité identiques.
Les chercheurs ont clairement indiqué que les principales différences entre les groupes d’animaux étaient «l’accélération et les vibrations pendant le lancement d’une fusée ainsi que la microgravité et le rayonnement cosmique pendant un vol spatial».
Les effets du lancement sur les animaux ne peuvent être exclus, affirment les chercheurs. Cependant, on estime que cet impact ne pourrait pas rendre compte de toutes les différences de microbiome observées entre les deux cohortes d’animaux.
Les rayonnements sont souvent considérés comme un facteur clé, mais dans cette étude les chercheurs spéculent que «les radiations ont un effet sur le microbiome intestinal», déclare Vitaterna. « Mais ces effets ne ressemblent pas à ce que nous avons vu durant un vol spatial. »
L’hypothèse actuelle pour expliquer ces différences de composition du microbiome intestinal est qu’elles sont fondamentalement causées par des facteurs environnementaux spécifiques présents dans l’espace. La microgravité en particulier est citée comme le principal facteur.
En comparant les données animales aux échantillons de microbiome prélevés chez Scott Kelly pendant son séjour sur l’ISS, les chercheurs ont découvert des similitudes entre les groupes. Cela suggère que les changements microbiens sont bien causés par les vols spatiaux.

Le stress serait également une des explications

Comment la microgravité modifie-t-elle directement le microbiome d’une personne? L’étude suppose qu’un certain nombre de mécanismes pourraient être en jeu, allant d’une dynamique de cisaillement du fluide réduite à un mouvement de digestion altéré, mais Vitaterna note que ces changements de bactéries intestinales peuvent être sous-tendus par des réponses au stress.
D’autres travaux seront inévitablement nécessaires pour mieux comprendre les effets des vols spatiaux sur le microbiome, mais ces résultats pourraient non seulement aider les futurs astronautes à rester en bonne santé lors de longs vols spatiaux – toute méthode mise au point pour contribuer à atténuer le stress des environnements spatiaux pourrait aussi nous aider sur Terre.
«Comprendre les facteurs pouvant réduire ce type de changement dans le microbiome serait une information utile, car elle permettrait de compenser les effets du stress que les gens vivent sur Terre», déclare Vitaterna. «Comprendre quels facteurs génétiques contribuent aux différences entre les souches bactériennes sera utile pour développer des contre-mesures pouvant protéger le microbiome pendant des périodes de stress.»
Cette nouvelle étude a été publiée dans la revue Microbiome.
Source : Northwestern University
Crédit photo : Pixabay

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