Lorsque des scientifiques terminent une expérience à bord de la Station spatiale internationale, les ramifications de ce travail ne font que commencer. La NASA perpétue un héritage de décennies de données de recherche biologique, alimentant de nouvelles découvertes longtemps après la fin des études dans l'espace.

Cet héritage est évident dans une publication de Cell Press, une collection de revues scientifiques qui a récemment compilé 29 articles sur la biologie des vols spatiaux ou l'étude de la façon dont l'espace affecte le corps humain. Un certain nombre d'articles s'appuyaient sur les archives de données des sciences de la vie de la NASA (LSDA) et le Genelab de la NASA, deux dépôts qui contiennent des décennies d'échantillons biologiques et de données de la Station spatiale internationale.

Le LSDA du Johnson Space Center de la NASA à Houston est chargé de collecter et d'archiver les données et les échantillons du Human Research Program (HRP), y compris la recherche sur les stations spatiales. Il date de 1979 et comprend plus de 32, 000 spécimens animaux et microbiens provenant d'enquêtes sur les stations spatiales et les navettes spatiales et d'études au sol connexes.

Le GeneLab de la NASA au Ames Research Center dans la Silicon Valley, Californie, contient des données complètes provenant d'analyses de spécimens provenant de vols spatiaux et d'expériences au sol correspondantes à partir de 1995. Il s'agit de la première base de données omiques liées à l'espace. L'omique fait référence aux sciences biologiques se terminant par "-omique, " comme la génomique, l'étude des gènes, et protéomique, l'étude de toutes les protéines d'une cellule, tissu, ou organisme. Les données GeneLab proviennent de l'analyse d'une variété de biomolécules, y compris l'ADN, ARN, et les protéines.

Les données LSDA et GeneLab sont facilement accessibles à la communauté scientifique.

L'approche omique permet aux scientifiques d'avoir une vision globale plutôt que d'examiner une seule partie d'une cellule ou d'un organisme. Le scientifique du projet GeneLab, Jonathon M. Galazka, appelle cela une approche impartiale de la biologie. "Vous collectez des données et vous les laissez vous guider vers une réponse, " dit-il. Les données proviennent d'une variété d'organismes modèles, y compris des vers, rongeurs, et des plantes, ainsi que des astronautes.

Les articles de Cell Press utilisaient les données archivées de diverses manières.

Un article a examiné les profils immunitaires et les microARN circulants, ou miARN, chez la souris après un rayonnement simulé dans l'espace lointain. Dans le corps, miARN est impliqué dans l'expression des gènes et joue un rôle important dans la fonction saine et les maladies.

"Il se trouve dans tous les types de fluides du corps et entre et sort des cellules, ", explique l'enquêteur Afshin Beheshti à Ames. "Notre hypothèse était que les miARN sont associés à certaines maladies et fonctions, dans ce cas, effets causés par les radiations spatiales.

La recherche est l'une des premières à utiliser une nouvelle technologie pour les faisceaux simulés de rayonnement cosmique galactique (GCRB) ainsi que les faisceaux simulés d'éruptions solaires. Les deux peuvent affecter les astronautes. Les résultats suggèrent que les deux types de rayonnement suppriment de manière unique le système immunitaire. L'étude a également identifié des miARN circulant dans le sang qui pourraient provoquer cette suppression. Sur les futures missions spatiales, il peut être possible d'utiliser le profil de miARN d'une personne pour surveiller le changement immunitaire. En outre, l'inhibition de la production de miARN spécifiques pourrait servir de contre-mesure potentielle. Les chercheurs travaillent maintenant sur plusieurs études de suivi, y compris tester l'utilisation d'un inhibiteur de miARN pour contrer les effets des rayonnements.

Avec le séquençage des miARN de l'étude et d'autres données disponibles via GeneLab, « d'autres chercheurs peuvent proposer de nouvelles idées ou voir ce que nous avons manqué, " fait remarquer Beheshti.

Un autre article a utilisé les données GeneLab existantes pour examiner les effets de la gravité sur le ver C. elegans, un organisme modèle utilisé dans de nombreuses études biologiques, y compris Micro-16, une expérience lancée à bord de la mission Northrop Grumman CRS-15 le 20 février.

« Nous voulions découvrir de nouvelles molécules importantes dans la réponse du corps aux changements de gravité, " déclare le co-chercheur et professeur agrégé de l'Université d'Exeter, Tim Etheridge.

La recherche a révélé que la gravité altérée provoquait des changements subtils dans environ 1, 000 gènes impliqués dans le système nerveux et contrôlés par les fonctions métaboliques liées à l'insuline. Ce résultat suggère que des changements dans le système nerveux pourraient être importants dans la réponse des astronautes à un vol spatial prolongé.

Etheridge ajoute que l'accès aux données GeneLab était essentiel à ce travail.

"Nous pouvons guérir les choses chez les souris, mais l'extrapolation aux humains est l'astuce, " dit Beheshti. " Dans l'espace, vous n'avez qu'une poignée d'astronautes volontaires plutôt que les milliers de sujets de recherche typiques de telles expériences. L'accès à toutes les données archivées des humains étudiés à la fois sur Terre et dans l'espace permet de compenser cela. Si vous faites preuve de créativité, vous pouvez combiner des ensembles de données et obtenir des informations utiles."

Galazka explique que GeneLab ajoute également des données en dehors de ce qui a été collecté pour l'expérience, telles que les mesures des doses de rayonnement ou de la température et de la qualité de l'air à partir de la cabine de la station spatiale. Des échantillons et des données GeneLab sont également disponibles en tant qu'opportunités scientifiques ouvertes. De nouvelles informations peuvent être générées par d'autres, y compris les analyses des échantillons restants, ajouter à cela de la recherche originale.

"Je pense que ce que vous verrez à l'avenir est une sorte de fusion ou de liens plus forts entre le LSDA et le GeneLab pour un système de données des sciences de la vie plus cohérent, " dit Galazka. " En général, la science évolue vers un modèle où l'organisation des données, Distribution, et l'analyse devient plus importante, et des systèmes comme ceux-ci seront critiques."

Beheshti dit la compilation Cell Press, l'une des plus grandes collections d'articles de biologie spatiale en un seul endroit, contribué à accroître la sensibilisation à la recherche en biologie spatiale. Les gardiens des données de la station spatiale de la NASA sont prêts lorsque d'autres chercheurs appelleront.