Crédit :NASA
Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se passerait si vous tombiez malade dans l'espace ? La NASA a envoyé des échantillons de bactéries en orbite terrestre basse pour aider à le découvrir.
L'une des dernières expériences de petits satellites de l'agence est le satellite antimicrobien E. coli, ou EcAMSat, qui explorera la base génétique de l'efficacité avec laquelle les antibiotiques peuvent combattre les bactéries E. coli dans la faible gravité de l'espace. Ce CubeSat - un vaisseau spatial de la taille d'une boîte à chaussures construit à partir d'unités en forme de cube - vient d'être déployé depuis la station spatiale, et peut nous aider à améliorer la façon dont nous combattons les infections, offrir des voyages plus sûrs aux astronautes lors de futurs voyages, et offrir des avantages pour la médecine ici sur Terre.
"Si nous trouvons que la résistance est plus élevée en microgravité, nous pouvons faire quelque chose, parce que nous connaîtrons le gène qui en est responsable, et être capable de concevoir des contre-mesures, " dit A. C. Matin, chercheur principal pour l'enquête EcAMSat à l'Université de Stanford en Californie. « Si nous sommes sérieux au sujet de l'exploration de l'espace, nous devons savoir comment les systèmes vitaux humains sont influencés par la microgravité."
Les scientifiques pensent que des bactéries comme E. coli peuvent subir un stress en microgravité. Ce stress déclenche des systèmes de défense chez les bactéries, ce qui rend plus difficile l'action des antibiotiques contre eux. Les bactéries sur Terre font quelque chose de similaire en développant une résistance naturelle aux traitements antibiotiques traditionnels. En sachant comment la résistance d'E. coli aux antibiotiques évolue dans l'espace, nous pouvons aussi mieux comprendre les bactéries sur Terre, conduisant à des traitements plus efficaces ici, trop.
EcAMSat déployé depuis la Station spatiale internationale. Crédit :NASA
Les souches d'E. coli utilisées sur EcAMSat sont responsables d'infections urinaires, ce qui peut arriver aux astronautes dans l'espace en plus d'autres types d'infections. Avec ces résultats, les scientifiques découvriront le dosage idéal de médicament pour lutter contre les infections à E. coli dans l'espace, et explorer d'autres techniques qui pourraient améliorer la puissance des antibiotiques qui existent déjà aujourd'hui.
"Au-delà de l'orbite terrestre basse, les effets combinés de la microgravité et du rayonnement spatial sur la santé humaine nécessiteront davantage de connaissances sur la façon dont la biologie réagit à l'environnement spatial, " a déclaré Stéphane Spremo, chef de projet pour la mission au Ames Research Center de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. "Les enseignements tirés de cette expérience serviront de tremplin pour des missions biologiques CubeSat plus avancées, répondre aux questions critiques."
EcAMSat est un satellite particulièrement autonome, ce qui signifie qu'il peut mener son expérience sans aucune communication de la Terre. Après son arrivée à la Station spatiale internationale, l'équipage travaillera avec les contrôleurs au sol pour mettre le satellite en orbite, et il est programmé pour commencer automatiquement son expérience. Des étudiants de l'Université de Santa Clara en Californie surveilleront le vaisseau spatial, gérer les opérations de la mission et télécharger les données.
Le vaisseau spatial réveillera les E. coli dormants en les inondant d'un fluide riche en nutriments, ajuster leurs contenants à la température du corps humain, puis injecter aux échantillons bactériens différentes quantités d'antibiotiques. Deux types d'E. coli seront comparés :l'un avec un gène naturel qui l'aide à résister aux antibiotiques, l'autre sans.
EcAMSat contient ce module expérimental, à l'intérieur duquel sont stockés les E. coli. Nutriments, l'antibiotique, un colorant spécial et des déchets sont stockés dans des sacs reliés par une série de tubes à la carte microfluidique - un dispositif stockant de petites flaques de liquide contenant les bactéries. Crédit :NASA/Centre de recherche Ames/Dominic Hart
Les bactéries seront mélangées à un colorant qui passe du bleu au rose. Un colorant qui reste bleu indique que la plupart des cellules sont mortes en réaction à l'antibiotique. Plus il y a de cellules qui restent viables et actives malgré le médicament, plus la teinte de rose devient forte. Un capteur de couleur embarqué détectera ces changements, et déterminer la force avec laquelle les deux types d'E. coli résistent à l'antibiotique à différentes doses.
L'expérience durera 150 heures pendant que EcAMSat orbite autour de la Terre, et l'ensemble de données, moins d'un mégaoctet au total, sera ensuite transmis par radio jusqu'à la Terre. Après la conclusion de sa mission, ce petit satellite brûlera dans l'atmosphère terrestre quelque 18 mois plus tard.
Garder les astronautes en bonne santé aujourd'hui, À la recherche de la vie de demain
EcAMSat ne s'appuie pas seulement sur un héritage de conception matérielle fiable démontrée lors de missions antérieures de petits satellites, mais aussi la maturation de la technologie pour les futures missions afin d'améliorer notre compréhension de la vie dans notre système solaire. À l'avenir, certains des mêmes composants conçus pour EcAMSat pourraient survivre dans d'autres missions.
"Bien que EcAMSat ne vole qu'une seule fois, nombre de ses composants peuvent se lancer dans une mission différente :détection de vie dans le système solaire, " a déclaré Tony Ricco, technologue en chef de la mission à Ames. "En utilisant des capteurs et la technologie microfluidique d'EcAMSat, La NASA développe la technologie nécessaire pour rechercher la vie sur des lunes telles qu'Encelade et Europe - des mondes océaniques recouverts de croûtes glacées."
Dans un emballage de la taille de quelques miches de pain, la science de ce satellite offrira des avantages pour la santé des futurs astronautes et humains sur Terre pour les décennies à venir.
