Une fusée Falcon 9 au siège de SpaceX à Hawthorne, Californie, le 24 août, 2018. Crédit :iStock/Jorge Villalba
Le cerveau des astronautes grossit-il dans l'espace ? La réponse peut être trouvée dans 10 petits conteneurs de cellules cérébrales humaines à bord d'un vaisseau spatial SpaceX qui doit décoller le 5 décembre pour un voyage de 16 mois vers la Station spatiale internationale dans le cadre d'un projet conjoint entre l'UCLA et la NASA Ames Research Centre.
Les astronautes en mission spatiale de longue durée développent fréquemment « une hypertension intracrânienne, " ou une pression élevée dans le crâne, dit Araceli Espinosa-Jeffrey, neurochimiste au Centre de recherche sur les déficiences intellectuelles et développementales de l'UCLA à l'Institut Jane et Terry Semel pour les neurosciences et le comportement humain. Espinosa-Jeffrey dirige l'expérience qui mesurera le comportement de ces cellules dans un environnement de microgravité.
La condition mal comprise, observé pour la première fois en 2005, provoque des maux de tête et des changements de vision résultant de la pression sur les globes oculaires, dit Espinosa-Jeffrey. Les symptômes, qui ont parfois persisté après le retour des astronautes chez eux, poserait un problème potentiel pour un voyage spatial de plusieurs années tel qu'une mission vers Mars.
Certains scientifiques pensent que l'environnement en apesanteur provoque des changements dans le liquide protecteur entourant le cerveau et la moelle épinière. Espinosa-Jeffrey a une théorie différente :la microgravité met certaines cellules du cerveau en surmultipliée, les obligeant à se multiplier et à sécréter des acides gras à un rythme jamais vu sur Terre. En d'autres termes, les astronautes rentrent chez eux avec plus de cellules cérébrales qu'à leur départ.
"Nous avons des preuves que l'apesanteur simulée en laboratoire augmente le nombre de cellules souches neurales et les cellules qui fabriquent la myéline, " dit Espinosa-Jeffrey. " Maintenant, nous voulons déterminer l'impact de la microgravité réelle dans l'espace sur le cycle cellulaire."
Araceli Espinosa-Jeffrey théorise que la microgravité met certaines cellules du cerveau en surmultipliée, les obligeant à se multiplier et à sécréter des acides gras à un rythme jamais vu sur Terre. Crédit :UCLA
Comment la microgravité affecte nos cellules
Depuis 35 ans, Espinosa-Jeffrey a étudié les oligodendrocytes, un type de cellule cérébrale qui forme la myéline, le revêtement protecteur pour les cellules nerveuses qui soutient le voyage rapide des impulsions électriques. Dans les traumatismes cérébraux et certaines maladies, comme la sclérose en plaques, la myéline est détruite ou perturbée, entraînant une invalidité.
Mais que se passerait-il si les cellules qui fabriquent la myéline pouvaient être transplantées chez les patients, remplacer la myéline qu'ils ont perdue à cause de la maladie ? Dans des recherches antérieures, Espinosa-Jeffrey et feu Jean de Vellis, qui était neurobiologiste à l'Institut Semel, a démontré une première étape prometteuse :des oligodendrocytes immatures transplantés chez des animaux sont devenus une partie du système nerveux central des animaux hôtes.
Espinosa-Jeffrey et de Vellis ont découvert que s'ils exposaient des oligodendrocytes immatures à une microgravité simulée en laboratoire, ces cellules « amorcées » ont mûri, les acides gras ont proliféré et sécrété plus rapidement que les cellules non amorcées, suggérant une méthode pour produire des cellules saines en quantités suffisantes pour la transplantation.
Pour se préparer à sa nouvelle expérience, Espinosa-Jeffrey a cajolé ses cellules cultivées en laboratoire à prospérer dans l'espace sans les soins réguliers des chercheurs qu'elles recevraient sur Terre. Avec les bonnes conditions, les cellules peuvent durer plus de 52 jours, à peu près le temps nécessaire pour se rendre à la station spatiale et revenir.
Lors de l'amerrissage dans l'océan Pacifique, Espinosa-Jeffrey et ses étudiants recueilleront les cellules et les placeront dans un "milieu de culture accueillant" qui offrira tous les nutriments nécessaires pour se remettre de l'impact de l'atterrissage et des cinq semaines dans l'espace.
"L'absence de gravité offre une opportunité unique d'acquérir de nouvelles connaissances sur la biologie et la fonction neuronales de base, " a déclaré Espinosa-Jeffrey. "Je crois que nos cellules en microgravité peuvent produire des molécules qu'il n'est pas possible de fabriquer en gravité normale."
