Le corps humain a évolué sous la force constante de la gravité terrestre. Pour prévenir l'atrophie osseuse et musculaire lors de leurs séjours dans l'espace, les astronautes doivent faire de l'exercice tous les jours. Pour les chercheurs qui étudient la perte osseuse ou musculaire qui pourrait être causée par des maladies, vieillissement ou sédentarité, l'environnement de microgravité à bord de la Station spatiale internationale est un endroit unique pour effectuer des expériences qui peuvent nous aider à comprendre le fonctionnement du corps.

Les modèles animaux tels que les souris sont essentiels à ce type de recherche en microgravité, servant de sujets de recherche sur les rongeurs-19 (RR-19), qui étudie une méthode proposée pour prévenir la perte osseuse et garder les muscles forts et sains.

RR-19, également connu sous le nom de Mighty Mice dans l'espace, étudie la myostatine et l'activine. Ces voies de signalisation moléculaire influencent la dégradation des muscles et des os. Les chercheurs les étudient comme cibles possibles pour garder les muscles et les os en bonne santé pendant les vols spatiaux, et l'amélioration de la récupération après un retour sur Terre.

Les scientifiques à l'origine de cette recherche sont Se-Jin Lee et Emily Germain-Lee de la faculté de médecine de l'Université du Connecticut. Lee et Germain-Lee ont également des rendez-vous au Jackson Laboratory et au Connecticut Children's Medical Center, respectivement. Lee et Germain-Lee, un couple marié, travaillent ensemble depuis 10 ans sur cette recherche, mais des décennies de travail ont conduit à l'expérience Mighty Mice.

Lee et Germain-Lee se sont rencontrés au collège alors qu'ils étudiaient la biochimie. Tous deux ont obtenu des diplômes supérieurs et ont ouvert leur propre voie dans la recherche, Lee se concentrant sur l'étude du muscle et Germain-Lee se concentrant sur les troubles osseux. "J'ai investi une grande partie de ma vie à m'occuper d'enfants qui souffrent de nombreuses affections qui affectent leurs os." dit Germain-Lee. "Leurs os peuvent être brisés, mais leurs esprits ne le sont pas."

Il y a vingt ans, Le labo de Lee a fait une découverte. Il a découvert de nouvelles informations sur le comportement de la myostatine et son influence sur la croissance musculaire. "J'ai commencé à penser que la microgravité serait l'endroit idéal pour effectuer des expériences sur la myostatine et tester nos médicaments de développement, " dit Lee.

La myostatine limite généralement la croissance musculaire. Lorsque vous le bloquez, les muscles peuvent devenir beaucoup plus gros que la taille normale. Lorsque Lee a modifié génétiquement des souris pour qu'elles manquent complètement de myostatine, leurs muscles ont grandi à deux fois la taille normale. Des mutations naturelles provoquant le blocage de la myostatine ont également fourni la preuve de la puissance de la protéine. Bovins Bleu Belge, élevé en Europe après la Seconde Guerre mondiale pour répondre à la demande accrue de plus de viande, a été la première espèce identifiée avec une mutation naturelle du gène de la myostatine.

Le couple a continué à travailler de façon indépendante jusqu'à ce que Germain-Lee ait une idée. Elle a remarqué que ses patients avec des os faibles avaient aussi souvent des muscles faibles. "Nous parlions un jour, et j'ai dit, « Et si ce médicament pouvait également aider au développement des os ? », a déclaré Germain-Lee.

Cela a déclenché une nouvelle série d'expériences. Le couple s'est officiellement associé sur la paillasse du laboratoire pour voir si la découverte de Lee pourrait également aider les patients de Germain-Lee présentant une densité osseuse déficiente. Ils ont découvert que ce médicament pourrait potentiellement bénéficier à leurs deux domaines de recherche.

Une décennie plus tard, 40 ans après leur première rencontre à l'université et 35 ans après leur mariage, est venu une grande opportunité. Le laboratoire national américain de l'ISS permettrait à Lee de mener une expérience similaire à celle que Lee avait envisagée dans les années 90. "Aucune expérience ici sur Terre ne peut simuler de manière égale la perte osseuse et musculaire comme la microgravité. La station spatiale est l'environnement parfait pour pouvoir tester des médicaments expérimentaux contre la perte osseuse et musculaire, " dit Germain-Lee. " C'est tout ce sur quoi j'ai toujours voulu travailler en un seul projet. J'ai l'impression que tout s'est réuni dans cette expérience."

Les scientifiques ont planifié une enquête pour envoyer 40 souris vivre en microgravité à bord de la Station spatiale internationale avec 40 souris comparables étudiées sur Terre comme groupe de contrôle. Certaines souris sont génétiquement modifiées pour ne pas produire de myostatine, tandis que d'autres sont des souris normales qui reçoivent un médicament capable de bloquer la myostatine, ainsi que l'activine, qui régule la masse osseuse. L'objectif est d'améliorer simultanément la masse musculaire et osseuse.

Lee et Germain-Lee ont eu la chance de mener l'expérience en décembre 2019 avec le lancement de la 19e mission de ravitaillement en fret de SpaceX vers la station spatiale. Le jour du lancement, le couple regardait nerveusement la fusée sur le pad. Alors que le compte à rebours atteint zéro, l'énormité du moment frappa Germain-Lee. "En regardant le lancement, J'ai juste commencé à pleurer. Et pas seulement pleurer un peu. J'ai commencé à sangloter. Ça a dû être l'émotion de 20 ans de travail qui sortait d'un coup, " a déclaré Germain-Lee. " D'un point de vue professionnel, c'est tellement gratifiant de travailler sur quelque chose qui, je le sais, profitera à mes patients. D'un point de vue personnel, faire cela avec Se-Jin a été extrêmement gratifiant."

Dans l'espace, les astronautes ont utilisé le densitomètre osseux pour voir comment les os des souris réagissaient à la microgravité. "Au cours de la journée, Je pourrais me concentrer sur d'autres choses, mais quand je suis allé me ​​coucher, tout ce à quoi je pouvais penser était ces souris, " dit Germain-Lee. " Après le retour de la capsule, nous avons dû attendre que les souris soient de retour dans le laboratoire."

Le vaisseau spatial SpaceX Dragon est revenu sur Terre en janvier 2020, transporter les souris parmi les nombreuses recherches et fournitures de la station. Avec les souris à la maison, la paire est passée en mode d'analyse de données. Les résultats semblent prometteurs, et le couple réfléchit déjà aux prochaines étapes et à la manière de tirer parti de la recherche. Cette étude pourrait soutenir le développement de thérapies pour un large éventail de conditions qui provoquent une perte musculaire et osseuse sur Terre et dans l'espace. « Si cela se concrétise en tant que traitement chez l'homme, ce serait un rêve devenu réalité, " dit Germain-Lee.