Une étude menée par une équipe de chercheurs du laboratoire national et de la NASA a révélé que l'environnement de la Station spatiale internationale est affecté par la composition microbienne des astronautes eux-mêmes.

L'effort de recherche de cinq ans représente la première étude à comparer le profil microbien environnemental (ou microbiome) de la station spatiale au microbiome d'un astronaute à l'aide de techniques de séquençage d'ADN métagénomique.

Leur papier, publié hier dans la revue scientifique PLOS Un , est l'œuvre de scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et de trois centres de la NASA :le Jet Propulsion Laboratory (JPL), Ames Research Center dans la Silicon Valley et Johnson Space Center.

"Il est très important d'avoir une surveillance continue du microbiome sur la station spatiale car cela nous aidera à identifier le potentiel de tout microbe qui pourrait nuire à la santé des astronautes, " a déclaré Crystal Jaing, biologiste du LLNL, l'auteur principal de l'article et le chercheur principal de l'étude Microbial Tracking (MT)-2.

Les scientifiques ont caractérisé le profil microbien d'un astronaute, prendre 88 écouvillonnages corporels de la bouche de l'astronaute, nez, oreille, la peau et la salive et a découvert que le microbiome des surfaces de la station spatiale ressemblait à la peau du membre d'équipage.

Les échantillons d'astronautes ont été collectés à huit moments différents - avant le vol (22), pendant le vol (33) et après le vol (33).

Pour comprendre si le microbiome de l'équipage interagissait avec l'environnement de la station spatiale, des échantillons de surface environnementale provenant de huit emplacements habitables différents de la station spatiale ont été collectés lors de deux vols. Des échantillons environnementaux d'un vol ont été collectés par l'astronaute dont le profil microbien a été compilé et des échantillons du vol suivant ont été collectés après le départ de l'astronaute.

La composition microbienne des échantillons de l'environnement de l'astronaute et de la station spatiale a été mesurée à l'aide d'un séquençage métagénomique et traitée à l'aide du Livermore Metagenomics Analysis Toolkit, un logiciel de bioinformatique qui identifie rapidement les microbes à partir d'énormes quantités de données de séquences d'ADN.

Bien que cette étude ait utilisé des échantillons renvoyés de l'espace, La NASA a la capacité d'identifier les microbes en temps réel à bord de la station spatiale et prévoit également une surveillance microbienne en temps réel sur les futurs engins spatiaux.

Cette étude s'appuie sur le projet Microbial Tracking-1, dans lequel la diversité microbienne des surfaces des stations spatiales et des échantillons d'air était caractérisée par la microbiologie conventionnelle mais non corrélée avec le microbiome des astronautes. L'étude MT-2 a élargi cette étude en collectant des échantillons d'astronautes parallèles, ainsi que des échantillons provenant exactement des mêmes surfaces étudiées par MT-1.

"Nous avons découvert dans cette étude que les populations microbiennes des surfaces des stations spatiales ressemblent à celles de la peau de l'équipage. Cela pourrait aider à concevoir des mesures préventives pour minimiser les risques contre les micro-organismes potentiellement problématiques à bord des engins spatiaux destinés à des voyages spatiaux à long terme, " dit Kasthuri Venkateswaran, un microbiologiste du JPL de la NASA et l'un des co-auteurs de l'article.

Les chercheurs souhaitent notamment comprendre quels changements se produisent dans les communautés microbiennes de la station spatiale pendant le vol spatial.

"Notre objectif principal est de comprendre les communautés microbiennes de la station spatiale, afin que nous puissions utiliser ces informations pour concevoir des diagnostics et des contre-mesures pour assurer la santé de l'équipage, notamment pour les longs vols spatiaux, comme vers la lune et Mars, " dit Jaing.

collègue de Jaing et PLOS UN co-auteur de l'article, Le microbiologiste David Smith de la NASA Ames, D'accord, ajoutant que les êtres humains transportent des micro-organismes partout où ils voyagent, y compris l'espace.

"Les mesures à long terme de cette étude fourniront des informations sur les microbes associés aux engins spatiaux auxquels s'attendre lors d'une mission humaine de longue durée, " dit Smith.

Une étude plus approfondie de l'impact des microbes sur les humains dans des environnements fermés est nécessaire, les chercheurs ont dit, comme "le bienfaisant, les voies bénignes ou néfastes associées aux interactions microbe-hôte restent mal comprises à la fois sur Terre et dans l'espace."

La santé des astronautes est protégée grâce à une surveillance de routine des microbes sur la station spatiale, avec une bonne nutrition et un exercice approprié, ainsi que de bons processus d'assainissement personnels et des stations spatiales.

"Les personnes dont les voies respiratoires sont intactes et le système immunitaire sain peuvent généralement combattre les microbes potentiellement nocifs résidant dans les habitats construits. Cependant, les vols spatiaux habités présentent de nouveaux risques qui doivent être pris en compte car les astronautes peuvent devenir plus sensibles aux infections lors de longues missions de vols spatiaux, " ont écrit les scientifiques.

Dans leur papier, les chercheurs observent que la station spatiale, une "île" dans l'espace, offre "un emplacement sans précédent" pour étudier la dynamique interactive entre les humains et les micro-organismes à l'intérieur d'habitats fermés.

En plus de Jaing, Venkateswaran et Smith, les autres membres de l'équipe sont les biologistes Nick Be et James Thissen et l'informaticien Aram Avila Herrera, tout LLNL; la microbiologiste Camilla Urbaniak de la NASA-JPL; le biologiste spatial Fathi Karouia de Blue Marble Space à la NASA Ames; et le virologue Satish Mehta de Wyle Laboratories Inc. au Johnson Space Center de la NASA.

Le document est la première de plusieurs études qui seront publiées avec de nouvelles informations par l'équipe de recherche qui pourraient aider à protéger non seulement les astronautes lors de missions d'exploration spatiale, mais également les personnes sur Terre.