L'exploration spatiale est une mission complexe et risquée qui nécessite une préparation minutieuse et une compréhension approfondie des défis inhérents à la vie dans l'espace.
L’un des aspects les plus critiques de cette entreprise est la santé des astronautes, qui sont exposés à des conditions extrêmes, telles que la microgravité, les rayonnements ionisants et les changements environnementaux. Dans ce contexte, la recherche sur le microbiome humain et son adaptation à l'environnement spatial est devenue un domaine d'étude crucial pour la réussite des missions spatiales de longue durée, notamment pour les voyages vers Mars.
Le microbiome humain est l’ensemble des micro-organismes qui vivent en symbiose avec notre organisme, notamment au niveau de l’intestin, de la peau et des muqueuses. Ces micro-organismes jouent un rôle crucial dans la digestion, l'immunité et la régulation de divers processus physiologiques.
Cependant, l’environnement spatial peut perturber l’équilibre du microbiome, ce qui peut avoir des conséquences néfastes sur la santé des astronautes. Par conséquent, la recherche sur le microbiome spatial est devenue un domaine d’étude crucial pour comprendre comment les micro-organismes peuvent s’adapter à l’environnement spatial et comment cela peut affecter la santé des astronautes. Mes co-auteurs et moi discutons de cette nécessité dans notre nouveau Frontières de la microbiologie article.
L'intégration de la préparation astromicrobiologique dans la planification et l'exécution des missions est nécessaire pour protéger la santé et le bien-être des astronautes ainsi que le succès global des efforts dans l'espace lointain.
L'astromicrobiologie - l'étude des micro-organismes dans l'espace - implique de comprendre les effets de la persistance et de la succession microbiennes sur les systèmes fermés, tels que les engins spatiaux et les habitats, et de développer des technologies, telles que l'agriculture spatiale et l'extraction de métabolites secondaires microbiens pour la médecine, les arômes, et les médicaments nutritionnels. La composition et la fonction du microbiome sont susceptibles de subir des changements au cours des vols spatiaux.
Prendre des mesures appropriées pour soutenir un microbiome sain chez les astronautes peut non seulement aider à maintenir leur santé pendant la mission, mais également contribuer à leur rééducation à leur retour sur Terre. L’exposition aux radiations est l’un des principaux problèmes de santé des astronautes. Le rayonnement spatial est très différent et beaucoup plus intense que le rayonnement terrestre, qui peut avoir des effets nocifs sur la santé des astronautes.
Les micro-organismes exposés aux rayonnements peuvent induire une résistance aux antibiotiques, aux UV, à la chaleur, à une sécheresse extrême et à d’autres facteurs potentiellement mortels. Il est donc essentiel de comprendre les effets potentiels des rayonnements non seulement sur les humains, mais également sur leur microbiome afin de développer des stratégies efficaces de réduction des risques pour les missions spatiales.
En explorant le microbiome des astronautes dans l’espace, nous pouvons également mieux comprendre comment l’environnement spatial affecte la composition et la diversité du microbiome. Les conditions uniques de l’espace, telles que la microgravité, l’exposition aux radiations et les changements alimentaires, peuvent potentiellement perturber l’équilibre du microbiome. En étudiant les changements dans le microbiome au cours des voyages dans l'espace, les scientifiques acquièrent des connaissances sur la façon dont ces altérations peuvent affecter la santé des astronautes et sont actuellement en train de développer des stratégies pour atténuer les effets négatifs.
Repousser les agents pathogènes dans l'espace
De plus, l’étude du microbiome peut aider les chercheurs à comprendre l’impact des voyages spatiaux sur le système immunitaire. Les micro-organismes qui habitent différentes parties du corps humain jouent un rôle crucial dans le maintien d'une bonne santé en produisant des vitamines essentielles et en aidant au développement et à la régulation de notre système immunitaire.
Les changements dans la composition de la flore intestinale causés par des facteurs génétiques et environnementaux peuvent augmenter le risque d'infection par des agents pathogènes, favoriser la propagation d'organismes nuisibles qui, sous certaines modifications environnementales ou génétiques, peuvent commencer à induire des maladies et contribuer à l'émergence de maladies inflammatoires. troubles.
Ainsi, le microbiome joue un rôle crucial dans la formation et la modulation du système immunitaire, et toute perturbation de celui-ci peut potentiellement affecter la fonction immunitaire. Comprendre comment les voyages spatiaux affectent l'interaction entre le microbiome et le système immunitaire peut aider à développer des stratégies pour maintenir la santé des astronautes et prévenir les infections lors des missions spatiales de longue durée.
En explorant le microbiome des astronautes dans l'espace, les scientifiques sont également en mesure de découvrir de nouveaux micro-organismes susceptibles de posséder des propriétés et des capacités uniques qui pourraient être exploitées pour diverses applications, notamment le développement de nouveaux médicaments, d'agents antimicrobiens ou de progrès biotechnologiques.
De plus, les conditions environnementales modifiées dans l'espace, telles que la température, les niveaux d'oxygène et les limitations de diffusion, offrent l'opportunité d'optimiser la production de métabolites précieux par des micro-organismes génétiquement modifiés.
Cependant, l’étude du microbiome des astronautes dans l’espace présente également plusieurs défis et obstacles. Un danger potentiel lié à l’étude du microbiome des astronautes dans l’espace est la propagation possible de micro-organismes pathogènes dans l’environnement clos d’un vaisseau spatial. Les espaces confinés et les systèmes d'air recyclé peuvent favoriser la propagation de micro-organismes pathogènes, ce qui peut être dangereux pour la santé des astronautes pour de multiples raisons.
L'environnement confiné d'un vaisseau spatial, associé à une exposition prolongée à la microgravité, peut conduire à une suppression du système immunitaire des astronautes. Cet état immunitaire compromis rend les astronautes plus sensibles aux infections, comme l'indiquent des études démontrant une réponse immunitaire diminuée qui entrave leur capacité à lutter efficacement contre les micro-organismes potentiellement dangereux.
En outre, des inquiétudes surgissent concernant la dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques parmi les bactéries du microbiote intestinal des astronautes, facilitée par de petites entités d’ADN circulaires appelées plasmides. Cette diffusion peut potentiellement nuire à l'efficacité des antibiotiques.
La compréhension incomplète des interactions complexes entre la vie microbienne dans l’espace et le système immunitaire humain exacerbe le risque d’infection. Par conséquent, la libération d'un agent pathogène dans un vaisseau spatial pourrait compromettre considérablement la santé des astronautes, en particulier ceux dont le système immunitaire est affaibli, en particulier lors de missions prolongées.
Négliger les préoccupations astromicrobiologiques lors d’une mission habitée dans l’espace lointain diminue considérablement les chances de succès. La libération potentielle d’agents pathogènes présente des risques immédiats pour la santé des astronautes, compromettant leur système immunitaire et l’exécution de leurs tâches. En outre, la propagation de gènes de résistance aux antibiotiques pourrait compromettre les interventions médicales, exacerbant ainsi les problèmes de santé au cours de la mission. Répondre à ces préoccupations est crucial pour le succès de la mission et le bien-être des astronautes.
Plus d'informations : Seyed Mohammad Javad Mortazavi et al, Comment l'adaptation du microbiome humain à un environnement spatial difficile peut déterminer les chances de succès d'une mission spatiale vers Mars et au-delà, Frontières de la microbiologie (2024). DOI :10.3389/fmicb.2023.1237564
Informations sur le journal : Frontières de la microbiologie
Fourni par Frontiers
