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    Texte: Sophie Gaitzsch
    Photo: ESA/NASA

    La médecine en orbite

    Des expériences médicales sont menées par des astronautes sur la Station spatiale internationale. Des traitements pour de multiples maladies pourraient en découler.

    Mais que font les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS)? Avant tout, de la recherche. «C’est leur mission principale, même s’ils doivent aussi veiller à la maintenance de l’ISS, explique Jennifer Ngo-Anh, directrice du Human Research Office de l’Agence spatiale européenne (ESA). Ils mènent entre 30 et 50 expériences au cours de leur séjour en orbite. Celles du domaine médical occupent la majeure partie de leur temps. Ils en sont à la fois les opérateurs et les cobayes.» Ces expériences font avancer les connaissances nécessaires pour envoyer des humains dans l’espace, notamment dans la perspective d’un vol habité vers Mars, mais enrichissent aussi la médecine sur Terre.

    Les vols spatiaux constituent un terrain de recherche unique pour les scientifiques. Leur caractéristique principale: l’apesanteur, ou plutôt une situation de pesanteur très réduite, appelée microgravité. Les astronautes sont également exposés à une grande quantité de radiations, à un taux d’oxygène élevé dans les navettes et vivent durant plusieurs mois en situation de confinement. La plupart des recherches médicales en orbite portent sur les muscles, sur les os, sur le système cardio-vasculaire et sur le système neurologique.

    En raison de la microgravité, «le processus de vieillissement est beaucoup plus rapide dans l’espace que sur Terre, note Jennifer Ngo-Anh. On peut ainsi étudier ses effets sur une population, les astronautes, qui jouit d’une santé éclatante, ce qui est particulièrement intéressant.» La responsable du programme de l’ESA souligne encore que ces expériences prennent beaucoup plus de temps que celles menées sur Terre. «Elles durent en général entre trois et cinq ans, car il faut récolter les données de plusieurs astronautes si l’on veut obtenir un résultat significatif au niveau statistique.»

    «La NASA et l’ESA se sont donné très tôt comme mission de faire bénéficier les «Terriens» des expériences acquises dans l’espace, notamment sous la pression des bailleurs de fonds, indique Patrick Schoettker, médecin-chef au Service d’anesthésiologie du CHUV, spécialisé en télémédecine et en médecine en milieu extrême. De nombreux dispositifs médicaux couramment utilisés en milieu hospitalier trouvent leur origine dans la conquête spatiale. Une technologie de la NASA, créée en 1960 pour purifier et désaliniser l’eau dans les missions de longue durée, a par exemple permis le développement des appareils de dialyse.» Autre illustration: l’assistance ventriculaire gauche en cardiologie est inspirée des pompes d’injection de fuel des navettes spatiales. Et les techniques pour mesurer les fonctions vitales des astronautes ont permis la mise en place de pacemakers de plus en plus sophistiqués, d’appareils automatiques pour la prise de la pression artérielle et de nouvelles électrodes pour acquérir des électrocardiogrammes.

    Actuellement, plusieurs expériences médicales sur et autour de l’ISS sont porteuses d’espoir pour les patients. En voici trois exemples.

    1/ Accélérer la production de cellules souches

    La thérapie cellulaire, qui consiste à greffer des cellules au patient afin de restaurer la fonction d’un tissu ou d’un organe, a connu des avancées spectaculaires au cours de la dernière décennie. Mais à l’heure actuelle, un des défis consiste à parvenir à produire rapidement de grandes quantités de cellules souches. Des scientifiques américains en ont envoyé dans l’ISS pour voir si elles prolifèrent plus rapidement dans des conditions de microgravité, comme le suggèrent des études précédentes, et si elles conservent les mêmes caractéristiques. Le but à long terme? Imiter l’effet de la microgravité et développer une technologie fiable pour fabriquer des cellules souches en grand nombre. Une seconde phase de la recherche consiste à utiliser les cellules de l’ISS dans le cadre d’un essai clinique à leur retour sur Terre, sur des patients qui ont subi un AVC. «Nous ne nous limitons pas à examiner la biologie de ces cellules et comment elles grandissent. Nous étudions aussi la manière dont elles peuvent être employées pour traiter les patients, ce qui est unique», indique Abba Zubair, de la Mayo Clinic, qui dirige la recherche, dans un communiqué de la NASA. L’expérience pourrait aussi permettre d’améliorer la prévention et le traitement de certains cancers.

    2/ Lutter contre l’ostéoporose

    L’Institut national de la santé et de la recherche médicale français (Inserm) travaille sur les modifications osseuses provoquées par les vols spatiaux. La perte de densité osseuse peut atteindre jusqu’à 24% en six mois pour certains os. Elle touche les os porteurs, comme le tibia, qui permettent habituellement de rester debout en luttant contre la pesanteur. La raison? Dans l’espace, ils ne sont plus sollicités comme sur Terre et sont moins vascularisés. «On observe une redistribution osseuse du bas vers le haut du corps, qui suit les masses liquidiennes, notamment le sang, dont jusqu’à un litre se déplace vers la tête», précise la responsable de l’étude, Laurence Vico, dans le magazine Science & Santé de l’Inserm. Les chercheurs recueillent des données avant le départ des astronautes et jusqu’à 18 mois après leur retour pour faire des modélisations et pour mieux comprendre les mécanismes à l’œuvre. Ils utilisent un scanner appelé «XtremeCT», développé en collaboration avec la société suisse alémanique Scanco, qui permet de réaliser des «biopsies virtuelles», soit de mesurer de manière non invasive la densité et la micro-architecture des os. À terme, les scientifiques espèrent améliorer les mesures pour lutter contre ce phénomène: des exercices physiques spécifiques, à l’aide de machines, et l’emploi de l’hypergravité, créée avec des appareils en rotation, une piste actuellement testée sur des souris. Ces contre-mesures pourraient également aider à combattre l’ostéoporose, une maladie qui se caractérise par une fragilité excessive du squelette./

    3/ Anticiper la résistance aux antibiotiques

    Au mois de février, des souches d’une bactérie résistante aux antibiotiques (le staphylocoque doré résistant à la méticilline ou SARM) ont été envoyées sur l’ISS. Les bactéries mutent de manière accélérée dans l’espace et cette étude de la NASA vise à mieux comprendre comment elles deviennent résistantes. Les données seront ensuite utilisées pour raffiner les modèles qui prédisent comment le pathogène évoluera sur Terre.

    «Si la microgravité peut être employée pour voir en avant-première à quoi les mutations futures ressembleront, alors nous pourrons élaborer des antibiotiques plus intelligents plus rapidement, a souligné la physicienne et médecin Anita Goel, qui dirige la recherche, à la chaîne de télévision américaine CNN. On peut même imaginer que les traitements seront prêts avant même que les mutations apparaissent sur Terre.»

    Les bactéries ont été mises en culture dans le laboratoire de l’ISS. Leur évolution est analysée grâce à un outil appelé «Gene-RADAR», développé par l’entreprise biotechnologique américaine Nanobiosym. La chercheuse a également déclaré qu’elle était curieuse de voir les effets d’autres phénomènes sur le SARM, comme les radiations électromagnétiques. Selon elle, étudier tous les effets d’un séjour dans l’espace pourrait ouvrir de nouvelles perspectives précieuses dans la lutte contre celles que l’on a baptisées les «superbugs» (superbactéries). ⁄



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