Scott Kelly à bord de la Station spatiale internationale. © Nasa

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Voyager dans l'espace peut modifier votre ADN

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La Nasa, qui prépare les missions habitées vers Mars, a dévoilé les premiers résultats de l'expérience médicale à laquelle se sont prêtés les deux frères jumeaux Scott et Mark Kelly. Et ils ne sont pas encourageants : l'expression des gènes est modifiée chez l'un et pas chez l'autre. Les chercheurs avouent avoir été surpris par l'ensemble des résultats.

ISS : des jumeaux au cœur d’une expérience spatiale inédite  Il s'est déroulé à bord de l’ISS une expérience très particulière. En effet, Scott Kelly, un astronaute américain, a subi toute une série de tests tandis que son frère jumeau restait au sol. Le Cnes nous en dit plus sur cette expérience d'un an dans cette courte vidéo. 

C'est dans une décennie environ que Mars devrait voir débarquer à sa surface les tout premiers explorateurs humains. Sur Terre, nombre d'ingénieurs, de techniciens et de chercheurs, dans diverses disciplines scientifiques, s'affairent pour préparer ce voyage très délicat  sur cette planète voisine qui nous fascine depuis des temps immémoriaux.

Mais le voyage vers Mars est long. Il faut, à l'heure actuelle, autour de six mois pour parcourir les dizaines de millions de kilomètres qui nous séparent de la Planète rouge. Quelles peuvent être les conséquences physiologiques et aussi psychologiques pour l'équipage ?, s'interrogent les scientifiques. Comment se comporte l'être humain dans cette situation, loin, très loin de la Terre ? Pour le moment, il reste encore beaucoup d'inconnues, tandis que les études sur les effets d'un séjour prolongé dans l'espace se multiplient. L'une des plus avancées vient de livrer ses premiers résultats. Et ils sont pour le moins surprenants.

Comparer les génomes des frères jumeaux Kelly

Tout d'abord, il faut préciser que ce ne sont vraiment que les premiers résultats qui ont été dévoilés ce 26 janvier, lors d'un colloque de scientifiques du Human Research Program de la Nasa au Texas, et dans la revue Nature. Au centre de ces recherches, deux jumeaux : Scott et Mark Kelly. Ils ont donc quasiment les mêmes génomes et aussi (presque) les mêmes activités. En effet, ce sont tous les deux des astronautes expérimentés. L'un, Scott, est même le codétenteur du record du plus long séjour dans l’espace, avec 340 jours à bord de la Station spatiale internationale (ISS), entre 2015 et 2016. Au total, il cumule 520 jours. Son frère Mark a, quant à lui, passé 54 jours dans l'espace, à travers différentes missions à bord des navettes spatiales.

Les deux frères jumeaux Mark (à gauche) et Scott (à droite) Kelly. © Nasa

L'expérience qui est menée avec eux, loin d'être terminée, s'emploie entre autres à comparer le génome de Scott, qui est donc resté près d'un an dans l'espace, avec celui de son frère resté sur Terre, au même moment. Les mesures réalisées avant, pendant et après montrent des changements de l'expression des gènes, de la méthylation de l'ADN et de plusieurs marqueurs biologiques, comme la flore intestinale. C'est simple, « presque tout le monde rapporte avoir vu des différences », raconte Christopher Mason (Weill Cornell Medicine, New York), l'un des généticiens qui a participé à l'étude. Alors, est-ce dû au séjour dans l'espace ou plus simplement à divers facteurs naturels ?

Le séjour dans l'espace a modifié les génomes

Dans le cas de Scott, ses télomères sont plus longs que ceux de Mark. « C'est exactement le contraire de ce que nous pensions » a déclaré la biologiste spécialiste des rayonnements Susan Bailey (Colorado State University), après avoir vérifié les résultats auprès d'un second laboratoire. Puis, de retour sur Terre, leurs longueurs sont revenues au niveau d'avant son départ. Pour éclaircir cette énigme, les génomes de 10 astronautes déjà partis ou qui partiront d'ici 2018 sont étudiés parallèlement.

Pour ce qui est de la méthylation, les scientifiques ont constaté qu'elle avait diminué chez Scott lorsqu'il était dans l'espace, alors qu'elle avait augmenté chez Mark au même moment. Puis après le retour du premier, les niveaux sont revenus à ceux d'avant le départ. Ce que cela signifie, les généticiens de l'équipe comme Andrew Feinberg, de l'école de médecine de l'université John Hopkins, avouent encore l'ignorer.

Enfin, les signatures d'expression des gènes chez les deux hommes diffèrent aussi. Bien que cela soit le produit de multiples facteurs sur Terre, comme l'environnement, l'alimentation, le sommeil, etc., les changements semblent plus forts que la normale chez Scott. Pour les spécialistes qui l'ont suivi, cela peut être imputable aux conditions éprouvées dans l'espace, la nourriture lyophilisée par exemple, et le sommeil, parfois difficile à trouver. Rappelons que, pour les habitants de l'ISS, le Soleil se lève toutes les 90 minutes et que le corps, bien qu'attaché pour dormir, ressent l'apesanteur.

Ces résultats, déjà très riches de données, seront suivis d'autres au cours des prochains mois et années. L'enjeu pour la Nasa est bien sûr de comprendre les effets sur le corps humain d'un long voyage dans l’espace, et aussi de mettre en place une médecine personnalisée qui permettrait de prévenir les maladies pour des futurs candidats au départ vers la Lune, Mars et au-delà.