Une équipe internationale de scientifiques a trouvé de nouveaux biomarqueurs qui peuvent être utilisés à des fins de diagnostic et potentiellement comme outils prédictifs des risques associés aux vols dans l’espace lointain.
Dans leur étude, l’équipe, comprenant trois chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), a examiné des échantillons de sang d’environ deux décennies d’astronautes de la navette spatiale avant et après le vol.
Leurs découvertes ont été publiées en ligne dans la revue Frontiers in Genetics.
Nous savions que l’acide nucléique dans les exosomes peut être intact pendant 15 à 20 ans, mais nous ne savions pas exactement comment les voyages spatiaux les affecteraient et si nous trouverions des exosomes intacts contenant des acides nucléiques dans le sang vieux de deux décennies des astronautes de la navette spatiale. qui a été stocké. »
Matt Coleman, scientifique biomédical LLNL, Division de la biologie et de la biotechnologie du laboratoire
« C’est une surprise incroyable que nous obtenions autant d’informations sur l’ARN dans l’exosome, les différents types d’ARN encapsulés dans les exosomes et des informations sur les gènes et les processus biologiques qu’ils régulent. »
Les exosomes sont de petites sphères extracellulaires de protéines lipidiques qui transportent d’autres molécules à l’intérieur, permettant aux cellules et aux tissus de communiquer entre eux. L’ARN long non codant (lncRNA), qui contrôle et active les mécanismes cellulaires, peut être trouvé dans les exosomes parmi d’autres types d’ARN.
Outre des chercheurs du LLNL, l’équipe comprenait des scientifiques de la Icahn School of Medicine de Mount Sinai (New York), de la University of Virginia School of Medicine, de l’Université de Californie à San Diego, de l’Ohio State University Wexner Medical Center et de The Institute de biologie moléculaire basée à Erevan, en Arménie.
« L’espace a modifié l’ARN dans les exosomes des astronautes qui sont allés dans l’espace », a déclaré Coleman. « Ils avaient des signatures indiquant qu’ils étaient des astronautes; ils avaient été dans un environnement à gravité réduite et exposés à des doses de rayonnement spatial. »
Dans leur étude, les chercheurs ont trouvé 27 ARNlnc exprimés de manière différentielle, ou biomarqueurs pour le vol spatial, qui ont changé entre avant le vol spatial et après le vol.
« Quelque chose à propos des vols spatiaux a changé la quantité d’ARN dans le sang des astronautes. Ils se trouvaient dans des voies clés qui régulent la transcription, la signalisation de cellule à cellule et la signalisation intercellulaire.
« Lorsque nous comparons avant et après le voyage dans l’espace, nous constatons un changement dans la quantité d’ARNlnc – plus ou moins – et ces changements affectent directement les gènes qui sont désactivés ou activés dans des fonctions cellulaires importantes associées à la neurodégénérescence, à la santé générale et au système cardiovasculaire. maladie », a déclaré Coleman.
L’équipe de scientifiques a analysé l’ARN isolé d’échantillons de sang d’exosome provenant de 18 astronautes de la navette spatiale entre 1998 et 2001, dont trois dont les échantillons étaient extrêmement robustes.
Des échantillons de sang ont été prélevés 10 jours avant que les astronautes ne partent dans l’espace, puis des échantillons de sang supplémentaires ont été prélevés trois jours après leur retour d’orbite terrestre basse.
« Parce que l’ARNlnc peut moduler un grand nombre de gènes, comprendre ces gènes et les voies auxquelles ils sont associés – comme la santé générale ou les maladies cardiovasculaires – nous permettrait d’identifier qui a besoin d’obtenir des médicaments spécifiques, de modifier son alimentation ou d’en obtenir plus. exercice pour conjurer tout effet négatif du vol spatial », a déclaré Coleman.
« Ce type d’études tente de combler les lacunes dans les connaissances pour comprendre d’abord les effets du travail et des déplacements en orbite terrestre basse, puis de l’espace lointain sur le corps humain. »
Presque toutes les études passées se sont concentrées sur les effets de l’espace sur les astronautes en orbite terrestre basse, comme les astronautes de la navette travaillant à bord de la Station spatiale internationale.
« Alors que nous allons voyager vers la Lune et Mars, l’environnement spatial va être radicalement différent. Il y aura une plus grande exposition aux rayonnements ionisants et les astronautes seront dans l’espace pendant de plus longues périodes avec des temps de confinement plus longs et des problèmes prolongés avec la gravité, » a déclaré Coleman.
Les capacités du LLNL qui ont aidé l’étude de l’équipe comprenaient 30 ans d’expertise en science génomique, en réparation de l’ADN et en recherche sur les effets des rayonnements ionisants par le biais du séquençage pour le projet du génome humain.
En plus de Coleman, deux autres chercheurs du LLNL – le scientifique biomédical Aimy Sebastian et l’étudiante diplômée Angela Evans – faisaient partie de l’équipe.
L’étude a été financée par le programme de recherche humaine de la NASA et l’Institut de recherche translationnelle pour la santé spatiale de l’Université Baylor, en plus du programme de recherche et de développement dirigé par le laboratoire LLNL. L’étude a été dirigée par David Goukassian du Centre de recherche cardiovasculaire de la Icahn School of Medicine de Mount Sinai (New York).
Alors que l’étude actuelle de l’équipe se concentre sur l’ARNlnc, les scientifiques prévoient de publier trois autres articles au cours des trois à six prochains mois sur d’autres types d’ARN identifiés dans les exosomes qui jouent également un rôle dans la santé et les maladies et pourraient fournir plus d’informations sur les risques associés. avec un vol spatial.
