Les voyages dans l'espace peuvent affecter la fonction intestinale des astronautes

Bactéries, champignons, et les virus peuvent pénétrer dans notre intestin par la nourriture que nous mangeons. Heureusement, les cellules épithéliales qui tapissent nos intestins servent de barrière robuste pour empêcher ces micro-organismes d'envahir le reste de notre corps.

Une équipe de recherche dirigée par un scientifique biomédical de l'Université de Californie, Bord de rivière, a découvert que la microgravité simulée, comme celle rencontrée dans les vols spatiaux, perturbe le fonctionnement de la barrière épithéliale même après son retrait de l'environnement de microgravité.

"Nos découvertes ont des implications pour notre compréhension des effets des voyages spatiaux sur la fonction intestinale des astronautes dans l'espace, ainsi que leur capacité à résister aux effets d'agents compromettant la fonction de barrière épithéliale intestinale suite à leur retour sur Terre, " a déclaré Declan McCole, professeur de sciences biomédicales à la UC Riverside School of Medicine, qui a dirigé l'étude publiée aujourd'hui dans Rapports scientifiques .

L'environnement de microgravité rencontré dans l'espace a des effets profonds sur la physiologie humaine, entraînant des symptômes cliniques et des maladies, y compris la gastro-entérite ; des études antérieures ont montré que la microgravité affaiblit le système immunitaire humain. Il a également été démontré que la microgravité augmente la capacité de causer des maladies intestinales des bactéries d'origine alimentaire telles que la salmonelle.

Notre étude montre pour la première fois qu'un environnement de microgravité rend les cellules épithéliales moins aptes à résister aux effets d'un agent affaiblissant les propriétés barrières de ces cellules. Surtout, nous avons observé que ce défaut était conservé jusqu'à 14 jours après son retrait de l'environnement de microgravité."

Declan McCole, professeur de sciences biomédicales à l'UC Riverside School of Medicine

L'agent inducteur de perméabilité que l'équipe de McCole a choisi d'étudier était l'acétaldéhyde, un métabolite de l'alcool. McCole a expliqué que l'alcool compromet la fonction barrière et augmente la perméabilité gastro-intestinale chez les sujets normaux et chez les patients atteints d'une maladie hépatique alcoolique.

La fonction barrière de l'épithélium intestinal, il ajouta, est essentiel pour maintenir un intestin sain; lorsqu'il est perturbé, cela peut entraîner une augmentation de la perméabilité ou des fuites. Cette, à son tour, peut augmenter considérablement le risque d'infections et d'affections inflammatoires chroniques telles que les maladies inflammatoires de l'intestin, maladie cœliaque, diabète de type 1, et maladie du foie.

L'équipe de McCole a utilisé un récipient à paroi rotative - un bioréacteur qui maintient les cellules dans un environnement de rotation contrôlée qui simule une quasi-apesanteur - pour examiner l'impact de la microgravité simulée sur les cellules épithéliales intestinales en culture.

Après culture pendant 18 jours en cuve, l'équipe a découvert que les cellules épithéliales intestinales présentaient une formation retardée de « jonctions serrées, " qui sont des jonctions qui relient les cellules épithéliales individuelles et sont nécessaires pour maintenir l'imperméabilité. Le vaisseau à paroi rotative produit également un modèle modifié d'assemblage de jonctions serrées qui est conservé jusqu'à 14 jours après le retrait des cellules épithéliales intestinales du vaisseau.

"Notre étude est la première à examiner si les modifications fonctionnelles des propriétés de la barrière cellulaire épithéliale se maintiennent au fil du temps après le retrait d'un environnement de microgravité simulé, " a déclaré McCole. "Notre travail peut éclairer les voyages spatiaux à long terme et la colonisation où l'exposition à un agent pathogène d'origine alimentaire peut entraîner une pathologie plus grave que sur Terre."

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