Étude sur les jumeaux de la NASA :les vols spatiaux prolongés

effet transitoire sur le microbiome intestinal Une année dans l'espace semble avoir un petit mais significatif, effet transitoire sur le microbiome intestinal, selon un nouvel article sur la NASA Twins Study publié dans la revue Science .

Les découvertes du microbiome, rédigé par une équipe de chercheurs à Chicago, font partie des résultats de 10 autres équipes de recherche examinant comment le corps humain réagit aux vols spatiaux qui sont rapportés dans le document.

Stefan Green, directeur du Sequencing Core à l'Université de l'Illinois à Chicago et l'un des premiers auteurs de l'article, géré le séquençage génétique et l'analyse des microbes intestinaux collectés auprès des jumeaux auparavant, pendant et après que l'un des jumeaux ait passé près d'un an dans la Station spatiale internationale.

Alors que des centaines d'humains ont déjà volé dans l'espace, il existe peu de données sur l'impact d'un vol spatial de plus de quelques mois sur la santé et le corps. L'objectif de la NASA Twins Study est de déterminer les impacts physiologiques et psychologiques sur la santé des vols spatiaux de longue durée en comparant l'effet de l'espace sur un jumeau à l'impact de l'environnement terrestre sur un frère génétiquement compatible.

Les jumeaux impliqués dans l'étude étaient l'astronaute Scott Kelly, qui a effectué une mission d'un an à bord de la Station spatiale internationale qui s'est terminée en mars 2016, et son frère jumeau, Marc Kelly, aussi astronaute, qui est resté sur Terre pendant que son frère était en orbite. Les deux frères, qui avaient 50 ans au moment de l'étude, fourni des échantillons biologiques et subi une batterie d'examens cognitifs et physiques auparavant, pendant et après le vol de Scott.

Des équipes de chercheurs de tout le pays ont analysé les données et rapportent leurs découvertes sur la biochimie, cognitif, oculaire, génétique, physiologique, changements immunologiques et autres dans le Science papier.

Les chercheurs basés à Chicago, dirigé par Fred Turek de la Northwestern University et comprenant des chercheurs de la Rush University, axé sur l'analyse des changements dans les microbiomes intestinaux des jumeaux. Vert, avec ses collègues George Chlipala et Mark Maienschein-Cline du Research Informatics Core de l'UIC, ADN séquencé extrait de bactéries, champignons, les virus et autres microbes présents dans les écouvillons fécaux prélevés auparavant sur les jumeaux, pendant et après la mission d'un an de Scott sur la station spatiale.

"Notre rôle dans l'étude sur les jumeaux de la NASA était de séquencer et d'analyser les résultats des microbiomes gastro-intestinaux des jumeaux, et de mettre ces analyses en contexte avec les résultats des autres équipes, " dit Vert.

Le microbiote intestinal aide à digérer les aliments, combat les infections et joue un rôle important dans le maintien de la santé du système immunitaire. Il est fortement influencé par la génétique, stress, l'alimentation et d'autres facteurs environnementaux. Des recherches antérieures ont impliqué un microbiote malsain ou déséquilibré comme facteur contribuant aux troubles métaboliques, y compris l'obésité et le diabète. Les espèces qui composent le microbiote intestinal d'un individu, ainsi que leur abondance, peut être identifié par un échantillon de selles ou une analyse par écouvillonnage fécal.

Des écouvillons fécaux ont été prélevés deux fois sur les deux jumeaux avant le départ de Scott de la Terre, quatre fois pendant le temps de Scott sur la station spatiale, puis trois fois à son retour sur Terre.

« Il semble y avoir un effet faible mais significatif sur le microbiome causé par les vols spatiaux ; cependant, la composition du microbiome intestinal de Scott est revenue à sa base assez rapidement à son retour sur Terre, " Green a dit. " Que les changements soient dus à la nourriture différente, microgravité, ou rayonnement, nous ne pouvons pas dire définitivement, mais je crois que l'effet a été causé par des différences dans ce qu'il mangeait en vol. Le régime alimentaire d'un astronaute se compose principalement d'aliments préemballés lyophilisés ou thermostabilisés."

L'un des changements que Green et son groupe ont remarqués était un changement pendant le vol dans le rapport de deux phylums dominants de bactéries :les Firmicutes et les Bacteroidetes. Le rapport de Scott entre ces deux phylums a changé pendant qu'il était dans l'espace, avec le rapport de ces deux phylums augmentant d'environ cinq fois par rapport à sa ligne de base. Mais à aucun moment pendant le vol spatial, les ratios n'ont été en dehors des normes de ce que vous attendez chez des individus en bonne santé, Vert expliqué. Et, Les ratios de Scott sont rapidement revenus à ce qu'ils étaient avant sa mission spatiale une fois qu'il est revenu sur Terre.

Green et ses collègues n'ont également vu aucun changement dans les niveaux de diversité microbienne pendant le temps de Scott sur la station spatiale.

"La diversité est restée constante pour Scott pendant son séjour dans l'espace, et c'est, de mon point de vue, un résultat positif suggérant une résilience et une robustesse substantielles du microbiote gastro-intestinal, " il a dit.

Selon Green, connaître les changements du microbiome dans l'espace est important, en partie parce que si la diversité ou les espèces clés sont perdues, il y a moins de sources pour les reconstituer. Il dit que l'isolement et le confinement sont quelques-uns des principaux obstacles liés aux missions de longue durée, et ces facteurs pourraient affecter négativement le microbiome intestinal des astronautes.

"L'effet global faible et transitoire du vol spatial prolongé sur le microbiome intestinal que nous avons vu à Scott est très prometteur et suggère que la diversité et la fonction microbiennes peuvent être maintenues sur des vols encore plus longs, " Green a déclaré. "Cela doit être pris dans son contexte, cependant, du fait qu'il s'agit d'une étude d'un seul individu en orbite terrestre basse, et des études futures sont nécessaires pour confirmer cette conclusion. »

Green fait également partie d'autres études financées par la NASA examinant les effets des vols spatiaux, y compris une étude en cours des effets de l'environnement spatial sur le microbiote intestinal des souris dans le cadre de la mission « Rodent Research-7 ».

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