Une équipe de recherche internationale a observé que les bactéries isolées à bord de la Station spatiale internationale (ISS) ont développé des caractéristiques génétiques, métaboliques et fonctionnelles uniques, jamais vues auparavant sur Terre. Elles présentent un risque car elles sont extrêmement résistantes aux médicaments.
Les bactéries à bord de la Station spatiale internationale (ISS) se sont transformées, évoluant d’une manière totalement différente de leurs homologues sur Terre. Les micro-organismes ont en effet développé des caractéristiques génétiques, métaboliques et fonctionnelles uniques, jamais observées auparavant. Selon les experts, cette divergence radicale est liée à l’environnement extrême du laboratoire en orbite, dans lequel les bactéries doivent faire face à de nombreux défis et s’adapter. Parmi eux, la microgravité et des niveaux élevés de radiation et de CO2 (dioxyde de carbone).
La découverte est significative car l’espèce bactérienne étudiée – appelée Enterobacter bugandensis – est connue pour sa résistance aux antibiotiques (elle est donc un super-bactérie) et est un pathogène opportuniste, capable de déclencher des infections dans des conditions « favorables », par exemple chez les personnes immunodéprimées et immunocompromises. Les études sur les souches uniques trouvées à bord de l’ISS peuvent aider à protéger la santé des astronautes et des futures colonies humaines sur la Lune, Mars et ailleurs dans l’espace.
C’est une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA au California Institute of Technology (CALTECH) à Pasadena qui a découvert que les bactéries à bord de la Station spatiale internationale ont évolué d’une manière totalement différente de celles présentes sur Terre. Ils ont collaboré étroitement avec leurs collègues du Department of Biotechnology de l’Indian Institute of Technology Madras et du Center for Integrative Biology and Systems mEdicine (IBSE). Les chercheurs, dirigés par le Dr Kasthuri Venkateswaran, ont analysé les échantillons bactériens prélevés par les astronautes dans différents endroits de l’ISS à l’aide de tampons et de lingettes spécifiques, puis placés dans des conteneurs stériles et renvoyés sur Terre pour des analyses en laboratoire. Lors d’une étude précédente, les chercheurs avaient identifié cinq souches d’Enterobacter bugandensis, notamment dans les toilettes et la salle de sport de la station spatiale. La nouvelle enquête menée par Venkateswaran et ses collègues a révélé pas moins de 13 souches de la même bactérie, un gram négatif qui se trouve normalement dans l’intestin humain et qui, comme mentionné, peut devenir un pathogène opportuniste (par exemple, en provoquant des infections des voies urinaires).
Les études antérieures avaient montré que les bactéries cultivées sur l’ISS avaient une fréquence de mutations des gènes liés à la résistance aux médicaments des dizaines de fois plus élevée que celles présentes sur Terre. Les 13 souches analysées, expliquent les scientifiques dans l’abstract de la nouvelle étude, présentent « des mécanismes de résistance qui les classent dans le groupe des pathogènes ESKAPE, un ensemble d’agents pathogènes reconnus pour leur formidable résistance aux traitements antimicrobiens ». L’analyse génomique a révélé la présence de gènes non observés dans les homologues terrestres. Cette différence substantielle avec les souches cultivées sur Terre serait, selon les experts, liée à la sélection induite par l’environnement extrême dans lequel elles vivent, « bombardé » par les radiations solaires et cosmiques, en microgravité et avec de fortes concentrations de CO2. Les colonies survivantes favorisées par les mutations se sont bien adaptées à divers environnements de l’ISS ; en effet, les bactéries peuvent être trouvées en abondance dans divers endroits du laboratoire en orbite. Les souches isolées coexistaient avec d’autres micro-organismes, dont certains pouvaient probablement survivre grâce à leur présence.
« Ces résultats ont des implications doubles. Tout d’abord, ils éclairent le comportement, l’adaptation et l’évolution des microbiomes dans des environnements extrêmes et isolés. Ensuite, ils soulignent la nécessité de mesures préventives solides pour garantir la santé et la sécurité des astronautes en atténuant les risques associés à d’éventuelles menaces pathogènes », ont expliqué Venkateswaran et ses collègues.
Il n’est pas surprenant que les bactéries transportées par l’homme dans l’espace puissent évoluer de manière totalement différente de ce qui est observé sur Terre. En effet, comme l’a démontré une étude sur deux astronautes jumeaux, l’environnement extrême de la station spatiale peut même les rendre non identiques en raison d’une « explosion continue de gènes ». Les détails de la nouvelle étude « Genomic, functional, and metabolic enhancements in multidrug-resistant Enterobacter bugandensis facilitating its persistence and succession in the International Space Station » ont été publiés dans la revue spécialisée Microbiome.