Une récente étude révèle que les cellules cérébrales, exposées à l’environnement hostile de l’espace, non seulement survivent, mais mûrissent plus rapidement. Ce phénomène mystérieux pourrait ouvrir des perspectives inédites pour la recherche sur les maladies neurodégénératives, soulevant des questions fascinantes sur le fonctionnement du cerveau dans des conditions de microgravité.
L’espace demeure une énigme monumentale pour les scientifiques, notamment en ce qui concerne l’impact de son environnement inhospitalier sur le corps humain. Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont observé que les cellules cérébrales non seulement survivent dans l’espace, mais croissent également plus rapidement. Les raisons de ce phénomène restent inconnues.
La microgravité influence les muscles, les os, la cognition et le système immunitaire des êtres humains. Cependant, ses effets spécifiques sur le cerveau restent largement inexplorés.
Pour enquêter sur ce sujet, des scientifiques de Scripps Research ont collaboré avec la New York Stem Cell Foundation pour envoyer des organoïdes de cellules cérébrales à la Station Spatiale Internationale (ISS).
Après un mois à bord de l’ISS, les organoïdes sont revenus en bonne santé, montrant une résilience inattendue. Plus surprenant encore, ces cellules ont mûri plus rapidement que celles restées sur Terre, se rapprochant d’une forme de neurones adultes.
Le fait que ces cellules aient survécu dans l’espace a été une grande surprise. Cela ouvre la voie à des expériences futures dans l’espace, où nous pourrions inclure d’autres parties du cerveau touchées par des maladies neurodégénératives.
A déclaré Jeanne Loring, professeur émérite à Scripps Research et co-auteur de l’étude publiée dans la revue Stem Cells Translational Medicine.
Différences entre les organoïdes de l’ISS et ceux restés sur Terre
Sur Terre, les chercheurs ont cultivé des organoïdes à partir de cellules souches pour imiter des cellules cérébrales spécifiques, telles que les neurones corticaux et dopaminergiques.
C’est crucial, car ces cellules sont affectées par des maladies telles que la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson. Certains organoïdes comprenaient également de la microglie, des cellules immunitaires jouant un rôle fondamental dans l’inflammation cérébrale.
Pour s’assurer que les organoïdes pouvaient être maintenus à bord de l’ISS, l’équipe a innové en utilisant des cryovials – petits récipients hermétiques destinés à la congélation – pour cultiver des organoïdes plus petits que d’habitude.
Ce faisant, ils ont éliminé la nécessité d’une maintenance constante en orbite, car l’environnement à l’intérieur des cryovials, riche en nutriments, est resté stable tout au long de l’expérience.
Préparés au Centre Spatial Kennedy, les organoïdes ont voyagé vers l’ISS dans une mini-incubateur. Après un mois en microgravité, ils sont revenus sur Terre intacts et en bonne santé.
Entre-temps, les chercheurs ont comparé les modèles d’expression de l’ARN – une mesure de l’activité génétique – entre les organoïdes exposés à l’espace et ceux restant sur Terre.
Étonnamment, les organoïdes cérébraux cultivés en microgravité ont présenté un modèle d’expression génique indiquant qu’ils étaient plus matures que leurs homologues cultivés sur Terre.
Nous avons découvert qu’entre les deux types d’organoïdes, le profil d’expression génique était caractéristique d’un stade de développement plus avancé que ceux restés sur terre.
En microgravité, ils se sont développés plus rapidement, mais il est essentiel de noter qu’il ne s’agissait pas de neurones adultes, donc cela ne renseigne pas sur le vieillissement.
Expliqua Jeanne Loring, qui suppose que la microgravité pourrait reproduire plus fidèlement les conditions naturelles vécues par les cellules cérébrales.
En effet, l’étude a également révélé une diminution de l’inflammation et une moindre expression de gènes liés au stress dans les organoïdes cultivés dans l’espace.
Cette découverte contredit les hypothèses initiales et soulève de nouvelles questions sur l’environnement unique de la microgravité.
Les caractéristiques de la microgravité agissent probablement sur le cerveau des gens, car il n’y a pas de convection dans ce milieu – en d’autres termes, rien ne se déplace.
Je pense qu’en espace, ces organoïdes ressemblent davantage à un cerveau, car ils ne sont pas « lavés » par un excès de milieux de culture ou d’oxygène. Ils sont très indépendants ; ils forment quelque chose comme un brainlet, un microcosme du cerveau.
Remarque Loring, comme elle l’a partagé.
Que réserve l’avenir ?
La prochaine étape que nous prévoyons est d’étudier la partie du cerveau la plus affectée par la maladie d’Alzheimer. Nous voulons également savoir s’il existe des différences dans la manière dont les neurones se connectent dans l’espace.
Avec ce type d’études, nous ne pouvons pas nous baser sur des travaux antérieurs pour prédire les résultats, car il n’existe pas de recherche préalable. Nous sommes, disons, au niveau du sol ; dans le ciel, mais au niveau du sol.
Une fois ces connaissances développées, elles pourraient mener à des traitements novateurs pour les maladies neurodégénératives et à une compréhension plus approfondie de la biologie humaine dans l’espace.