La protéine TM4SF1 (verte) produite en grande quantité par les cellules endothéliales, qui tapissent les vaisseaux sanguins du corps. Une nouvelle expérience de station spatiale étudie la croissance des cellules endothéliales et leur réaction à un médicament anti-tumoral.
(Image: © Angiex)
SpaceX vise le 29 juin comme date de lancement de sa prochaine mission de ravitaillement de fret vers la Station spatiale internationale. À 5 h 41 HNE (9 h 41 GMT), un cargo Dragon précédemment utilisé décollera de la station de Cap Canaveral Air Force, transportant un nouveau lot d'expériences de recherche et de fournitures vers l'avant-poste orbital.
Ce vol marquera le 12e lancement cette année de SpaceX et sa 15e mission globale de réapprovisionnement de fret. Lors d'une téléconférence avec les médias le 11 juin, la NASA a donné un aperçu des charges utiles de recherche qui devraient être livrées à la station plus tard ce mois-ci.
"Les recherches présentées ici aujourd'hui ne représentent que quelques-unes des centaines d'expériences qui seront soutenues par cette mission de ravitaillement en fret", a déclaré David Brady, scientifique adjoint du programme pour le programme de la Station spatiale internationale au Johnson Space Center de la NASA, lors de la téléconférence. [La Station spatiale internationale: intérieur et extérieur (infographie)]
Voici un aperçu de certaines des sciences étranges à bord du vaisseau spatial Dragon, qui comprend un nouveau médicament contre le cancer, une recherche sur les rongeurs et un regard sur la réaction des algues et des bactéries à l'environnement spatial. (De plus, ils envoient une boule de droïdes flottante amicale.
Cibler les tumeurs
Paul Jaminet, un ancien astrophysicien de Harvard devenu entrepreneur, et son scientifique en chef, Shou-Ching Jaminet, espèrent tester ce qui pourrait être une percée significative en matière de traitement du cancer. Leur expérience, surnommée Angiex, explore comment les cellules endothéliales - c'est-à-dire les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins du corps - réagissent non seulement à la microgravité mais aussi à un nouveau médicament ciblant les tumeurs.
Sur le terrain, la thérapie s'est révélée incroyablement efficace chez la souris. Le médicament cible non seulement les tumeurs mais également les vaisseaux sanguins qui les soutiennent. Tout comme les cellules saines en cas de crise cardiaque ou d'accident vasculaire cérébral, lorsque les vaisseaux sanguins liés à une tumeur meurent, la tumeur meurt avec elle.
Malgré son succès prouvé, l'une des plus grandes préoccupations avec le médicament est la sécurité. Parce qu'il cible à la fois les tumeurs et les vaisseaux sanguins qui les soutiennent, les chercheurs veulent s'assurer qu'ils n'endommagent pas les vaisseaux sanguins sains dans le processus. "Nous voulons vraiment guérir le cancer des gens, mais nous ne voulons pas qu'ils meurent des maladies cardiovasculaires de notre médicament", a expliqué Jaminet.
L'un des défis est qu'il n'existe pas de bon modèle de culture cellulaire in vitro pour les vaisseaux sanguins. Donc, pour comprendre le fonctionnement des vaisseaux sanguins, vous devez faire des études in vivo sur des animaux vivants. "Et vous ne pouvez pas très bien voir à l'intérieur des cellules", a déclaré Jaminet. Et c'est là que la station spatiale entre en jeu - lorsque ce type de cellule est cultivée en microgravité, elle agit plus comme celles des vrais vaisseaux sanguins au sol, selon la page du projet de la NASA.
Des travaux antérieurs ont montré que les cellules endothéliales ne se développent pas très bien dans l'espace. Ainsi, cette expérience explorera davantage la croissance des cellules endothéliales dans un environnement de microgravité et mesurera la réponse de ces cellules au traitement.
"Nous allons traiter ces cellules dans l'espace avec notre médicament. Nous pouvons voir si la réponse au médicament est différente en microgravité que sur le terrain", a déclaré Jaminet lors de l'appel. "Et si c'est le cas, alors ce serait une biologie vraiment intéressante."
S'adapter au vol spatial
Dans le cadre de la mission CRS-15, un équipage de 20 courageux moustronautes s'envolera pour la station spatiale afin d'aider les chercheurs à mieux comprendre la connexion cerveau-intestin. Les chercheurs savent que la population de bactéries dans votre intestin a un impact sur votre santé globale. Alors que les missions s'allongent et que l'humanité s'aventure plus loin dans l'espace, il est essentiel que nous comprenions comment les vols spatiaux affectent le microbiome humain.
Fred Turek et Martha Vitaterna, chercheurs de la Northwestern University, sont les principaux chercheurs de la mission Rodent Research-7, qui explorera comment l'environnement spatial affecte la communauté de micro-organismes - surnommée microbiote - dans le tractus gastro-intestinal des souris.
"Il est difficile d'imaginer comment vous pouvez vous enthousiasmer pour les échantillons de matières fécales", a plaisanté Vitaterna lors de la téléconférence. "Mais croyez-moi, nous sommes vraiment ravis des échantillons de matières fécales." Elle a poursuivi en expliquant que l'examen des bactéries dans les échantillons de matières fécales est un bon moyen de cartographier les types de bactéries présentes dans l'intestin lui-même.
Il s'agit de la plus longue expérience de vol spatial pour les rongeurs à ce jour, permettant aux chercheurs de voir quels sont les changements à long terme en réponse au vol spatial. Mais ils ne regardent pas seulement le microbiome du tractus gastro-intestinal. Ils examineront également une variété d'autres systèmes physiologiques connus pour répondre ou influencer la réponse du microbiome intestinal - comme le système immunitaire, le métabolisme et le rythme circadien, ce dernier entraînant le sommeil.
Les chercheurs ont déclaré qu'ils espéraient que cette étude fournirait une image plus complète de la façon dont ces différents systèmes interagissent et comment ils réagissent à l'environnement spatial. [Pourquoi envoyons-nous des animaux dans l'espace?]
Future nourriture spatiale
À mesure que les missions s'allongent et que nous nous aventurons plus loin dans l'espace, les équipages devront pouvoir cultiver leur propre nourriture. Cela réduirait les fournitures qu'ils devraient apporter et cela a également des avantages pour la santé. Avec l'ajout des chambres de croissance des plantes Veggie sur la station spatiale, la NASA a un moyen de garantir que les équipages ont accès à des aliments frais, qui jusqu'à présent étaient constitués principalement de laitue.
Mais cela pourrait bientôt changer après que Mark Settles de l'Université de Floride ait envoyé une cargaison d'algues spatiales à l'avant-poste en orbite.
Pourquoi des algues? En plus d'être une source alimentaire potentielle, les algues sont également utiles comme matière première biosourcée (ce qui signifie que la plante peut être utilisée dans la fabrication de matériaux tels que le plastique et le papier), ont déclaré les chercheurs.
Les algues sont incroyablement efficaces pour utiliser des conditions d'éclairage à faible intensité pour la photosynthèse - parfaites pour la croissance en orbite. Il y a cependant une préoccupation majeure: la plupart des espèces d'algues poussent mieux dans le liquide, mais les liquides ne se comportent pas de la même manière dans l'espace que sur Terre.
Settles a expliqué que l'équipage tentera de cultiver plusieurs souches d'algues dans des sacs en plastique respirants dans les chambres de croissance de la plante Veggie déjà à bord de la station spatiale. Des échantillons d'algues vivantes seront retournés sur Terre à la fin de la mission, afin que l'équipe puisse étudier et identifier les gènes qui aident les algues à se développer le mieux en microgravité. En identifiant les gènes associés à une croissance plus rapide, ils espèrent éventuellement concevoir les algues pour une production de masse dans l'espace. [Plantes dans l'espace: photos de jardiniers astronautes]
Traitement des déchets plus efficace
Dans le cadre de l'expérience Micro-12, John Hogan et d'autres scientifiques du centre de recherche Ames de la NASA envoient un lot de Shewanella bactéries à la station spatiale. Omniprésent dans tout le corps, Shewanella les bactéries ne nuisent pas aux astronautes; on les trouve couramment dans des endroits comme le tube digestif ainsi qu'à la surface de vos dents.
Ces organismes peuvent se développer sur des électrodes métalliques et convertir les déchets organiques (comme l'urine) en énergie électrique. Hogan a déclaré que la recherche sur les technologies microbiennes des piles à combustible, y compris le travail dans son laboratoire, développait des moyens de traiter les eaux usées tout en produisant de l'électricité pour alimenter ce processus.
Cette expérience permettra non seulement d'explorer comment Shewanella effectue en microgravité, mais analysera également comment les biofilms - le format dans lequel Shewanella va croître - réagir à l'environnement spatial. Grâce à un ensemble de caméras spéciales, les chercheurs auront accès à une vue 3D du biofilm et pourront suivre tout changement.
Pourquoi la NASA s'intéresse-t-elle autant à ces organismes? Les piles à combustible microbiennes sont un excellent moyen de traiter les eaux usées. Ils peuvent compenser les besoins en électricité en produisant simultanément de l'électricité tout en traitant les déchets. Alors que les humains se lancent dans de futures missions de longue durée, ils auront besoin d'un degré plus élevé d'autosuffisance. Les processus assistés par les microbes peuvent aider à fournir cela, selon les chercheurs.
