Une étude révolutionnaire publiée le 19 décembre 2024 par des chercheurs de l'Institut Scripps aux États-Unis a démontré que les cellules cérébrales humaines peuvent survivre pendant de longues périodes en orbite terrestre basse. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour le développement de traitements contre les maladies neurodégénératives.
En 2019, une équipe de chercheurs américains a envoyé des grappes de tissu neural humain cultivé en laboratoire, connues sous le nom d'« organoïdes », à la Station spatiale internationale (ISS) pour une expérience d'un mois. À leur retour, les scientifiques ont découvert que les neurones humains non seulement avaient survécu, mais avaient également mûri plus rapidement que ceux cultivés sur Terre.
Le Dr Jian Loring, biologiste moléculaire à Scripps, a déclaré : 'Le fait que ces cellules aient survécu dans l'espace a été une énorme surprise. Cela ouvre la voie à de futures expériences spatiales où nous pourrions inclure d'autres parties du cerveau affectées par des maladies neurodégénératives.'
L'ISS offre une opportunité unique pour la recherche scientifique, permettant d'étudier les effets de la microgravité sur les cellules humaines, ce qui a des implications importantes tant pour les astronautes que pour la recherche sur la santé sur Terre. Cette recherche pourrait également aider à modéliser des maladies et à développer des médicaments.
Dirigée par le biologiste moléculaire Davide Marotta, l'étude s'est concentrée sur les effets de la microgravité sur les cellules cérébrales humaines, en particulier les neurones affectés par des conditions telles que la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson. Les organoïdes ont été créés à partir de cellules souches humaines de donneurs en bonne santé et de patients atteints de ces conditions.
Les chercheurs ont préparé les organoïdes dans des conteneurs spécialisés sur Terre, les divisant en deux groupes : l'un est resté sur Terre tandis que l'autre a été envoyé dans l'espace. À leur retour, les organoïdes ont été soigneusement examinés pour détecter des différences.
De manière surprenante, les organoïdes qui ont voyagé dans l'espace ont montré un développement génétique plus important associé à la maturation cellulaire, tandis que le nombre de gènes liés à la prolifération cellulaire était inférieur par rapport à ceux qui sont restés sur Terre. Cela suggère que, bien que les organoïdes proliféraient plus lentement dans l'espace, ils mûrissaient plus rapidement.
Une autre découverte notable était que les organoïdes ayant voyagé dans l'espace présentaient moins de gènes liés au stress et moins d'inflammation que prévu, par rapport à leurs homologues terrestres. Cela pourrait être attribué au fait que les conditions de microgravité sont plus proches de l'environnement à l'intérieur du crâne humain que des conditions de laboratoire plus stressantes sur Terre.
Loring a noté : 'Les propriétés uniques de la microgravité peuvent également avoir des effets sur le cerveau humain ; il n'y a pas de courant en microgravité, ce qui signifie que les choses ne bougent pas.' Elle a ajouté : 'Je crois que ces organoïdes dans l'espace sont devenus plus semblables au cerveau humain parce qu'ils ne sont pas soumis à des influences environnementales excessives.' Cela suggère qu'ils forment une sorte de mini-cerveau, ou une version miniature de l'environnement cérébral humain.
Ces résultats indiquent que la microgravité pourrait servir de modèle simulé pour des conditions plus naturelles pour les organoïdes cérébraux par rapport à ceux étudiés sur Terre, ce qui pourrait en faire un environnement idéal pour étudier comment les cellules cérébrales réagissent à des stimuli ou à des médicaments spécifiques dans des conditions plus proches de celles auxquelles le cerveau humain est confronté dans la vie quotidienne.
Loring a conclu : '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 façon dont les neurones se connectent les uns aux autres dans l'espace. Avec ce type d'études, vous ne pouvez pas vous fier aux travaux précédents pour prédire les résultats en raison d'un manque de recherches antérieures. Nous en sommes aux premières étapes de ces expériences... nous sommes dans le ciel, mais au niveau du sol de cette recherche.'