L'envoi d'une mission habitée sur Mars nécessite non seulement un lanceur puissant, mais aussi une compréhension de la façon dont un vol spatial de trois ans pourrait affecter le corps humain.
Grâce à un financement de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), les scientifiques du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine et leurs collègues ont utilisé des cellules souches humaines pour déterminer les effets de l'exposition aux rayonnements dans l'espace lointain.
L'équipe de recherche a démontré pour la première fois que le rayonnement des vols spatiaux longue distance peut augmenter le risque de développer une leucémie chez l'homme.
«J'espère que notre expérience aidera la NASA à évaluer les risques potentiels et à développer des stratégies pour y faire face», a déclaré Christopher Porada, scientifique principal du projet. Le groupe teste actuellement un complément nutritionnel qui pourrait protéger les astronautes de ces effets dévastateurs.
L'exposition aux radiations est l'un des aspects les plus dangereux du voyage sur Mars, selon la NASA. La distance moyenne jusqu'à la planète rouge est d'environ 200 millions de kilomètres et le trajet complet peut durer trois ans.
Le but de l'étude, publiée dans la revue Leukemia, était d'évaluer les effets directs des rayonnements des particules d'énergie solaire (SEP) et des rayons cosmiques galactiques (GCR) sur les cellules souches hématopoïétiques humaines (CSH). Ces cellules souches contiennent moins de 0,1% de moelle osseuse, mais produisent de nombreux types de cellules sanguines qui circulent dans tout le corps et sont responsables du transport de l'oxygène, de la lutte contre les infections et de l'élimination des cellules cancéreuses.
Pour l'étude, les cellules souches ont été prélevées sur des donneurs en bonne santé, des astronautes âgés (30 à 55 ans). Au cours de l'expérience, ils ont été exposés à des protons et des ions de fer à des doses caractéristiques de l'espace lointain. Ensuite, des études en laboratoire et expérimentales ont été menées pour déterminer les effets des rayonnements.
«Nous avons constaté que les radiations réduisaient de 60 à 80% la capacité des CSH à produire presque tous les types de cellules sanguines», a déclaré Porada. "Cela peut conduire à un affaiblissement sévère du système immunitaire et à une anémie lors de missions prolongées dans l'espace lointain."
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Dans l'étape suivante, les scientifiques ont évalué le fonctionnement des cellules dans le corps. Des cellules HSC humaines irradiées ont été transplantées dans des souris, «humanisant» efficacement les animaux. En conséquence, ils ont développé une leucémie lymphoblastique aiguë.
"L'irradiation peut augmenter le risque de développer une leucémie", a conclu Porada. «De plus, les radiations affectaient la capacité des CSH à générer des types de globules blancs impliqués dans la lutte contre les envahisseurs étrangers tels que les infections ou les cellules tumorales. Cela pourrait réduire la capacité du système immunitaire à éliminer les cellules malignes résultant de mutations induites par les rayonnements.
Les résultats sont particulièrement inquiétants étant donné les travaux antérieurs montrant que les conditions de microgravité peuvent également induire des changements notables dans le système immunitaire, même après de courtes missions en orbite terrestre basse, où les astronautes sont largement protégés des radiations, a déclaré Porada. Les effets combinés de la microgravité et des radiations peuvent exacerber le risque de dysfonctionnement immunitaire et de cancer.
Le programme de recherche humaine de la NASA est conçu pour rendre les missions spatiales aussi sûres que possible. Il explore non seulement les effets des rayonnements, mais aussi les conditions de microgravité, l'isolement et le confinement dans des environnements confinés loin de la Terre.
