Une équipe internationale de scientifiques a étudié les poissons qui ont visité l'ISS et découvert les mécanismes cellulaires qui régissent la perte osseuse en apesanteur. Il s'avère que la microgravité modifie les gènes responsables du développement des cellules du tissu osseux.
En fait, non seulement les squelettes de poissons tombent malades avec la microgravité. La perte de tissu osseux est l'un des problèmes les plus graves auxquels sont confrontés les astronautes pendant et après leurs déplacements sur l'ISS. Les manifestations de la perte ressemblent à l'ostéoporose sénile, bien que les astronautes la rencontrent bien avant la vieillesse - les os deviennent plus fragiles et cassants et perdent du calcium. Les changements au niveau cellulaire sont perceptibles immédiatement après le vol dans un avion de plongée.
Le mécanisme cellulaire de la perte osseuse est resté incertain jusqu'à présent. On sait que l'apesanteur change beaucoup dans un organisme vivant - par exemple, le cœur perd progressivement sa capacité à accélérer avec un changement brusque de pression. Pour cette raison, les astronautes qui sont revenus sur Terre s'évanouissent à cause de mouvements brusques. Des changements se produisent également au niveau de l'expression des gènes et ont été observés lors de la collecte de biomatériaux auprès d'astronautes.
Des conteneurs de poissons de laboratoire de méduses arrivent à l'ISS
Pour savoir ce qui se passe exactement dans les cellules osseuses et cartilagineuses en apesanteur, les scientifiques ont décidé d'envoyer des poissons d'aquarium japonais medaka (Oryzias latipes) à l'ISS, dont les mécanismes cellulaires de développement osseux et cartilagineux sont très similaires à ceux des mammifères. En 2014, des poissons génétiquement modifiés ont volé à bord de la station spatiale, dans le corps de laquelle l'activité accrue de certains gènes s'est révélée comme une lueur brillante.
Il s'est avéré que dès le premier jour en apesanteur, 105 gènes ont commencé à travailler de manière intensive chez les poissons, et 49 autres, au contraire, étaient beaucoup moins actifs dans l'espace que dans les corps de poissons du groupe témoin sur Terre. Parmi ces gènes, 5 sont associés au développement des cellules squelettiques: deux régulent la croissance des ostéoblastes (jeunes cellules osseuses) et trois - ostéoclastes - des cellules géantes impliquées dans la dissolution du tissu osseux existant. Tous ces gènes régulent la production de facteurs de transcription impliqués dans le développement des ostéoblastes et des ostéoclastes.
Poisson Medaka
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Dans des conditions normales, ces gènes entrent en action à des moments différents, mais l'apesanteur a modifié leurs horaires et conduit à de graves changements dans la structure du tissu osseux. Les scientifiques n'ont pas encore expliqué exactement comment cela se produit chez les poissons de laboratoire et les humains.
Les conclusions générales des auteurs de l'étude sont encore plus importantes: les changements d'activité des gènes au tout premier jour d'un changement de gravité suggèrent que la cellule dispose d'un mécanisme de défense prêt à l'emploi contre les sauts de gravité, qui se déclenche presque instantanément. Ce mécanisme modifie considérablement toute la structure de la chromatine - la substance du noyau cellulaire, qui se compose d'ADN, d'ARN et de protéines nécessaires à leur travail, en accordant le noyau en fonction du changement de gravité.
Les résultats de la recherche sont publiés dans des rapports scientifiques.
