Principal AstronomieLe sperme de souris s'est rendu dans l'espace et a produit des souris en bonne santé

Le sperme de souris s'est rendu dans l'espace et a produit des souris en bonne santé

Astronomie : Le sperme de souris s'est rendu dans l'espace et a produit des souris en bonne santé

Avec les missions proposées sur Mars et les plans pour établir des avant-postes sur la Lune dans les décennies à venir, plusieurs questions se posent sur les effets que le temps passé dans l'espace ou sur d'autres planètes pourrait avoir sur le corps humain. Au-delà de la gamme normale de questions concernant les effets des radiations et de l'hypoglycémie sur nos muscles, nos os et nos organes, il y a également la question de savoir comment les voyages dans l'espace pourraient avoir une incidence sur notre capacité de reproduction.

Plus tôt cette semaine, lundi 22 mai, une équipe de chercheurs japonais a annoncé des résultats qui pourraient éclairer cette question. En utilisant un échantillon de sperme de souris lyophilisé, l’équipe a pu produire une portée de bébés souris en bonne santé. Dans le cadre d'une étude de fertilité, le sperme de souris avait passé neuf mois à bord de la Station spatiale internationale (entre 2013 et 2014). La vraie question est maintenant, peut-on faire la même chose pour les bébés humains?

L’étude était dirigée par Sayaka Wakayama, chercheur au Centre de biotechnologie avancée de l’Université de Yamanashi. Comme elle et ses collègues l'ont expliqué dans leur étude récemment publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences - une technologie de procréation assistée sera nécessaire si l'humanité a l'intention de vivre dans l'espace à long terme.

La Station spatiale internationale (ISS), vue ici avec la Terre comme toile de fond. Crédit: NASA

En tant que telles, des études sur l’effet que la vie dans l’espace pourrait avoir sur la reproduction humaine sont d’abord nécessaires. Celles-ci doivent prendre en compte l'impact que la microgravité (ou une gravité faible) pourrait avoir sur la fertilité, les capacités de conception de l'homme et le développement des enfants. Et plus important encore, ils doivent faire face à l’un des plus grands dangers de passer du temps dans l’espace: la menace posée par les rayonnements solaire et cosmique.

Pour être juste, il ne faut pas aller très loin pour ressentir les effets du rayonnement spatial. La SSI reçoit régulièrement plus de 100 fois la quantité de rayonnement reçue par la surface de la Terre, ce qui peut entraîner des dommages génétiques si suffisamment de mesures de protection ne sont pas en place. Sur d'autres corps solaires, comme Mars et la Lune, qui ne possèdent pas de magnétosphère protectrice, la situation est similaire.

Et même si les effets des rayonnements sur les adultes ont fait l’objet de nombreuses études, les dommages potentiels qui pourraient être causés à notre progéniture ne l’ont pas été. Comment les rayonnements solaires et cosmiques peuvent-ils affecter notre capacité à nous reproduire, et comment ces rayonnements peuvent-ils affecter les enfants alors qu'ils sont encore dans l'utérus et après leur naissance? Dans l'espoir de faire les premiers pas pour répondre à ces questions, Wakayama et ses collègues ont sélectionné les spermatozoïdes des souris.

Ils ont spécifiquement choisi les souris car il s'agit d'une espèce de mammifère qui se reproduit sexuellement. Comme Sayaka Wakayama a expliqué Universe Today par courrier électronique:

«Jusqu'à présent, seuls les poissons ou les salamandres ont été examinés pour déterminer leur reproduction dans l'espace. Cependant, les espèces de mammifères sont très différentes de celles de ces espèces, par exemple celles qui naissent d'une mère (viviparité). Pour savoir si la reproduction des mammifères est possible ou non, nous devons utiliser des espèces de mammifères pour des expériences. Cependant, les espèces de mammifères telles que les souris ou les rats sont très sensibles et difficiles à prendre en charge par les astronautes à bord de l'ISS, en particulier pour une étude de reproduction. Par conséquent, nous n’avons pas mené ces études jusqu’à présent. Nous prévoyons de faire plus d'expériences telles que l'effet de la microgravité sur le développement des embryons. ”

Sperme humain coloré pour les tests de qualité de sperme en laboratoire clinique. Crédit: Bobjgalindo / Wikipedia Commons

Les échantillons ont passé neuf mois à bord de l'ISS et ont été maintenus à une température constante de -95 ° C (-139 ° F). Pendant le lancement et la récupération, cependant, ils étaient à la température ambiante. Après la récupération, Wakayama et son équipe ont constaté que les échantillons avaient subi des dommages mineurs.

«Les spermatozoïdes préservés dans l'espace ont endommagé l'ADN même après seulement neuf mois de radiation spatiale», a déclaré Wakayama. «Cependant, ces dommages n'étaient pas importants et pouvaient être réparés une fois fécondés par la capacité des ovocytes. Par conséquent, nous pourrions obtenir une progéniture normale et en bonne santé. Cela me suggère que nous devons examiner l'effet lorsque les spermatozoïdes sont conservés pendant de plus longues périodes. "

En plus d'être réparables, les échantillons de sperme étaient encore capables de féconder des embryons de souris (une fois ramenés sur Terre) et de produire une progéniture de souris, qui atteignaient toutes la maturité et présentaient des niveaux de fertilité normaux. Ils ont également noté que les taux de fécondation et de natalité étaient similaires à ceux des groupes témoins et qu'il n'existait que des différences génomiques mineures entre ceux-ci et la souris créée à l'aide du sperme testé.

À partir de tout cela, ils ont démontré que même si l'exposition aux radiations spatiales peut endommager l'ADN, elle n'a pas nécessairement d'incidence sur la production d'une progéniture viable (au moins dans un délai de neuf mois). De plus, les résultats indiquent que les animaux humains et domestiques pourraient être produits à partir de spermatozoïdes préservés dans l’espace, ce qui pourrait être très utile pour coloniser l’espace et d’autres planètes.

Un chiot souris de poche du Pacifique et sa mère apparaissent en dehors de leur terrier artificiel au zoo de San Diego. Crédit: Ken Bohn / Zoo de San Diego / AP

Comme Wakayama l'a dit, cette recherche s'appuie sur des pratiques de fertilisation déjà établies sur Terre et démontre que ces mêmes pratiques pourraient être utilisées dans l'espace:

«Notre sujet principal est la reproduction d'animaux domestiques. Dans la situation actuelle sur le terrain, de nombreux animaux naissent de conserves de spermatozoïdes. Au Japon en particulier, 100% des vaches laitières sont nées de sperme préservé pour des raisons économiques et de reproduction. Parfois, le sperme stocké depuis plus de 10 ans était utilisé pour produire des vaches. Si les humains vivent dans l'espace pendant de nombreuses années, nos résultats montrent que nous pouvons manger du bifteck dans cet espace. À cette fin, nous avons effectué cette étude. Pour les humains, notre découverte aidera probablement les couples infertiles. "

Cette recherche ouvre également la voie à des tests supplémentaires qui viseraient à mesurer les effets du rayonnement spatial sur les ovules et le système de reproduction féminin. Ces tests pourraient non seulement nous en dire beaucoup sur la manière dont le temps dans l'espace pourrait affecter la fertilité féminine, mais aussi sur la sécurité des astronautes. Ulrike Luderer, professeur de médecine à l'Université de Californie et l'un des coauteurs du journal, a déclaré dans un communiqué à l'AFP:

«Ces types d'exposition peuvent provoquer une insuffisance ovarienne précoce et un cancer de l'ovaire, ainsi que d'autres ostéoporoses, des maladies cardiovasculaires et des maladies neurocognitives telles que la maladie d'Alzheimer. La moitié des astronautes de la nouvelle classe d'astronautes de la NASA sont des femmes. Il est donc très important de savoir quels effets chroniques sur la santé pourraient avoir les femmes exposées à un rayonnement de longue durée dans l'espace lointain. »

Les futures colonies spatiales pourraient utiliser du sperme et des ovules congelés pour produire du bétail et peut-être même des humains. Crédit: Rick Guidice / Centre de recherche Ames de la NASA

Cependant, un problème persistant avec ce type de test est de pouvoir différencier les effets de la microgravité et du rayonnement. Dans le passé, des recherches ont montré que l'exposition à la microgravité simulée peut réduire la capacité de réparation de l'ADN et induire des lésions de l'ADN chez l'homme. D'autres études ont soulevé la question de l'interaction entre les deux et de la nécessité d'expérimentations supplémentaires pour traiter avec précision l'impact de chacune.

À l'avenir, il sera peut-être possible de différencier les deux en plaçant des échantillons de spermatazoa et d'ovules dans un tore capable de simuler la gravité terrestre (1 g ). De même, des modules blindés pourraient être utilisés pour isoler les effets de la gravité, voire de la microgravité. Au-delà de cela, il subsistera probablement des incertitudes jusqu'à ce que les bébés naissent réellement dans l'espace, dans un environnement lunaire ou martien.

Et bien entendu, l'impact à long terme de la gravité réduite et des rayonnements sur l'évolution humaine reste à démontrer. Selon toute vraisemblance, cela ne sera pas clair pour les générations à venir et nécessitera des études multigénérationnelles des enfants nés loin de la Terre pour voir en quoi elles diffèrent entre elles et leur progéniture.

Lectures complémentaires: PNAS, AFP

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