Des experts découvrent qu'il suffit d'un mois dans l'espace pour que le tissu cardiaque vieillisse significativement !

Le biomédecin Jonathan Tsui a fourni au Centre spatial Kennedy de la NASA de petites chambres compactes contenant 48 fragments de tissu cardiaque humain. Ceux-ci ont été chargés à bord d'un vaisseau spatial de SpaceX et envoyés à la Station spatiale internationale (ISS) pendant un mois, dans le but d'étudier les effets des conditions de faible gravité sur le cœur humain en vue d'un voyage de longue durée dans l'espace.

Les résultats de l'étude ont été publiés mardi dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. « Avec les projets actuels de missions habitées vers Mars et au-delà, la nécessité de mieux comprendre, prévenir et contrer les effets nocifs des vols spatiaux de longue durée sur le corps est de plus en plus importante », écrivent les chercheurs dans l'article.

L'utilisation de cellules souches pluripotentes induites humaines

Les scientifiques savent depuis longtemps que les conditions de faible gravité et d'apesanteur ont des effets néfastes sur le corps humain. L'atrophie musculaire, la perte osseuse, la diminution de la fonction cardiaque et l'irrégularité du rythme cardiaque ne sont que quelques-uns des symptômes qui peuvent affecter les astronautes qui passent une longue période dans l'espace.

La plupart de ces problèmes, mais pas tous, disparaissent avec le temps après le retour sur Terre. Mais pour mieux comprendre ces problèmes de santé, les scientifiques ont voulu les étudier au niveau moléculaire, ce qui a été difficile à réaliser jusqu'à présent.

L'équipe a utilisé des cellules souches pluripotentes induites humaines (qui peuvent se transformer en différents types de cellules) et les a induites à devenir des cellules musculaires cardiaques humaines. Ensuite, elles ont relié les échantillons individuels, chacun monté entre une paire de piliers. Un pilier par échantillon de tissu était rigide, tandis que l'autre était flexible, permettant ainsi au tissu de se contracter comme un cœur battant. Le pilier flexible contenait un aimant qui transmettait les données de contraction du tissu à un capteur.

L'ensemble du système est appelé « cœur sur puce » et a été logé dans un petit appareil imitant la chambre d'un cœur humain adulte, avec lequel Tsui s'est rendu en Floride, où il a dû continuer à s'en occuper pendant un mois avant le lancement. À bord de l'ISS, l'astronaute Jessica U. Meir s'est occupée des tissus, ce qui impliquait de changer leur liquide nutritif toutes les semaines.

Pendant que les tissus cardiaques se contractaient à bord de l'ISS, l'équipe de recherche au sol recevait des données en temps réel. Ils ont comparé les chiffres reçus avec les mesures d'une série d'échantillons identiques restés sur Terre. Lorsque le cœur sur puce est revenu de l'ISS, l'équipe a poursuivi son analyse et les résultats ont été surprenants.

Qu'ont-ils trouvé ?

Les tissus cardiaques s'étaient développés pour battre avec une force deux fois moindre que celle des échantillons terrestres, et la période entre les battements était cinq fois plus longue. L'irrégularité du rythme cardiaque, connue sous le nom d'arythmie, peut provoquer une insuffisance cardiaque, mais les contractions des tissus sont revenues à une cadence normale après le retour sur Terre.

L'année dernière, les scientifiques ont envoyé une autre série d'échantillons à bord de l'ISS, cette fois pour tester des médicaments susceptibles de contrecarrer les effets de la faible gravité. L'étude se poursuit, et comme l'impact de la faible gravité sur le tissu cardiaque est similaire à celui de la vieillesse, les résultats pourraient avoir des implications pour le traitement des problèmes cardiaques liés à l'âge.

Référence de l'article :

Devin Mair et.al, Spaceflight-induced contractile and mitochondrial dysfunction in an automated heart-on-a-chip platform. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.240464412