Des modifications des bactéries intestinales des voyageurs spatiaux pourraient être associées à une perte osseuse, ont révélé des recherches sur des souris envoyées à la Station spatiale internationale (ISS).
Les souris qui ont passé un mois ou plus sur l’ISS avaient un microbiome intestinal modifié et plus diversifié – des bactéries, selon l’étude.
Les résultats suggèrent que les espèces bactériennes qui ont fleuri dans l’espace peuvent avoir contribué à l’augmentation de la production de molécules connues pour influencer les changements dans les os.
L’auteur principal Wenyuan Shi, microbiologiste et directeur général de l’Institut Forsyth aux États-Unis, a déclaré : « Ceci n’est qu’un autre exemple frappant montrant les interactions dynamiques entre le microbiome et les hôtes mammifères.
La bonne nouvelle est que même si le microbiome change dans l’espace, ces altérations ne semblent pas persister lors du retour sur Terre.
Dr Wenyuan Shi, auteur principal
“Le microbiome intestinal surveille et réagit en permanence, et c’est également le cas lorsque vous êtes exposé à la microgravité.
“Nous devons encore savoir s’il existe un lien de causalité entre les modifications du microbiome et la perte osseuse observée en microgravité, et s’il s’agit simplement d’une conséquence ou d’une compensation active à atténuer, mais les données sont encourageantes et créent de nouvelles pistes pour exploration.”
Selon les chercheurs, si les scientifiques peuvent établir quels microbes soutiennent le maintien de la densité osseuse, cela pourrait aider les astronautes à rester en meilleure santé dans l’espace et pourrait également aider les personnes sur Terre qui souffrent de perte osseuse, comme celles atteintes d’ostéoporose.
Pour explorer comment le microbiome change lors d’une exposition prolongée à la microgravité et pour étudier les liens possibles entre ces changements et la densité osseuse, les chercheurs ont envoyé 20 souris à l’ISS.
Dix de ces rongeurs sont revenus vivants sur Terre après 4,5 semaines et les chercheurs ont suivi leur rétablissement.
Les 10 souris spatiales restantes sont restées en orbite pendant neuf semaines au total.
Vingt souris “témoins au sol” ont été hébergées dans des conditions identiques – la microgravité en moins – sur Terre.
Les chercheurs ont comparé les communautés microbiennes des différents groupes au fil du temps – avant le lancement, après le retour sur Terre et à la fin de l’étude.
Ils ont découvert que les souris spatiales avaient des microbiomes intestinaux plus diversifiés, avec deux types spécifiques de bactéries beaucoup plus abondantes chez les rongeurs exposés à la microgravité.
Les niveaux de bactéries étaient encore plus élevés chez les rongeurs qui étaient dans l’espace pendant neuf semaines contre 4,5 semaines.
Le Dr Shi a déclaré : « C’est la première fois dans l’histoire de la Nasa qu’un rongeur est ramené vivant sur Terre.
« Cela signifie que nous avons pu recueillir des informations sur le changement d’espace, puis surveiller la récupération de leur microbiome à leur retour.
“La bonne nouvelle est que même si le microbiome change dans l’espace, ces altérations ne semblent pas persister lors du retour sur Terre.”
Les os ne sont pas statiques, et même lorsque les gens sont adultes, du matériel est constamment ajouté, retiré et déplacé dans un processus appelé remodelage osseux.
Des études récentes ont suggéré que les microbes intestinaux pourraient avoir un impact sur ce processus via divers mécanismes, notamment des interactions avec les systèmes immunitaire et hormonal.
Les microbes produisent également diverses molécules en raison de leur propre métabolisme, et certaines d’entre elles interagissent indirectement avec les cellules responsables du remodelage osseux.
Le premier auteur et microbiologiste Joseph Bedree, qui a commencé les travaux à l’UCLA et les a poursuivis à l’Institut Forsyth, a déclaré que les experts s’attendraient à ce que les voyages spatiaux affectent le microbiome pour un certain nombre de raisons.
Il a expliqué : « D’abord et avant tout, il y a les forces physiques en jeu, telles que la microgravité et l’exposition aux rayonnements cosmiques, qui affectent non seulement les cellules bactériennes mais aussi les cellules humaines.
“De même, l’exposition à la microgravité entraîne de nombreux effets sur les systèmes biologiques de l’hôte – irrégularités du système immunitaire, changements musculo-squelettiques, rythme circadien altéré, stress – et lorsque ces systèmes deviennent déséquilibrés, les communautés microbiennes pourraient également être perturbées.”
Les chercheurs suggèrent qu’un facteur non lié à la microgravité qui pourrait avoir influencé le microbiome changeant des rongeurs dans l’espace est le fait qu’ils n’ont pas pu s’engager dans la coprophagie.
Il s’agit d’un comportement normal des rongeurs qui mangent leurs propres excréments, ce qui réintroduit les microbes dans l’intestin.
Cependant, les souris qui sont revenues de l’espace après 4,5 semaines ont pu s’engager dans la coprophagie à leur retour, ce qui a probablement contribué à la récupération de leur microbiome.
Alors que cette étude met en lumière la façon dont le microbiome change pendant le voyage dans l’espace, les auteurs disent que davantage de travail doit être fait pour comprendre le lien possible entre le microbiome et la densité osseuse.
Le Dr Shi a déclaré: “Si nous pouvons déterminer quels microbes soutiennent le maintien de la densité osseuse, cela pourrait aider les astronautes à rester en meilleure santé dans l’espace.”
Les chercheurs affirment que ces informations pourraient également aider les personnes de retour sur Terre qui souffrent de perte osseuse pour des raisons non liées à la gravité.
“Cela pourrait potentiellement conduire à de nouveaux outils pour gérer des maladies comme l’ostéopénie ou l’ostéoporose, donc ce n’est pas seulement une histoire isolée dans l’espace”, a déclaré le Dr Shi.
Les résultats sont publiés dans la revue Cell Reports.
