dans une étude historique, les scientifiques de la NASA ont effectué des tests exhaustifs sur Scott Kelly lors de son exténuante visite de 342 jours à Et ils ont simultanément surveillé son frère jumeau identique Mark (un astronaute à la retraite qui était sur Terre à l’époque), espérant que la comparaison révélerait de nouvelles informations sur les effets des vols spatiaux à long terme sur le corps humain.,
les résultats de L’étude sur les jumeaux de la NASA, rapportés jeudi dans Science, montrent que Scott Kelly a subi un certain nombre de changements physiologiques—dont la plupart sont revenus à l’état avant le vol après son retour sur Terre. Les résultats pourraient aider à éclairer les préparatifs de futures missions à long terme, telles que le voyage vers Mars ou les séjours sur une station spatiale en orbite autour de la Lune.,
l’étude a été la première à intégrer à la fois l’analyse comportementale et la physiologie pour étudier l’influence de l’espace sur une personne, et la première à collecter deux ans de données de santé aussi complètes sur un homme D’âge moyen, explique la co-auteur Brinda Rana, généticienne moléculaire à L’Université de Californie, San Diego.
» la science à son meilleur, à bien des égards, parce Qu’elle exploite quelque chose qui se produit naturellement pour essayer de comprendre la causalité”, explique le généticien comportemental S., Alexandra Burt, qui codirige le Registre des jumeaux de L’Université D’État du Michigan et n’a pas participé à l’étude. « Je pense que c’était un événement unique et ils en ont profité à merveille. »
Kelly dit avoir initialement proposé l’étude lors de la préparation de la mission de L’ISS. « J’ai dit: » Hé, si quelqu’un demande des études prévues avec mon frère Mark et moi, parce que nous sommes des jumeaux identiques, y a-t-il un intérêt pour cela?” « dit-il. Il a d’abord été repoussé, mais il dit que les scientifiques de la NASA ont finalement parlé à plusieurs universités « et ils ont découvert qu’il y avait en fait beaucoup d’intérêt., »L’étude des jumeaux était un aller.
pendant près de deux ans, les deux frères ont fourni des échantillons d’urine, de selles et de sang, que les chercheurs ont utilisés pour 10 enquêtes distinctes portant sur les effets moléculaires, physiologiques et cognitifs des vols spatiaux à long terme. Une coordination étroite entre les nombreux enquêteurs était essentielle. « La NASA a obtenu des enquêteurs 10 de tout le pays—dont la plupart ne se connaissaient pas—et nous a mis dans une pièce et nous a amenés à coopérer et à devenir une équipe cohésive pour mener à bien cette mission”, explique Rana., Les difficultés inhérentes à la collecte de tels spécimens auprès d’un astronaute à bord de l’ISS ont obligé les enquêteurs à travailler avec relativement peu de matériel. « Nous avons dû trouver des protocoles où nous pouvions tous faire nos études efficacement avec un seul échantillon », explique Rana. L’étude a également incité les chercheurs à innover de nouvelles méthodes pour étudier la physiologie et la génétique dans l’espace. « Cela nous a aidés à stimuler la technologie pour faire ce genre d’expériences non seulement pour l’orbite terrestre basse, mais pour les missions d’exploration d’activités futures”, explique le co-auteur Stuart Lee, un scientifique cardiovasculaire à KBRwyle.,
Kelly a dû puiser son propre sang et recueillir ses propres urines et selles. ” C’est certainement plus compliqué de faire pipi dans un sac dans l’espace, car tout flotte », note-t-il. « Mais le plus important, il faut du temps. Les astronautes se retrouvent parfois presque inconsciemment à essayer de ne pas être aussi hydratés les jours de collecte d’urine en raison du temps qu’il faut pour faire pipi., »Cela s’est reflété dans les résultats: les chercheurs ont constaté que Kelly était constamment légèrement déshydratée, un phénomène courant chez les astronautes en mission à long terme-et les scientifiques attribuent en fait cela à l’ennui des astronautes avec les toilettes compliquées à bord.
L’étude a révélé que Kelly subissait un stress physiologique quasi constant en vol. Son système immunitaire était en état d’alerte; il avait des changements dans l’expression de l’ADN; son artère carotide s’est distendue., Il a également développé un” syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux », ou SANS-une condition qui implique des changements à ses yeux, et dont la cause est mal comprise. Et son sang, n’étant plus attiré par ses jambes par la gravité, s’est recueilli dans sa tête. ” Au début, c’est le pire », dit Kelly. « Votre corps s’y adapte au fil du temps, mais d’après mon expérience, il ne s’ajuste jamais complètement. J’ai toujours ressenti de la pression dans ma tête. »
en vol, les télomères de Kelly—les séquences protectrices de nucléotides répétés qui” coiffent » les extrémités de chaque chromosome comme des aglets sur un lacet—se sont allongés., ” C’était certainement une surprise, car en entrant dans l’étude, nous avions proposé exactement le contraire », explique Susan Bailey, biologiste à L’Université D’État du Colorado qui a dirigé l’enquête sur les télomères de l’étude. Les télomères raccourcissent à mesure que nous vieillissons, et une enzyme appelée télomérase les répare et les allonge. Les astronautes sont exposés à des contraintes extrêmes de microgravité, d’isolement et de rayonnement qui devraient contribuer au raccourcissement des télomères, dit Bailey., Elle soupçonne le régime alimentaire et le programme d’exercices très réglementés de Kelly à bord de l’ISS d’avoir contribué à l’allongement—ou que le phénomène peut indiquer que sa population cellulaire changeait pendant le vol spatial. « À l’avenir, je pense que nous allons essayer d’intégrer ces terminaux télomères dans certaines des mesures standard qu’ils font sur les astronautes, afin que nous puissions réellement aborder cette question directement”, dit-elle.
Après le retour de Kelly sur Terre, la plupart des modifications physiologiques, de l’expression des gènes et d’autres changements sont revenues à la normale en six mois environ., Mais il y avait encore une période d’ajustement. « Quand vous revenez sur Terre, tout le sang veut juste s’accumuler dans vos jambes », dit-il. « Cela a duré pour moi pendant des semaines. »Il a également développé des éruptions cutanées et de l’urticaire chaque fois que sa peau, qui était devenue peu habituée à la gravité, avait une pression sur elle. Même s’appuyer sur une table a provoqué une réaction. Mais il a finalement réajusté, un signe d’espoir qu’il peut y avoir peu de danger durable pour la santé des astronautes après de longues périodes dans l’espace. Cela dit, il est important de noter que voyager vers Mars ou d’autres explorations à longue distance présente une préoccupation supplémentaire: les radiations., Les astronautes à bord de l’ISS sont encore quelque peu protégés des rayons cosmiques par le bouclier magnétique de la Terre; une mission sur Mars les exposerait au rayonnement galactique à des niveaux beaucoup plus élevés, dit Lee.
Les auteurs de l’étude avertissent qu’étant donné la taille extrêmement petite de l’échantillon, il est « impossible d’attribuer la causalité. »Ils écrivent que l’étude devrait être” génératrice d’hypothèses et définissant un cadre », les recherches futures sur les astronautes complétant le travail. ” C’est tout vrai », dit Burt., Mais elle ajoute que le fait d’avoir un sujet génétiquement identique sur Terre permet de supposer la causalité beaucoup plus fortement que l’étude ne pourrait l’avoir autrement. Kelly est d’accord: « Accordé, c’est une expérience avec un n de l’un”, dit-il. « Mais ils n’ont rien vu qui nous empêcherait d’aller sur Mars. Cependant, ajoute—t—il,”si nous voulons aller au-delà de Mars » – obligeant les astronautes à rester en microgravité pendant des années – » nous allons devoir commencer à penser à la gravité artificielle.”