À mesure que les voyages spatiaux gagnent du terrain et que les astronautes passent de plus en plus de temps dans l’espace, l’étude de leurs effets sur la santé devient de plus en plus essentielle.
Les voyages dans l’espace sont-ils vraiment sûrs ? Loin de là : des recherches ont montré que les effets du rayonnement spatial et de la microgravité sur le corps humain sont tous deux nuisible et durable. Cependant, la création de conditions spatiales sur Terre pourrait potentiellement aider les chercheurs à traiter le cancer.
Nous sommes ingénieurs biomédicaux étudier comment le corps les cellules changent en microgravité. Imiter les conditions de microgravité sur Terre permet aux chercheurs d’étudier ses effets sans avoir besoin de voyager dans l’espace.
Recherche en laboratoire dans l’espace
Microgravité est une condition dans laquelle la gravité est extrêmement faible et les objets sont presque en apesanteur. Cela se produit dans l’espace, où la gravité terrestre n’affecte pratiquement pas les astronautes.
Être dans un environnement en microgravité pendant une période prolongée peut entraîner plusieurs problèmes de santéy compris la perte osseuse, la faiblesse musculaire, les gonflements du visage et les modifications cardiaques. Même après le retour des astronautes sur Terre, leur corps ne revient pas complètement à la normale.
Étudier la manière dont les cellules, les organes et les tissus réagissent à la microgravité peut aider les scientifiques à mieux comprendre comment gérer tout changement nocif associé au corps. Cependant, mener des recherches sur des échantillons de laboratoire dans l’espace se heurte à des défis importants.
Le lancement d’équipements et d’échantillons est coûteux, et les expériences doivent être planifiées en fonction des conditions d’apesanteur et de la force de lancement. Des délais stricts, un accès limité aux missions spatiales et la dépendance à l’égard des astronautes pour mener des expériences augmentent la complexité de ces études, rendant la précision et la coopération cruciales pour leur réussite.
L’accès aux échantillons après leur envoi dans l’espace peut également s’avérer difficile. Ils risquent d’être endommagés dans les conditions difficiles de l’espace et lors du transport vers la Terre.
Le processus de planification et de réalisation d’une étude en laboratoire dans l’espace peut prendre beaucoup de temps, ce qui limite l’aspect pratique d’expérimentations fréquentes.
Étudier la microgravité sur Terre
Pour répondre à ces problématiques, les scientifiques ont développé des équipements capables de simuler les conditions de microgravité sur Terre.
Un de ces appareils est le clinostatune machine qui fait tourner en continu des échantillons pour imiter les effets de la faible gravité. En tournant constamment, il répartit les effets de la gravité de manière uniforme afin que l’échantillon soit « en apesanteur » ou proche de lui. Pour imiter les effets de la microgravité, le clinostat doit tourner à juste la bonne vitesse– assez vite pour que l’échantillon ne réagisse pas à la gravité, mais pas si vite qu’il ressente d’autres forces puissantes.
Une autre méthode appelée diélectrophorèse place les particules telles que les cellules dans un champ électrique non uniforme. Contrairement à un champ électrique uniforme, qui a partout la même intensité et la même direction, un champ électrique non uniforme change d’intensité ou de direction en différents points. Ce champ inégal provoque le déplacement des cellules en fonction des différences dans leurs propriétés électriques par rapport au liquide qui les entoure, permettant aux chercheurs de les séparer et de les étudier. Bien que cette technique ait été largement utilisée sur Terre, l’exploration de son application dans des environnements de microgravité pourrait permettre aux chercheurs de manipuler plus précisément les particules et de mener des recherches impossibles sous la gravité terrestre.
Des outils tels que les clinostats et la diélectrophorèse offrent un moyen plus simple, moins coûteux et plus rapide d’étudier les effets de la microgravité sur les cellules par rapport aux missions spatiales. Ils sont rentables et portables, nécessitant un équipement moins coûteux et un plus petit volume d’échantillons pour générer rapidement des données fiables.
Cette vidéo montre des particules se séparant par diélectrophorèse.
Microgravité et cancer
Si la microgravité peut provoquer le cancer, elle pourrait également aider les chercheurs à mieux comprendre et traiter le cancer.
Le cancer est l’une des maladies les plus difficiles à traiter car il évolue rapidement et devient souvent résistant aux traitements disponibles. En observant les cellules cancéreuses en microgravité, les chercheurs peuvent étudier comment elles se développent, se divisent et réagissent aux médicaments dans différentes conditions. En termes simples, nous sortons les cellules cancéreuses de leur zone de confort pour voir comment elles réagissent à un environnement inconnu.
Par exemple, des chercheurs ont observé que les cellules cancéreuses survie améliorée en microgravité. Ils ont également constaté des changements dans leurs propriétés électriques. D’autres études ont montré que la microgravité peut modifier la fonction des cellules immunitaires et comment les cellules communiquent entre elles.
Notre équipe et d’autres émettent l’hypothèse que les cellules cancéreuses pourraient réagir plus efficacement à certains médicaments lorsqu’ils sont exposés à un environnement en apesanteur. Nous étudions si nous pouvons utiliser la microgravité pour manipuler les cellules cancéreuses afin qu’elles se comportent de manière moins agressive et deviennent plus vulnérables au traitement.
Cette recherche en est encore à ses balbutiements. Mais en cas de succès, ces découvertes pourraient aider les chercheurs à développer de nouveaux traitements plus efficaces ici sur Terre.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.