Aller sur Mars pourrait laisser des traces sur le cœur longtemps après le retour : ce que révèle une expérience sur des rats

Avant d'envoyer des humains examiner Mars, il faut comprendre ce que l'espace fait au corps sur le long terme. C'est précisément l'objectif d'une équipe de chercheurs du Medical College of Wisconsin, dirigée par John E. Baker, qui a exposé des rats mâles WAG/RijCmcr à deux facteurs de stress spatiaux : des rayonnements cosmiques simulés (simGCRsim) et une suspension des membres postérieurs pour imiter l'apesanteur. Leurs résultats publiée dans PLOS One sont préoccupants et méritent l'attention de quiconque s'intéresse à la santé des astronautes.

Une fibrose cardiaque provoquée par les rayons cosmiques

Le constat central de l'étude est clair : une dose de 1,5 Gy de rayonnements cosmiques galactiques simulés provoque une fibrose périvasculaire cardiaque chez 100 % des rats exposés, détectée 270 jours après l'irradiation. À 0,75 Gy, dose comparable à celle qu'encaisserait un astronaute lors d'une mission de trois ans vers Mars, la fibrose apparaît également, mais après 360 jours. Ce délai est crucial.

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La fibrose périvasculaire, c'est un excès de collagène qui s'accumule autour des petits vaisseaux coronaires. Le résultat : des artères rigidifiées, une circulation compromise, un muscle cardiaque qui travaille dans des conditions dégradées. Ce type de lésion est un précurseur connu des maladies cardiovasculaires.

Trois enseignements ressortent de cette partie de l'étude :

• La dose de rayonnement et la durée d'observation après l'exposition déterminent ensemble la sévérité des lésions.
• La microgravité simulée seule ne provoque pas de fibrose cardiaque.
• La combinaison des deux stress n'aggrave pas la fibrose au-delà de ce que cause le rayonnement seul.

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Les chercheurs ont aussi identifié sept variants génomiques uniques aux rats irradiés (dont Brcc3, Ep300 et Idh2), associés à l'hématopoïèse clonale, un phénomène qui multiplie par 1,9 le risque de maladie coronarienne chez l'humain. Ces altérations de l'ADN persistent dans les cellules sanguines circulantes 240 jours après l'exposition.

Rayonnements cosmiques, apesanteur, stress : avant d'envoyer des astronautes au-delà de l'orbite terrestre, la recherche doit évaluer leurs effets sur le corps humain, en mission et après le retour. © DaveAlan, iStock

L'apesanteur dérègle durablement l'immunité et les cytokines

La suspension des membres postérieurs pendant 30 jours, utilisée pour simuler l'impesanteur, laisse des traces bien au-delà de la période d'exposition. Quelque 240 jours après le retour à la gravité normale, les rats ayant subi cette simulation présentent une augmentation notable des lymphocytes circulants, notamment les lymphocytes T et B, sans que les cellules myéloïdes soient touchées.

Côté cytokines, protéines de signalisation impliquées dans les réponses immunitaires, l'apesanteur simulée réduit la concentration de 20 cytokines sur 27 mesurées (soit 74 %) sur toute la période de suivi de 270 jours. Parmi elles, des molécules bien connues : IL-6, IL-10, VEGF ou encore le facteur de croissance épidermique (EGF). Six de ces cytokines diminuées se retrouvent aussi chez les astronautes de la Nasa Twins Study, ce qui valide le modèle animal.

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Fait notable : l'irradiation combinée à l'apesanteur annule cet effet sur les cytokines, révélant une interaction entre les deux facteurs de stress. Les cellules tueuses naturelles (NK) de la rate, elles, chutent de 67 % après l'apesanteur simulée, avec ou sans rayonnement. Ces cellules sont des acteurs clés de la défense antivirale et antitumorale.

Un rat vit environ 270 jours d'équivalent humain, soit 26 années. Les perturbations immunitaires observées pourraient donc, chez un astronaute, se manifester des décennies après son retour sur Terre.

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Les dommages cardiaques et immunitaires du cosmos se révèlent persistants, complexes et partiellement invisibles à court terme : la médecine spatiale a encore beaucoup à analyser avant d'autoriser des humains à partir vers Mars.