Saviez-vous que la recherche dans l'espace ouvre des chemins inédits pour l'avancement de la médecine? Des études sur les effets de la microgravité, du rayonnement et du vide sur le corps humain ont révélé des données précieuses qui peuvent révolutionner le traitement des maladies telles que les accidents vasculaires cérébraux, le cancer, l'ostéoporose, entre autres.
Le médecin et le chercheur à Clinique de mayoAbba Zubair, unit deux passions majeures – la médecine et l'espace – pour la santé des astronautes et de la population ici sur Terre. Ses recherches dans un environnement spatial ont contribué à des découvertes prometteuses dans la lutte contre le cancer, les accidents vasculaires cérébraux, la perte osseuse et plusieurs autres conditions. «L'objectif est de profiter du caractère unique de l'environnement spatial pour le bien de l'humanité, que ce soit sur Terre ou dans l'espace», explique Zubair. «Nous voulions profiter de l'environnement international de la Station spatiale pour étudier comment il affecte la physiologie humaine.»
L'absence de gravité et les impacts du rayonnement et du vide sont trois aspects fondamentaux de l'unicité de l'espace, ajoute Zubair, qui a envoyé trois projets de recherche à la Station spatiale internationale (ISS) depuis 2017, avec d'autres à venir.
En tant que spécialiste de la bioterapeutique régénérative, le travail de Zubair est en partie axé sur cellule souche Adultes connues sous le nom de cellules souches mésenchymateuses et leur utilisation dans les futurs traitements de l'AVC. Il a noté qu'il utilise des cellules souches en médecine régénérative et soutenant le programme de transplantation de la moelle osseuse de Mayo Clinic.
« Je sais aussi à quel point il est difficile de les cultiver en laboratoire. L'une des premières fondations est de voir comment l'absence de gravité influence la façon dont les cellules souches sont divisées et le taux de croissance », explique-t-il. «Nous voulions voir si les cellules cultivées dans l'espace sont meilleures ou augmentent plus rapidement que les cellules culturelles en laboratoire. Lorsque nous avons fait notre premier vol spatial, nous avons eu une découverte vraiment intéressante parce que nous réalisons que l'absence de gravité affecte les cellules souches, mais cela dépend du type de cellule souche.»
Cela a conduit le médecin à un autre projet à l'ISS: étudiez comment les cellules souches mésenchymateuses, les cellules formant des os, jouent un rôle dans la formation osseuse ou l'ostéoporose, la perte osseuse. Il note que les astronautes ont tendance à perdre la densité osseuse malgré des exercices stricts.
Zubair étudie également comme des cellules souches de leucémie, les cellules qui forment les graines de ce type de cancer du sang répondent à l'environnement spatial. «Nous travaillons à comprendre l'impact du rayonnement spatial du point de vue de la façon dont nous pouvons atténuer l'effet des rayonnements et prévenir le cancer», explique Zubair. « À long terme, nous voulons vraiment protéger les astronautes, en particulier lors des voyages spatiaux à long terme, comme pour Mars, où ils seraient dans l'espace profond et loin de toute protection magnétique sur le terrain que nous avons reçu de la Terre. »
La recherche peut également profiter directement aux personnes sur Terre en révélant des moyens de protéger les cellules souches ou des cellules en général – lorsqu'elle est exposée aux rayonnements, comme dans les cas d'accidents nucléaires, ajoute-t-il. Une autre implication importante est l'amélioration des traitements des cellules CAR-T, des greffes de moelle osseuse et d'autres patients cancéreux.
« Si nous pouvons comprendre comment les cellules souches dans l'espace, en particulier les cellules souches hématopoïétiques (cellules qui vivent dans la moelle osseuse et produisent des cellules de travail du sang), se développent et se différencient pour produire des cellules immunitaires telles que T et les cellules microphages, nous apprendrons à les produire plus efficacement », explique le médecin. « Si les cellules prolifèrent davantage dans l'espace, par exemple, si les cellules cancéreuses pénètrent dans ce qu'on appelle un cycle cellulaire et se multiplient anormalement lorsqu'ils prolifèrent, la chimiothérapie sera plus efficace, »
Zubair ajoute que si cette hypothèse est confirmée, l'absence de gravité pourrait forcer les cellules leucémiques – ou d'autres cellules cancéreuses pour entrer dans le cycle cellulaire, ce qui les rend plus vulnérables à la chimiothérapie. « Donc, au lieu de gérer la chimiothérapie sur Terre, vous pouvez aller dans l'espace, où l'absence de gravité rend les cellules cancéreuses plus vulnérables à la chimiothérapie. Ce serait une raison de plus d'aller dans l'espace. C'est certainement quelque chose que j'aimerais explorer. »
Il serait difficile de créer un environnement de microgravité comparable sur Terre, mais techniquement, cela pourrait être fait, ajoute Zubair. « La microgravité sur Terre est essentiellement comment entrer dans une piscine, une fluctuation dans laquelle vous êtes en quelque sorte de suspension; la gravité est annulée par l'effet de l'eau », dit-il. « Maintenant, évidemment, il ne serait pas agréable de rester dans l'eau pendant longtemps. En laboratoire, nous avons utilisé un simulateur de microgravité où les cellules sont en suspension. Ce serait intéressant si nous pouvions faire de même avec un être humain. »
L'un des prochains projets de Zubair pour la Station spatiale internationale, qui ne devrait pas encore être lancée, examinera si les cellules sanguines, riches en cellules souches et avec une valeur thérapeutique potentielle, peuvent être élargies. Une autre étude explorera différents types de cellules qui participent à la formation osseuse et si le problème de la perte osseuse dans l'espace peut être soulagé avec l'utilisation d'un composé spécial.
« Si cela fonctionne, nous verrons certainement comment nous pouvons traiter les patients atteints d'ostéoporose, en particulier les femmes, les patients cancéreux ou les personnes au lit pendant longtemps et ne supportent pas le poids, ce qui affecte leurs os », explique Zubair.
Le médecin note que toutes ses expériences spatiales sont effectuées en parallèle sur la Terre avec des cellules identiques afin de comparer les résultats et de valider les découvertes faites dans l'espace. «Je crois vraiment qu'il y a beaucoup de choses qui attendent d'être explorées et utilisées», dit-il. « Et c'est pourquoi je fais ce que je fais. »
Récemment, il a été honoré par la NASA de la médaille de conquête scientifique exceptionnelle en démontrant que les cellules souches mésenchymateuses dérivées de l'homme, cultivées à bord de la Station spatiale internationale, peuvent avoir des applications cliniques prometteuses.
