Des souris envoyées à la Station spatiale internationale ont révélé un lien possible entre les bactéries intestinales et la perte osseuse

Les résultats suggèrent que les espèces bactériennes qui fleurissent dans l’espace pourraient avoir contribué à l’augmentation de la production de molécules connues pour affecter les changements osseux.

L’auteur principal Wenyuan Shi, microbiologiste et PDG 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 bien que le microbiome change dans l’espace, ces changements ne semblent pas persister lors du retour sur Terre.

« Le microbiome intestinal surveille et réagit en permanence, et c’est également le cas lorsqu’il est exposé à la microgravité.

« Nous n’avons pas encore découvert 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 efficace de l’atténuation, mais les données sont encourageantes et créent de nouvelles pistes d’exploration. « 

Selon les chercheurs, si les scientifiques peuvent identifier les microbes qui 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 étudier 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 la Station spatiale internationale.

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.

Vingt souris « témoins au sol » ont été hébergées dans des conditions identiques – à l’exception de la microgravité – sur le sol.

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 microbes intestinaux plus diversifiés, deux types spécifiques de bactéries étant plus abondants chez les rongeurs exposés à la microgravité.

Les niveaux de bactéries étaient plus élevés chez les rongeurs qui avaient été 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 collecter des informations sur le changement d’espace, puis surveiller la récupération du microbiome à son retour.

« La bonne nouvelle est que bien que le microbiome change dans l’espace, ces changements 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 transformé dans un processus appelé remodelage osseux.

Des études récentes ont suggéré que le microbiote intestinal pourrait influencer ce processus par divers mécanismes, notamment des interactions avec les systèmes immunitaire et hormonal.

Les microbes produisent également différentes molécules en raison de leur métabolisme, et certaines d’entre elles interagissent indirectement avec les cellules responsables du remodelage osseux.

Le premier auteur et microbiologiste Joseph Pedre, qui a commencé les travaux à l’UCLA et les a poursuivis à l’Institut Forsyth, a déclaré que les experts s’attendent 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 qui jouent un rôle, comme la microgravité et l’exposition au rayonnement cosmique, qui affectent non seulement les cellules bactériennes mais aussi les cellules humaines.

« De même, l’exposition à la microgravité a de nombreux effets sur les systèmes biologiques de l’hôte – dérégulation du système immunitaire, changements musculo-squelettiques, rythme circadien altéré, stress – et lorsque ces systèmes deviennent déséquilibrés, les communautés microbiennes peuvent également être perturbées. »

Les chercheurs suggèrent qu’un facteur autre que la microgravité qui aurait pu affecter le changement du microbiome des rongeurs dans l’espace était le fait qu’ils n’étaient pas en mesure de s’accoupler.

C’est un comportement normal pour les rongeurs car ils mangent leurs propres excréments, ramenant les microbes dans les intestins.

Cependant, les souris qui sont revenues de l’espace 4,5 semaines plus tard ont pu s’accoupler à leur retour, ce qui a peut-être contribué à la restauration 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 potentiel entre le microbiome et la densité osseuse.

« Si nous pouvons savoir quels microbes soutiennent le maintien de la densité osseuse », a déclaré le Dr Shi, « cela pourrait aider les astronautes à rester en meilleure santé dans l’espace ».

Les chercheurs affirment que ces informations pourraient également aider les personnes souffrant de perte osseuse due à des causes non liées à la gravité sur Terre.

« Cela conduira probablement à de nouveaux outils pour gérer des maladies telles que l’ostéoporose ou l’ostéoporose, il ne s’agit donc pas simplement d’une histoire isolée dans l’espace », a déclaré le Dr Shi.

Les résultats ont été publiés dans la revue Cell Reports.