L’étude MARROW, une première mondiale, a permis le prélèvement d’échantillons d’haleine et de sang auprès d’astronautes.
Son objectif : améliorer la santé des voyageuses et voyageurs spatiaux, ainsi que de la population de la Terre.
Jeff Bezos, William Shatner et Richard Branson n’ont peut-être pas subi de complications au retour de leur brève escapade suborbitale près de la ligne de Kármán, mais il aurait pu en être autrement s’ils avaient été soumis à l’apesanteur plus longtemps, selon une nouvelle étude menée à Ottawa, qui précise les effets des voyages spatiaux sur la santé.
Le Dr Guy Trudel est médecin de réadaptation et chercheur à l’Hôpital d’Ottawa et également professeur à la Faculté de médecine de l’Université d’Ottawa. Lui et son équipe viennent de publier les résultats d’une étude menée sur cinq ans qui révèle comment les voyages dans l’espace entraînent une baisse du nombre de globules rouges, ce qui se traduit par l’« anémie spatiale ».
Le projet de recherche MARROW, financé par l’Agence spatiale canadienne, a été réalisé avec le concours de 14 astronautes de la Station spatiale internationale parmi lesquels comptait le Canadien David Saint-Jacques. Selon l’étude, publiée dans la revue Nature Medicine, le corps de ces astronautes a détruit 50 % de plus de globules rouges dans l’espace que sur Terre.
Mieux comprendre l’anémie spatiale
« Les astronautes présentent une anémie à leur retour sur Terre depuis les premières missions spatiales, mais nous ne savions pas pourquoi », explique le Dr Guy Trudel. « Notre étude montre qu’à l’arrivée dans l’espace, le corps détruit plus de globules rouges et que ce processus se poursuit pendant toute la durée de la mission de l’astronaute. »
Avant cette étude, les scientifiques pensaient que l’anémie spatiale était une adaptation rapide aux liquides qui se déplacent dans la partie supérieure du corps de l’astronaute à son arrivée dans l’espace. Les astronautes perdent 10 % du liquide contenu dans leurs vaisseaux sanguins de cette façon. L’hypothèse était que le corps modifie rapidement les nombres de globules rouges pour rétablir l’équilibre et que le contrôle des globules rouges revient à la normale après 10 jours dans l’espace.
L’équipe du Dr Trudel a plutôt découvert que la destruction accélérée des globules rouges était principalement liée à la présence dans l’espace et qu’elle n’était pas seulement causée par le déplacement de liquides. Elle l’a démontré par une mesure directe des marqueurs de destruction de globules rouges chez 14 astronautes pendant leur mission spatiale de six mois.
Sur Terre, le corps crée et détruit deux millions de globules rouges chaque seconde. L’équipe de recherche a établi que le corps des astronautes a détruit 54 % de plus de globules rouges qu’à la normale pendant les six mois passés dans l’espace, à savoir trois millions chaque seconde. Les résultats étaient similaires chez les femmes et les hommes.
Dans l’espace, sans subir les effets de la gravité, le corps ne souffre pas des carences en globules rouges, mais après l’atterrissage sur Terre et potentiellement sur d’autres planètes ou lunes, l’anémie peut contrecarrer les objectifs d’une mission parce qu’elle diminue l’énergie, l’endurance et la force. - Dr Guy Trudel
L’équipe du Dr Trudel a fait cette découverte grâce aux techniques et aux méthodes qu’elle a mises au point pour mesurer avec précision la destruction des globules rouges. Ces méthodes ont ensuite servi à recueillir des échantillons à bord de la Station spatiale internationale. Au laboratoire du Dr Trudel à l’Université d’Ottawa, l’équipe a pu mesurer avec précision la minuscule quantité de monoxyde de carbone présente dans les échantillons d’haleine des astronautes. Une molécule de monoxyde de carbone est produite chaque fois qu’une molécule d’hème – le pigment rouge foncé dans les globules rouges – est détruite.
L’équipe n’a pas mesuré directement la production de globules rouges, mais elle suppose que le corps des astronautes a produit des globules rouges supplémentaires pour compenser la destruction des cellules. Dans le cas contraire, les astronautes auraient présenté une anémie grave et auraient eu d’importants problèmes de santé dans l’espace.
« Heureusement, avoir moins de globules rouges dans l’espace n’est pas un problème parce que le corps est en apesanteur, ajoute le Dr Trudel. Après l’atterrissage sur Terre et potentiellement sur d’autres planètes ou lunes, l’anémie peut contrecarrer les objectifs d’une mission parce qu’elle diminue l’énergie, l’endurance et la force. Les effets de l’anémie ne se font sentir qu’après l’atterrissage alors que l’astronaute doit de nouveau composer avec la gravité. »
Cinq des treize astronautes qui ont participé à l’étude présentaient une anémie à leur retour sur Terre. Un astronaute n’a pas fourni d’échantillon de sang après l’atterrissage. L’équipe de recherche a constaté que l’anémie spatiale est réversible. Les niveaux de globules rouges reviennent progressivement à la normale trois à quatre mois après le retour sur Terre.
Fait intéressant : l’équipe a répété les mêmes mesures un an après le retour sur Terre des astronautes et a découvert que la destruction des globules rouges était toujours 30 % supérieure à ce qu’elle était avant le départ pour l’espace. Ces résultats donnent à penser que des changements structurels se sont produits chez les astronautes pendant leur séjour dans l’espace et qu’ils ont influé sur le contrôle de la production de globules rouges jusqu’à un an après une mission de longue durée dans l’espace.
Cette découverte a plusieurs implications.
- Elle met en lumière la nécessité de dépister chez les astronautes ou les touristes de l’espace des problèmes sanguins ou de santé sur lesquels l’anémie aurait des conséquences.
- Elle précise les incidences possibles du phénomène sur des missions de plus longue durée vers la Lune et Mars, comme en fait foi une étude récente dirigée par l’équipe du Dr Trudel, qui révèle que plus la mission spatiale est longue, plus l’anémie est grave.
- Elle démontre que les astronautes devront adapter leur alimentation pour accroître leur production de globules rouges.
- Elle révèle qu’on ne sait pendant combien de temps le corps peut maintenir ce taux plus élevé de destruction et de production de globules rouges.
Les résultats de l’étude MARROW serviront également à atténuer les effets de l’inactivité physique chez les personnes âgées, les personnes à mobilité réduite ou en réadaptation, de même que les patientes et patients alités.
Des découvertes applicables sur Terre
Bien des patientes et patients en réadaptation du Dr Trudel sont anémiques après une longue maladie qui a limité leurs mouvements, et l’anémie mine leur capacité de faire de l’exercice et de se rétablir. Le repos au lit provoque l’anémie, mais personne ne sait pourquoi. Le Dr Trudel pense que le mécanisme de l’anémie spatiale pourrait offrir une piste de réponse. Son équipe se penchera sur la question dans de prochaines études sur le repos au lit sur Terre.
« Ces découvertes sont spectaculaires parce que ces mesures n’avaient jamais été prises auparavant et que nous n’avions aucune idée si nous allions trouver quoi que ce soit. Nous avons été surpris et récompensés pour notre curiosité. Si nous pouvons mettre le doigt sur ce qui cause cette destruction des globules rouges, nous pourrons peut-être la traiter ou la prévenir tant chez les astronautes que chez les patientes et patients ici sur Terre », conclut-il.
Non seulement les résultats de l’étude MARROW s’appliqueront au voyage dans l’espace et aux missions à venir, mais ils serviront à atténuer les effets de l’inactivité physique chez les personnes âgées, les personnes à mobilité réduite ou en réadaptation, de même que les patientes et patients alités.
Pour en savoir plus sur l’étude MARROW, lisez l’article sur la participation à l’étude de l’astronaute de l’Agence spatiale canadienne David Saint-Jacques et l’article publié dans le bulletin Tabaret de l’Université d’Ottawa.
Cette étude était financée par l’Agence spatiale canadienne. L’Institut de recherche de l’Hôpital d’Ottawa et la Faculté de médecine de l’Université d’Ottawa ont l’aussi appuyée par le truchement du programme Excelerator du groupe de recherche translationnelle Blueprint.
L’article Hemolysis contributes to anemia during long-duration space flight[i1] , de Guy Trudel, Nibras Shahin, Timothy Ramsay, Odette Laneuville et Hakim Louati, a été publié dans Nature Medicine le 14 janvier 2022.
Personnes-ressources pour les médias
Amelia Buchanan
Institut de recherche de l’Hôpital d’Ottawa
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Paul Logothetis
Université d’Ottawa
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Isabelle Mailloux
Université d’Ottawa
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