La médecine terrestre cherche des réponses dans l'espace

Un #CNESTweetup sur les études de santé menées très loin de la Terre

L'espace a des vertus méconnues. Car loin des activités de recherche autour de l'astronomie, de la cosmologie, c'est à des milliers de kilomètres de la terre que sont menées des études de santé, qui auront sans doute un impact sur la médecine de demain. Retour sur le Mardi de l'espace dédié à la recherche médicale.

L'espace a des vertus méconnues. Car loin des activités de recherche autour de l'astronomie, de la cosmologie, c'est à des milliers de kilomètres de la terre que sont menées des études de santé, qui auront sans doute un impact sur la médecine de demain.

Ce soir, les Mardis de l'espace accueillent Guillemette Gauquelin-Koch, responsable des sciences de la vie au CNES, et Stéphane Blanc, directeur du Département Ecologie, Physiologie et Ethologie au CNRS (Strasbourg).

Et c'est  Paul de Brem, journaliste scientifique qui introduit la soirée en plongeant l'auditoire dans le contexte : dans l'espace, "pas de gravité, ou presque... une micro-gravité. Et ses conséquences sur le corps humain : troubles cardiaques, altérations de la circulation sanguine, anomalies des métabolismes osseux et musculaires." Tant de perturbations qui intéressent la recherche médicale, et l'utilisation de sujets d'étude inattendus : les astronautes.

Guillemette Gauquelin-Koch nous rappelle alors qu'en apesanteur, l'homme n'a plus besoin ni d'os, ni de muscles. En conséquence, le système cardio-vasculaire s'adapte, et notamment le cœur. Cet organe, chef d'orchestre du corps humain, modifie sa façon de pomper le sang, aidé par l'action des hormones.

Astronaute au retour, tenu en position assise pour faire remonter le sang.
Une situation "résolue en deux à trois jours" précise Stéphane Blanc.

 

Deux situations intéressent particulièrement les chercheurs : le confinement et l'inactivité. Guillemette Gauquelin-Koch explique : "les fibres rapides (ndr : qui constituent les muscles de l'endurance) se transforment en fibres lentes (liées aux efforts brefs) : on parle d'atrophie musculaire. De la même façon, les astronautes subissent un vieillissement osseux accéléré, mais lui-aussi réversible."

En six mois, un astronaute en mission dans l'espace peut perdre jusqu'à 30% du calcium contenu dans ses os, alors qu'il faudrait plusieurs années pour voir cette même quantité diminuer sur Terre.  Et alors que ce processus est réversible en 6 mois pour un astronaute, le syndrome d'ostéoporose est bien étudié sur Terre mais ne peut qu'être traité par supplémentation en calcium et en vitamine D.


Trame osseuse

"Un gros problème pour aller sur Mars" déclare Paul de Brem, énonçant à voix haute cette idée que tout le monde se pose.

"Et quelles sont les répercutions de toutes ces constatations sur la médecine sur Terre?", poursuit le médiateur de la soirée. "Le gros problème, c'est la sédentarité", lui répond Stéphane Blanc. On s'aperçoit que de nombreuses maladies chroniques non transmissibles telles que l'obésité, certaines maladies cardio-vasculaires sont aussi liées à la sédentarité. Il serait donc possible de pallier aux effets du vieillissement en luttant contre ce mode de vie.

Depuis 50 ans, plusieurs protocoles d'exercices physiques ont été mis en place sur les cosmonautes pour lutter contre les méfaits de leur sédentarité forcée. Tous préconisent 1h30 à 2h d'activité physique par jour.

Lutte contre le vieillissement

Cependant à ce jour, aucune étude n'a porté sur l'absence d'exercice physique sur les astronautes. Un élément qui pourrait s'avérer très intéressant pour la recherche.

Alors Paul de Brem demande : "Y a t'il des effets bénéfiques démontrés de ce sport ?"

"Question délicate ..." lui répond Stéphane Blanc. Paul de Brem étouffe une exclamation de stupeur! Le sport n'aurait aucun bénéfice sur la santé des cosmonautes ?

En effet, les physiologistes ont toujours clamé haut et fort l'importance de faire de l'exercice pour une meilleure santé. Mais depuis peu, ces postulats sont controversés. En réalité, c'est le type même d'exercice physique qui sème la discorde. Car tous les efforts n'ont pas le même coût énergétique. De plus, les astronautes en mission sur la station mangent moins, pour un effort plus intense.

 

 

Stéphane Blanc poursuit son raisonnement, suite à quelques notes du pianiste. "La sédentarité est la principale cause de mortalité sur Terre. Elle cause autant de morts que le tabagisme chaque année. En 2012, 15 % de la population mondiale était obèse alors que ce chiffre était de 8 % il y a 15 ans."

Le parallèle est évident : une augmentation des lipides sanguins et une résistance à l'insuline a été mise en évidence chez les cosmonautes. Pourtant, le scientifique nuance ses propos : l'obésité est conséquente à plusieurs facteurs. Il ne faut pas aller trop vite.

Cette discussion suscite la première question de l'auditoire:
"A t-on envisagé un traitement utilisant l'électrostimulation, les catécholamines ou encore les proconvulsivants pour remédier au manque d'activité?"

Des études ont été menées chez le rat en ce qui concerne les catécholamines et les proconvulsivants, répond Stéphane Blanc... Or, l'espace modifie la métabolisation des médicaments : le sang est distribué différemment et le foie prend un rôle plus important. Ainsi, les résultats ne sont pas informatifs.

En ce qui concerne l'électrostimulation, cette technique a été testée par les américains, sans convaincre : les chercheurs ont constaté un maintien de la masse, mais pas de la force musculaire.

 

 

Paul de Brem souhaite s'intéresser d'avantage aux recherches menées sur Terre, et visant à reproduire les conditions de vie des astronautes. "En quoi consistent les expériences de bedrest ?"

Les campagnes de bedrest, comme celles menées par le MEDES à Toulouse, cherchent à mimer les effets de l'apesanteur sur l'organisme, explique Guillemette Gauquelin-Koch. Des hommes et des femmes sont alités, les jambes légèrement surélevées pendant 2 à 3 mois. Ils subissent alors une série d'examens (prises de sang, échographies, IRM) et ont une hygiène de vie très encadrée, notamment en ce qui concerne leurs repas. Des kinésithérapeutes viennent les masser quotidiennement.

Actuellement on s'intéresse également aux expériences de centrifugation (ce qui provoque quelques rires amusés dans le public). Oui, comme le précise Stéphane Blanc, la centrifugation est un outil permettant aux astronautes de s’entraîner aux phases d'accélération et de décélération. Ainsi, les chercheurs peuvent étudier toutes les étapes de l'ascension jusqu'en orbite jusqu'au retour des astronautes, et même leur récupération. Les effets de la gravité sur l'organisme sont étudiés plus rapidement, et dans des conditions très proches de la réalité.

Guillemette signale aux intéressés qu'une nouvelle campagne de deux mois de bedrest sera menée en 2015 ! Cette étude sera l'occasion de tester le resvératrol, une molécule issue de la vigne, qui passionne les chercheurs depuis qu'elle a montré son intérêt en favorisant la perte de poids et l'amélioration de la qualité musculaire chez la souris.

Sur l'homme, ses effets sont encore contestés car une dose équivalente à la consommation de 28 litres de vin par jour serait nécessaire pour constater les mêmes effets.

Stéphane Blanc s'intéresse à cette molécule et son utilisation en apesanteur. Le resvératrol permettrait de contrecarrer la perte musculaire sans affecter le métabolisme. Le protocole de bedrest qui sera conduit à Toulouse en 2015 inclus un protocole nutritif composé d'un mélange de polyphénols (thé vert, tomate, agrumes), connus pour leurs bienfaits similaires au resvératrol. Un espoir qui remplacerait les 2 heures de sports quotidiennement effectuées par les astronautes sur l’ISS par un seul comprimé !

Ces dernières informations animent le public et les commentaires se font entendre. Un comprimé pour perdre du poids et prendre du muscle ? Comment ne pas être séduit ? Le pianiste interrompt les discussions avec quelques notes musicales ...

 

"La vie en sous-marin serait-elle un bon milieu d'étude pour les chercheurs?"

 

 

 

"Pour revenir à l'exploration de Mars : Comment les astronautes s'y préparent ?"

Il est vrai que pour l'instant, le maximum de temps passé en apesanteur par un homme s'élève à 437,7 jours, record détenu par Valeri Polyakov, parti le 8 janvier 1994 (Soyouz TM-18).

L'avantage avec Mars, c'est que les astronautes qui s'y rendront pourront bénéficier de la gravité de cette planète. Une "pause" pour leur organisme dans cette longue expédition.

Quant aux éventuels accidents qui pourraient survenir lors de la mission... pour le moment, peu de réponses !

 

 

 

"Et concrètement, y a-t-il eu des répercussions de la recherche spatiale sur l'avancée de la médecine terrestre ?"

Pour l'instant, très peu d'expériences ont pu être menées dans la station spatiale internationale. Les seuls matériaux étudiés ont été fixés et congelés en orbite pour être analysés sur Terre.

Des études sur le vieillissement démontrent une influence de la gravité sur la prolifération des cellules. Mais de nombreux systèmes du corps humain et domaines de recherche sont concernés.

Les maux de la Terre trouveront-ils un jour leur remède dans l'espace ? Ce soir, les chercheurs invités aux Mardis de l'espace ont su alimenter de nouveaux rêves et projets chez un public toujours aussi passionné.