Les astronautes évoluent dans un environnement de microgravité, un état fascinant qui modifie considérablement le corps humain. Les effets de la microgravité sont variés, allant de changements physiologiques à des adaptations cellulaires. Récemment, des recherches ont mis en lumière un potentiel thérapeutique des effets de la microgravité sur les cellules souches humaines.
Les impacts de la microgravité sont fascinants et parfois surprenants. Par exemple, on observe une redistribution des fluides corporels : le cerveau semble « flotter », les muscles s’atrophient, et les veines se dilatent, tandis que les visages des astronautes peuvent sembler bouffis.
Une question cruciale demeure : comment ces conditions affectent-elles notre cœur ? En microgravité, le cœur n’a pas besoin de fournir autant d’efforts pour faire circuler le sang. Au fil du temps, cela peut entraîner une augmentation de l’épaisseur des vaisseaux sanguins et une diminution de leur élasticité, ce qui pourrait accroître le risque de maladies cardiaques.
Cependant, au-delà de ces effets indésirables, des scientifiques explorent désormais les effets potentiellement bénéfiques des voyages spatiaux sur la santé cardiaque humaine.
Des études ont montré que la microgravité simulée en laboratoire a des impacts différents sur les cellules cardiaques progénitrices, selon leur âge. Ces cellules, véritables ancêtres des cellules souches, ont la capacité de se différencier en plusieurs types cellulaires.
D’autres recherches, menées sur des cellules embryonnaires de souris, ont révélé que les conditions simulant des vols spatiaux favorisent la différenciation rapide des cellules souches en cellules musculaires cardiaques.
Dans ce contexte, une équipe de chercheurs de l’Université de Loma Linda en Californie s’est penchée sur la possibilité d’utiliser ces cellules souches modifiées pour la réparation cardiaque.
Pour ce faire, Jonathan Baio et ses collègues ont reproduit les changements moléculaires caractéristiques de la microgravité et ont examiné leurs effets sur le potentiel thérapeutique des cellules progénitrices cardiovasculaires.
Leurs résultats ont été publiés dans un numéro spécial d’une revue scientifique.
La Microgravité Influence la Signalisation du Calcium
Baio et son équipe ont simulé la microgravité pendant 6-7 jours à bord de la Station Spatiale Internationale, en cultivant des cellules progénitrices cardiaques néonatales pendant 12 jours dans le laboratoire national de la station.
Les chercheurs ont observé des changements dans l’expression des gènes, notant que la microgravité induisait des gènes typiquement associés à un stade antérieur du développement cardiovasculaire.
Après 30 jours, une enzyme, la protéine kinase dépendante du calcium, désignée C alpha, a été activée. Afin d’explorer davantage l’impact de l’induction calcique sur les cellules progénitrices cardiaques, les chercheurs ont procédé à une activation de cette protéine kinase sur Terre en augmentant la signalisation calcique.
Ces résultats ont amené les chercheurs à conclure que « manipuler la signalisation calcique sur Terre représente une nouvelle opportunité thérapeutique pour la réparation cardiaque basée sur les cellules ».
Implications des Résultats pour la Réparation Cardiaque
Les auteurs soulignent qu’il existe déjà des essais cliniques préliminaires utilisant des cellules souches cardiaques pour traiter des patients souffrant de cardiomyopathie ischémique ou faciliter la récupération après un infarctus.
Bien que ces essais montrent des résultats prometteurs, il arrive que les greffes de cellules échouent et le débat sur le type de cellule le plus approprié pour la greffe se poursuit.
« Ainsi, l’application des résultats des expériences en microgravité aux essais sur Terre pourrait aider à surmonter les limites des essais cliniques actuels utilisant des cellules progénitrices cardiaques pour la réparation cardiaque », écrivent les auteurs.
Baio et ses collègues concluent :
« [M]anipuler l’environnement gravitationnel des cellules progénitrices précoces peut révéler des mécanismes essentiels par lesquels ces cellules se développent. Ces idées pourraient être appliquées pour mieux comprendre le développement cardiovasculaire et améliorer les résultats des thérapies régénératives à base de cellules souches. »
Graham C. Parker, Ph.D., affilié à l’École de Médecine de l’Université Wayne State à Detroit, MI, et rédacteur en chef de la revue, commente également ces résultats.
Il déclare : « Ce document fournit une preuve de concept majeure pour le mariage des conceptions expérimentales spatiales et terrestres, et éclaire le développement thérapeutique cardiaque tant pour le vol spatial que pour les traitements sur Terre. »
Nouvelles Perspectives de Recherche en 2024
Avec l’avancée des technologies en 2024, de nouvelles études se concentrent sur les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces découvertes. Les chercheurs s’attachent à identifier des biomarqueurs spécifiques qui pourraient faciliter la sélection des patients pour des traitements à base de cellules souches, augmentant ainsi leur efficacité.
Des études récentes ont également mis en évidence l’importance de l’environnement cellulaire et de la signalisation intercellulaire dans la différenciation des cellules souches. En intégrant ces nouvelles données, il sera possible d’optimiser les protocoles de culture et de traitement, ouvrant la voie à des thérapies régénératives plus efficaces.
Enfin, l’utilisation de modèles précliniques plus avancés et la collaboration internationale dans la recherche spatiale pourraient propulser ces découvertes vers des applications cliniques concrètes, transformant ainsi la manière dont nous abordons la réparation cardiaque dans les années à venir.
