Sur la Station Spatiale Internationale (ISS), un laboratoire unique en orbite à 400 kilomètres au-dessus de nos têtes, une nouvelle ère de recherche scientifique est sur le point de commencer avec l'arrivée de la mission NASA SpaceX Crew-11. L'équipage, composé d'astronautes et de scientifiques expérimentés, mènera une série d'expériences révolutionnaires qui pourraient remodeler la médecine, la nutrition et notre compréhension de la vie au-delà de la Terre. Au cœur de leur mission, qui durera plusieurs mois, se trouvent des études allant de la production de masse de cellules souches au développement d'alternatives aux antibiotiques et à la culture de plantes en apesanteur. Ces efforts ne sont pas seulement cruciaux pour les futures missions de longue durée sur la Lune et Mars, mais promettent également des avantages significatifs pour l'humanité sur notre planète.

L'équipage est composé des astronautes de la NASA Zena Cardman, qui assumera le rôle de commandante de la mission, et Mike Fincke, pilote expérimenté et vétéran des vols spatiaux, ainsi que de l'astronaute de l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA), Kimiya Yui. Pour Cardman, une géobiologiste ayant de l'expérience dans les expéditions en Antarctique, il s'agit de son premier vol spatial, tandis que Fincke a passé près de 400 jours en orbite lors de trois missions précédentes. Yui, ancien pilote et colonel de la Force aérienne d'autodéfense japonaise, retourne également à la station après son premier séjour en 2015. Leur combinaison d'expertise scientifique et d'expérience de vol en fait une équipe idéale pour mener à bien les tâches scientifiques complexes qui les attendent.

Révolution dans la médecine régénérative : La culture de cellules souches dans l'espace

L'une des expériences les plus ambitieuses de la mission Crew-11 est StemCellEx-IP1, visant à utiliser la microgravité pour la production de masse de cellules souches pluripotentes induites (CSPI). Ces cellules, créées par la reprogrammation de cellules de la peau ou du sang, ont l'incroyable capacité de se transformer en n'importe quel type de cellule du corps. Cela en fait une pierre angulaire de la médecine régénérative avec le potentiel de traiter des maladies telles que la maladie de Parkinson, le diabète, les maladies cardiaques et les lésions de la moelle épinière. Cependant, sur Terre, leur production est limitée. En raison de la gravité, les cellules sont cultivées en couches 2D, ce qui rend difficile l'obtention des grandes quantités nécessaires pour une application clinique.

Dans l'apesanteur de la station spatiale, les cellules peuvent se développer librement en trois dimensions, formant des agrégats sphériques. Les chercheurs espèrent que cette culture en 3D permettra de produire jusqu'à 1000 fois plus de cellules que ce qui est possible sur Terre. Outre la quantité, une amélioration de la qualité des cellules est également attendue, ce qui les rendrait plus adaptées à un usage thérapeutique. Le succès de cette expérience pourrait ouvrir la porte à la médecine personnalisée, où les propres cellules d'un patient pourraient être utilisées pour créer des tissus et des organes de remplacement, minimisant ainsi le risque de rejet. Cela représente un potentiel incroyable pour améliorer la vie et trouver des remèdes à des maladies aujourd'hui considérées comme incurables.

Lutte contre les superbactéries : Les phages comme alternative aux antibiotiques

Un séjour de longue durée dans l'espace comporte de nombreux risques pour la santé, et l'un des plus graves est la menace d'infections bactériennes. Des études antérieures ont montré que certaines bactéries deviennent plus virulentes et se développent plus rapidement en microgravité, tandis que l'efficacité des antibiotiques diminue. Ce problème, ainsi que la menace mondiale de la résistance croissante aux antibiotiques sur Terre, a incité les scientifiques à rechercher des solutions alternatives.

C'est là qu'intervient l'enquête Genes in Space-12, un projet conçu par des lycéens, Isabelle Chuang et Julia Gross. Leur expérience étudiera l'interaction entre des bactéries spécifiques et des bactériophages – des virus qui infectent et détruisent naturellement les bactéries. Les phages, comme on les appelle communément, sont considérés comme une alternative prometteuse aux antibiotiques. L'objectif de cette recherche est de déterminer comment la microgravité affecte la capacité des phages à éliminer les bactéries. S'il s'avère que les phages sont également efficaces dans l'espace, cela pourrait réduire considérablement la dépendance aux antibiotiques lors des futures missions sur la Lune et Mars. De plus, les phages produits dans l'espace pourraient avoir des propriétés uniques qui pourraient être exploitées pour développer de nouvelles thérapies pour lutter contre les superbactéries ici sur Terre, révolutionnant ainsi la manière dont nous gérons les infections bactériennes.

Une alimentation durable pour les futurs explorateurs de l'espace

La nutrition est un facteur clé pour la santé des astronautes, mais fournir des aliments frais et nutritifs lors de missions de plusieurs années, comme un voyage vers Mars, représente un défi logistique énorme. Les vitamines et autres nutriments contenus dans les aliments préemballés perdent de leur efficacité avec le temps, ce qui peut entraîner de graves problèmes de santé, comme le scorbut causé par une carence en vitamine C. L'expérience BioNutrients-3 s'appuie sur des recherches antérieures dans le but de développer un système de production de nutriments "à la demande".

L'idée est d'utiliser des micro-organismes génétiquement modifiés, tels que la levure et les bactéries, qui peuvent rester dormants pendant des années, puis être activés au besoin pour produire des nutriments frais. L'équipage de Crew-11 testera la production de yaourt et d'une boisson à base de levure. Un accent particulier est mis sur la sécurité alimentaire. Le système comprend une capacité de pasteurisation pour détruire les micro-organismes indésirables, ainsi qu'un capteur appelé E-Nose (nez électronique) qui peut "sentir" les agents pathogènes potentiels. Il y a aussi des indicateurs de pH qui montrent visuellement la progression de la fermentation par un changement de couleur. Une partie particulièrement intéressante de la recherche est le test du "passage de yaourt" – une méthode où une petite partie du yaourt fini est utilisée pour démarrer une nouvelle culture, similaire à l'entretien d'un levain. Cette approche durable pourrait éliminer les soucis de durée de conservation et réduire considérablement la masse de la cargaison qui doit être lancée depuis la Terre.

Les fondements de la vie en apesanteur : Le mystère de la division cellulaire végétale

La capacité de cultiver sa propre nourriture est cruciale pour l'autosuffisance des futures colonies spatiales sur la Lune ou sur Mars. Bien que les astronautes de l'ISS aient déjà réussi à cultiver plusieurs types de salades et de légumes, les processus fondamentaux qui régissent la croissance des plantes dans l'espace ne sont pas encore entièrement compris. Une enquête menée par la JAXA, intitulée Plant Cell Division, explorera en profondeur les bases de la biologie végétale.

Cette expérience étudiera comment la microgravité affecte la division cellulaire, le processus fondamental de croissance de tout organisme. Les scientifiques observeront des algues vertes et des cellules de tabac en culture, qui se divisent extrêmement rapidement, ce qui en fait des modèles d'observation idéaux. À l'aide d'un microscope confocal avancé à bord de la station, l'équipage suivra en temps réel la division cellulaire et la formation des structures microtubulaires qui sont essentielles à ce processus. Comprendre comment les plantes s'adaptent à l'absence de signal gravitationnel, qui sur Terre dirige la croissance des racines vers le bas et des tiges vers le haut, est essentiel pour développer des méthodes efficaces d'agriculture spatiale. Les connaissances issues de cette recherche pourraient également aider à optimiser la production agricole sur Terre.

L'ISS comme tremplin pour l'avenir

La Station Spatiale Internationale, qui accueille sans interruption des équipages humains depuis près de 25 ans, est plus qu'un laboratoire scientifique ; c'est une plateforme essentielle pour préparer l'humanité à la prochaine grande étape de l'exploration spatiale. Chacune des expériences qui seront menées par l'équipage de Crew-11 fait partie d'un puzzle plus vaste qui rend réalisables le programme Artemis de la NASA et les futures missions vers Mars. Les solutions aux problèmes médicaux, la production alimentaire durable et la compréhension des processus biologiques fondamentaux dans l'espace sont les fondations sur lesquelles sera construite une présence humaine à long terme au-delà de la Terre.

En même temps, l'ISS encourage le développement d'opportunités commerciales en orbite terrestre basse. La collaboration avec des entreprises privées comme SpaceX assure non seulement le transport des équipages et du fret, mais ouvre également la voie à une nouvelle économie dans l'espace. Les recherches menées sur la station, de la pharmacie aux matériaux, ont un énorme potentiel commercial. De cette manière, l'ISS sert de pont entre les réalisations d'aujourd'hui et un avenir où l'espace sera plus accessible, et la portée de l'humanité s'étendra plus profondément dans le système solaire.

Source : NASA