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Jul 28, 2023

Nrf2 atténue les vols spatiaux

Communications Biology volume 6, Numéro d'article : 875 (2023) Citer cet article 308 Accès 4 Détails d'Altmetric Metrics Les stress liés aux vols spatiaux ont un impact sur la santé via divers systèmes corporels, notamment

Biologie des communications volume 6, Numéro d'article : 875 (2023) Citer cet article

308 accès

4 Altmétrique

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Le stress lié aux vols spatiaux a un impact sur la santé via divers systèmes corporels, notamment les systèmes hématopoïétique et immunitaire, avec des effets allant d'altérations modérées de l'homéostasie à des maladies graves. Le stress oxydatif semble être impliqué dans ces changements, et le facteur de transcription Nrf2, qui régule l'expression d'un ensemble de gènes cytoprotecteurs et antioxydants de réponse au stress, a été impliqué dans la réponse aux stress induits par les vols spatiaux. Ici, nous montrons, grâce à des analyses de souris du projet MHU-3, dans lesquelles des souris knock-out pour Nrf2 ont voyagé dans l'espace pendant 31 jours, que les souris dépourvues de Nrf2 souffrent plus sérieusement d'immunosuppression induite par les vols spatiaux que les souris de type sauvage. Nous avons découvert qu'un vol spatial d'un mois déclenchait l'expression de gènes marqueurs de l'inflammation tissulaire chez des souris de type sauvage, un effet encore plus prononcé en l'absence de Nrf2. Parallèlement à l'induction de conditions inflammatoires, la consommation de facteurs de coagulation-fibrinolytiques et de plaquettes a été élevée par les vols spatiaux et encore accélérée par le déficit en Nrf2. Ces résultats soulignent que Nrf2 atténue l’inflammation induite par les vols spatiaux, l’immunosuppression ultérieure et la microangiopathie thrombotique. Ces observations révèlent une nouvelle stratégie pour soulager les problèmes de santé rencontrés lors des vols spatiaux.

Des études récentes sur la biologie des vols spatiaux ont permis de mieux comprendre que dans des conditions environnementales inhabituelles, telles que les conditions extrêmes de rayonnement et de microgravité dans l'espace, les animaux souffrent de diverses perturbations physiopathologiques. Pour préparer la prochaine ère des voyages spatiaux prolongés, une évaluation précise de l’impact des voyages spatiaux sur le corps humain devient cruciale. La dose d'exposition aux rayonnements lors d'un séjour à la Station spatiale internationale (ISS) est estimée à 150 mSv/an1, soit 70 fois plus élevée que la dose moyenne au Japon. Une irradiation persistante à faible dose provoque l’accumulation d’espèces réactives de l’oxygène (ROS)2,3,4. Compte tenu des nombreuses preuves d’une inflammation cellulaire déclenchée par les ROS et d’un dysfonctionnement immunitaire ultérieur5, la régulation du métabolisme des ROS semble être l’une des stratégies les plus bénéfiques pour protéger l’organisme des radiolésions persistantes lors des voyages dans l’espace.

La microgravité provoque des altérations de la distribution des fluides dans le corps. Bien que les changements progressifs de la pression artérielle soient bien contrôlés lorsque le corps est en position verticale sous une gravité normale, ce gradient devient uniforme dans tout le corps dans l’espace, ce qui exerce une pression sur le système cardiovasculaire central6,7. Cela provoque un déplacement de fluide, provoque une élévation significative de la pression microvasculaire dans le compartiment central et la tête, et provoque des symptômes dans le système nerveux central par le biais d'une hypertension intracrânienne8. Notamment, des études antérieures ont révélé que le volume global de plasma circulant est réduit pendant les vols spatiaux, ce qui entraîne une augmentation des paramètres des globules rouges (GR) en raison de l'hémoconcentration9, tandis que la destruction des globules rouges est accélérée par le stress des vols spatiaux10. L’état polycythémique s’inverse progressivement grâce à l’adaptation hématopoïétique à la microgravité lors d’un séjour dans l’espace11. En revanche, du fait de la redistribution des fluides lors de l’adaptation à la gravité du sol, les astronautes revenant de l’espace développent une véritable anémie12.

Il a été démontré qu’en plus du rayonnement cosmique, les altérations de la gravité génèrent également des ROS dans les cellules13, ce qui peut conduire à l’initiation et à la progression d’une inflammation5. Prises ensemble, ces observations issues d'études de biologie spatiale soutiennent l'idée selon laquelle le stress mécanique induit par la microgravité et le stress oxydatif induit par les radiations convergent pour affecter le corps, et l'impact combiné de ces deux stress peut entraîner des séquelles après la mission spatiale, comme un taux d’incidence plus élevé de maladies cardiovasculaires14, de maladies neuro-oculaires15 et/ou d’hémolyse persistante10.