Les virus, y compris ceux qui infectent les bactéries, se comportent différemment dans l’environnement en apesanteur de l’espace, accélérant potentiellement l’évolution et révélant de nouvelles stratégies pour lutter contre les infections résistantes aux antibiotiques sur Terre. Des chercheurs de l’Université du Wisconsin-Madison ont récemment publié des résultats dans PLOS Biology démontrant que la microgravité modifie l’interaction entre les virus (bactériophages) et les bactéries, retardant ainsi l’infection et entraînant des changements génétiques uniques. Cette recherche n’est pas seulement théorique ; cela a des implications pratiques à la fois pour les voyages spatiaux et la médecine terrestre.
Les défis uniques de la vie microbienne dans l’espace
La Station spatiale internationale (ISS) fonctionne comme un écosystème fermé, où le comportement microbien peut différer considérablement de celui de la Terre. L’étude de ces différences est essentielle, car les missions spatiales de longue durée exposeront les astronautes à des agents pathogènes en évolution. L’étude s’est concentrée sur les bactériophages – des virus qui infectent spécifiquement les bactéries – et leur hôte, Escherichia coli (E. coli), dans des conditions contrôlées à la fois sur l’ISS et sur Terre.
L’expérience, menée à partir d’échantillons scellés à bord du vaisseau spatial Cygnus, a révélé une différence clé : la microgravité ralentit le taux d’infection initial. Il ne s’agit pas d’un simple retard ; l’environnement modifie la façon dont les phages et les bactéries interagissent à un niveau fondamental. Les chercheurs émettent l’hypothèse que le manque de mélange de fluides en apesanteur réduit les rencontres entre le virus et son hôte, tandis que le stress induit par la microgravité peut altérer les défenses bactériennes.
Evolution sous pression : la microgravité entraîne des mutations uniques
Après 23 jours en orbite, les génomes viraux ont présenté des mutations jamais observées dans les expériences terrestres. Ces mutations ont spécifiquement affecté les gènes liés à la structure du phage et à l’interaction avec l’hôte, ce qui suggère que la microgravité sélectionne différentes voies évolutives. Ceci est significatif car les mutations « gagnantes » dans l’espace différaient fortement de celles sur Terre.
Pour tester si ces phages évolués dans l’espace pouvaient surmonter la résistance aux antibiotiques, l’équipe les a exposés à des souches uropathogènes d’E. coli, connues pour leur résistance aux médicaments. Les résultats ont été saisissants : les phages adaptés en microgravité tuaient efficacement les bactéries résistantes. Cela suggère que l’évolution spatiale peut produire de nouveaux outils thérapeutiques.
Implications pour la médecine terrestre
Les découvertes ne se limitent pas aux voyages spatiaux. Les chercheurs ont exploité une technique appelée analyse mutationnelle profonde, identifiant plus de 1 600 variantes génétiques dans le génome du phage. Les mutations les plus réussies en microgravité ont ensuite été transformées en phages et testées contre des bactéries résistantes, prouvant ainsi leur efficacité. Cela met en évidence une voie potentielle pour développer de nouvelles thérapies phagiques pour lutter contre la résistance aux antibiotiques – une crise sanitaire mondiale croissante.
“Ce que nous avons découvert dans l’étude, c’est que les phages mutants enrichis en microgravité pouvaient traiter les bactéries uropathiques et les tuer. Cela nous indique donc qu’il y a quelque chose dans la condition de microgravité qui la rend pertinente pour traiter les agents pathogènes sur Terre.” — Dr Srivatsan Raman, Université du Wisconsin-Madison
L’avenir de la biologie spatiale
Bien que prometteurs, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Mener des expériences dans l’espace est un défi logistique, nécessitant des protocoles stricts de la NASA et des tailles d’échantillon limitées. Les chercheurs soulignent également la nécessité d’étudier comment les microbiomes humains s’adaptent aux vols spatiaux à long terme, car ces changements pourraient présenter des risques inconnus.
L’étude souligne que les microbes ne sont pas statiques dans l’espace ; ils évoluent rapidement et de manière inattendue. Les mêmes pressions sélectives qui déterminent l’adaptation en orbite pourraient potentiellement exacerber la résistance aux médicaments ou accroître la virulence sur Terre. Une surveillance continue de l’évolution microbienne dans l’espace est donc cruciale. En fin de compte, l’environnement unique de la microgravité offre une plate-forme précieuse, quoique complexe, pour comprendre la dynamique de l’évolution virale et développer de nouveaux outils pour lutter contre les maladies infectieuses.
