Tout ce que nous savons de l’étude de la NASA sur les astronautes jumeaux

Les jumeaux Mark et Scott Kelly ont été choisis par la NASA pour être astronautes en 1996 car les frères avaient tous les deux une grande expérience en tant qu'aviateurs de la marine. Les jumeaux étaient de très bons astronautes — ils enchaînaient les missions sur la navette spatiale américaine et la Station Spatiale Internationale (ISS) — mais l’agence a attendu plusieurs décennies avant d'exploiter l'opportunité scientifique unique que représentent ces jumeaux parfaitement identiques.

Cette idée est arrivé à terme avec la création du NASA Twins Study, un programme d'étude intégré à la mission d’un an de Scott Kelly à bord de l’ISS. De mars 2015 à mars 2016, les jumeaux Kelly ont subi des procédures médicales et des tests, à la fois dans l’espace et sur Terre. Le Mark terrestre agissait comme groupe-contrôle d’un Scott exposé aux effets de l’espace.

Le but était d’étudier les effets génétiques, physiques et cognitifs d’un voyage spatial sur le corps humain en surveillant le sang, les selles et des échantillons de peau des jumeaux, mais aussi leurs états physique et mental.

Un aperçu complet des résultats de l’Étude sur les Jumeaux a été publié le mois dernier dans la revue Science. Bien que des résultats préliminaires de l’expérience aient été publiés avant cela, ce nouvel article édition confirme les conclusions du Twins Study sur l'état spatial de Scott Kelly.

Des dizaines d’auteurs ont contribué à l'étude dirigée par Francine E. Garrett-Bakelman, professeur adjoint en médecine, biochimie et génétique moléculaire à l’université de Virginie.

« Les résultats dressent un portrait des adaptations moléculaires, physiologiques, et comportementales du corps humain lors de vols spatiaux prolongés, et sont importants pour chaque astronaute et pour beaucoup de groupes de la NASA » écrit l’équipe dans l’article.

« Ces données peuvent être utiles immédiatement aux chercheurs et aux groupes qui travaillent sur de futures missions aérospatiales humaines dans le monde entier. »

Voici les grandes conclusions du nouvel essai, qui désigne Scott Kelly sous le terme « objet de vol TW » et de Mark Kelly comme le « sujet terrestre » HR.

L’œil humain est particulièrement sensible à la microgravité au sein de l’ISS. Des reflux de fluides causés par l’environnement en basse gravité ont modifié la forme des globes oculaires de Scott Kelly. Son nerf optique s'est également épaissi pour compenser la microgravité.

À cause de cela, Kelly a subi des problèmes de vision temporaires. Il a retrouvé sa vue d'antan après son retourné sur Terre.

Les auteurs ont relevé de grandes différences entre les processus épigénétiques des jumeaux, ce qui veut dire que les frères Kelly ont « activé » et « désactivé » différents gènes par intermittence pendant l’étude. Par exemple, les gènes qui régulaient le système immunitaire de Scott Kelly ont été activés pour l’acclimater à l'habitat étrange qu'est l’ISS, tandis que l’expression des gènes de régulation du système immunitaire de Marc Kelly sur Terre est restée sensiblement la même.

L’article a également confirmé que le vol spatial avait rallongé les télomères de Scott Kelly, c’est-à-dire l'extrémité de ses chromosomes. Comme des télomères plus longs sont associées à une durée de vie allongée, l’environnement au sein de l’ISS pourrait être idéal pour comprendre le processus de vieillissement et même les technologies anti-vieillissement.

Le modèle génétique de Scott Kelly est largement revenu à la normale six mois après son retour sur Terre. Ses télomères se sont raccourcis pour revenir à leur longueur pré-séjour spatial.

Les jumeaux Kelly ont obtenu des scores similaires à des tests de capacités cognitives réalisés avant les vols, ainsi que pendant les premiers mois de l’expérience. Ces examens comprenaient des tâches d'’entraînement à la reconnaissance visuelle d’objets, qui sollicitent la mémorisation et la recollection des formes, et des tests de reconnaissance affective, qui comprennent l’identification d’émotions basiques sur des images de visages.

Pendant la deuxième moitié du séjour spatial de Scott Kelly et ses premiers mois de retour sur Terre, sa rapidité et sa précision ont diminué dans certains de ces tests.

« Une mission d'une telle durée pourrait affecter de façon négative les performances cognitives après le vol, ce qui pourrait avoir des conséquences sur la sécurité des opérations lors de la mission (par exemple, après un atterrissage sur Mars) », écrit l’équipe.

Le corps de Scott Kelly n'a pas été affecté de manière significative ou permanente par l'espace. Cela ne veut pas dire que nous sommes prêts à envoyer des humains sur Mars pour autant.

En acceptant de jouer aux cobayes pendant des années, les jumeaux Kelly ont permis aux scientifiques de mieux identifier les défis médicaux posés par les séjours spatiaux. Cependant, il faudra beaucoup d'autres travaux de ce genre pour nous assurer que l’être humain peut survivre aux violences des voyages spatiaux de longue durée — surtout quand la Terre n’est plus visible par les hublots de la station.