Les astronautes pourraient avoir du mal à se reproduire dans l’espace, suggère une étude – qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir de la colonisation spatiale ?

Lorsqu’il s’agit d’une fécondation réussie, l’apesanteur signifie zéro gibier, suggère une nouvelle étude. En examinant les spermatozoïdes et les ovules en microgravité simulée, les scientifiques ont découvert que cet environnement entravait la navigation des spermatozoïdes, la fécondation et le développement des embryons, posant ainsi de sérieux défis pour l’avenir de la colonisation spatiale.

Cette étude sur l’homme, la souris et le porc, publiée jeudi 26 mars dans la revue Biologie des communicationsa révélé que les spermatozoïdes étaient désorientés, que les œufs de souris avaient moins de fécondations réussies et que les embryons de porc connaissaient des retards de développement, tous dus à la microgravité.

Les résultats ont de grandes implications pour la construction d’une présence humaine durable hors Terre. Le long terme colonies prévues pour la lune et Mars dépendent non seulement du maintien en vie des astronautes, mais aussi de la possibilité pour les humains de s’y reproduire.

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Sperme en microgravité

Des études antérieures ont montré que la microgravité peut altérer la production d’œstrogènes et diminution du nombre de spermatozoïdes chez la souris. Mais ce qui se passe au niveau cellulaire lorsque les spermatozoïdes et les ovules flottent en apesanteur reste flou.

Pour simuler la microgravité, les chercheurs ont utilisé un appareil appelé clinostat, qui fonctionne « en faisant tourner continuellement des cellules ou des échantillons dans plusieurs directions, rendant essentiellement aléatoire la direction de l’attraction gravitationnelle si rapidement que les cellules n’ont jamais la chance de s’installer ou de s’orienter ». Nicole McPhersonun chercheur qui dirige le groupe de biologie des spermatozoïdes et des embryons à l’Institut de recherche Robinson de l’Université d’Adélaïde et auteur principal de l’étude, a déclaré à Live Science par e-mail. « Du point de vue de la cellule, il n’y a pas de « haut » ou de « bas » cohérent, elle subit une sorte de chute libre continue, qui imite fidèlement ce que vivent les cellules vivantes en apesanteur de l’espace. »

Avec leur simulateur spatial, les chercheurs ont ajouté du sperme humain et de souris dans de petits labyrinthes conçus pour imiter l’appareil reproducteur féminin. Dans les deux cas, moins de spermatozoïdes ont réussi à naviguer dans le labyrinthe en microgravité par rapport aux spermatozoïdes qui se sont déplacés dans le labyrinthe terrestre. pesanteur.

« De nombreuses protéines présentes dans les spermatozoïdes agissent comme des mécanocapteurs, de minuscules dispositifs moléculaires qui détectent les forces physiques », a déclaré McPherson. « Supprimez la force de gravité et il va de soi que ces capteurs seraient éjectés, perturbant la capacité des spermatozoïdes à s’orienter et à naviguer. »

Dans des conditions normales, avec l’attraction gravitationnelle de la Terre, l’appareil reproducteur féminin libère l’hormone progestérone après l’ovulation comme signal chimique pour aider les spermatozoïdes à naviguer vers l’ovule, a déclaré McPherson. Pour tenter d’augmenter les chances que les spermatozoïdes humains atteignent l’ovule en microgravité, les chercheurs ont ajouté cette hormone au système.

« Cela a aidé dans une certaine mesure, mais les concentrations nécessaires pour produire un effet étaient beaucoup plus élevées que celles qui se produiraient naturellement dans l’appareil reproducteur féminin », a déclaré McPherson.

En théorie, de fortes doses de progestérone pourraient être administrées, mais McPherson a averti que des recherches supplémentaires sur la sécurité et l’efficacité sont nécessaires avant que cette hormone puisse être prescrite comme stimulateur de fertilité pour les voyageurs spatiaux.

Réduction de la fécondation et des retards de développement

Ensuite, les chercheurs ont étudié la fécondation et le développement embryonnaire des œufs de souris et de porc. La fécondation réussie était 30 % inférieure pour les œufs de souris et environ 15 % inférieure pour les œufs de porc en microgravité simulée, par rapport à la gravité terrestre.

Six jours après l’insémination, les embryons de porc présentaient des signes de retard de développement. « Après la fécondation, l’embryon doit encore s’implanter dans la paroi utérine », un processus qui utilise des signaux gravitationnels pour fonctionner, a déclaré McPherson. « Ensuite, les cellules de l’embryon doivent s’organiser correctement pour finalement former chaque organe du corps, soutenu par un placenta qui doit fonctionner correctement pendant toute la durée de la grossesse. La microgravité a le potentiel de perturber l’une ou l’ensemble de ces étapes. »

Bien que ces résultats posent des défis importants pour l’avenir de la colonisation spatiale, ils donnent également aux scientifiques une meilleure idée de la manière dont la gravité affecte le développement de la vie sur Terre.

« À partir du moment où un spermatozoïde commence son voyage jusqu’au moment où un embryon commence à se développer, la gravité semble jouer un rôle que nous commençons seulement à découvrir », a déclaré McPherson. « La gravité n’est pas seulement une toile de fond à la vie, elle est profondément ancrée dans les processus biologiques qui la créent. »

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