Des astronautes de la NASA sont sur le point d’identifier des micro-organismes inconnus, se développant dans l’espace.

En général, la Station spatiale internationale (ISS) est un endroit assez propre. Mais forcément, là où il y a des gens, il y a également des micro-organismes. Et lorsque vous êtes enfermés dans une immense « boîte métallique » à quelques 400 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, il est important de savoir quels micro-organismes y évoluent.

Actuellement, la seule façon de tester les contaminants de la station spatiale est de recueillir des échantillons et de les renvoyer sur Terre. « Nous avons eu une contamination dans certaines parties de la station, où des champignons ont été observés, mais nous ne saurons pas de quoi il s’agit tant que l’échantillon n’est pas envoyé en laboratoire », explique la microbiologiste Sarah Wallace, de la NASA.

En général, ce n’est pas un gros problème pour les astronautes, qui possèdent tout un approvisionnement de désinfectants sur l’ISS. Mais les scientifiques souhaiteraient pouvoir être en mesure d’effectuer ces tests directement dans l’espace, sur l’ISS. « Alors que nous avançons au-delà de l’orbite terrestre basse, là où la capacité de ravitaillement est moins fréquente, savoir ce qu’il faut désinfecter ou non devient très important », explique Wallace.

C’est pour cette raison que la NASA travaille sur un nouveau projet, appelé Genes in Space-3 (gènes dans l’espace-3). Le but de cette mission est d’établir un système utilisable par les astronautes afin de pouvoir analyser des séquences ADN de divers micro-organismes, directement à bord de l’ISS. « Les expériences de Genes in Space-3 montrent différentes manières de séquencer l’ADN en temps réel, révèlent comment cette technique peut être utilisée pour étudier l’écologie microbienne, permettent de diagnostiquer des maladies infectieuses et de surveiller la santé de l’équipage à bord de l’ISS », explique la NASA sur le site du projet.

L’année dernière, la biologiste moléculaire et astronaute Kate Rubin a été la toute première personne à séquencer de l’ADN dans l’espace. Pour ce faire, elle a utilisé un petit appareil appelé MinION, qui fait appel à la technologie de séquençage par nanopore pour analyser l’ADN et l’ARN en temps réel. Les appareils de ce type sont couramment utilisés sur le terrain pour suivre la propagation de certaines maladies et virus (tels qu’Ebola et Zika), ou encore pour étudier des échantillons environnementaux dans des endroits comme l’Antarctique.

Mais avant que Rubin n’arrive à utiliser avec succès l’appareil MinION, personne ne savait si ce dernier allait fonctionner en microgravité. Afin d’effectuer des tests, les chercheurs ont envoyé des échantillons prêts à l’emploi (principalement de l’ADN bactérien et de souris, ainsi que des virus), puis ont comparé les résultats effectués dans l’espace par Rubin aux résultats terrestres pour les mêmes échantillons. Si nous souhaitons un jour pouvoir être capables de détecter et d’identifier des superbactéries ou d’autres micro-organismes évoluant dans l’espace, il est vital d’avoir la capacité d’identifier ces organismes inconnus directement sur place.

nasa minipcr

L’étudiante Anna-Sophia Boguraev, conceptrice du dispositif miniPCR. Crédits : NASA

Heureusement, la NASA possède également un dispositif appelé miniPCR. Cet appareil a été conçu par une étudiante de 17 ans, Anna-Sophia Boguraev, lors du concours organisé par Genes in Space. L’invention de Boguraev est très pratique pour l’ISS, car le dispositif est en réalité nécessaire pour pouvoir effectuer une réaction en chaîne par polymérase (PCR), qui est une méthode d’amplification génique in vitro (permettant de dupliquer en grand nombre une séquence d’ADN ou d’ARN connue, à partir d’une faible quantité d’acide nucléique), afin de pouvoir analyser les échantillons.

En joignant ces deux technologies, la NASA dispose à présent d’une solution viable pour préparer, séquencer et identifier les différents micro-organismes, directement depuis l’ISS. « Ce que le couplage de ces différents dispositifs de synthèse permet de faire concrètement, c’est le fait d’amener le laboratoire vers les échantillons, au lieu de devoir apporter les échantillons au laboratoire », explique Aaron Burton, biochimiste de la NASA.

Il s’agit donc là d’une bonne nouvelle pour tous les futurs astronautes, car ces dispositifs seront extrêmement utiles dans les cas où il serait nécessaire d’identifier des micro-organismes présents sur l’ISS. « Un séquenceur intégré (à bord de l’ISS) permet à l’équipage de savoir ce qui se trouve dans leur environnement, à tout moment », explique Wallace. « Cela nous permet de prendre les mesures appropriées sur le terrain – avons-nous besoin de tout nettoyer tout de suite ? Est-ce que le fait de prendre des antibiotiques sera utile ? », ajoute-t-elle.

De plus, il faut savoir que l’ISS est essentiellement un laboratoire spatial géant ! En y ajoutant des outils permettant d’y effectuer des analyses de biologie moléculaire, cela ne fera qu’augmenter sa capacité d’effectuer des expériences à son bord. Il est donc totalement possible qu’un jour, nous puissions y analyser directement des échantillons provenant de Mars, ou qui sait, des micro-organismes trouvés au sein du Système solaire.

Sources : NASA, Oxford Nanopore

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