!Premiers humains sur Mars – Concept d’artiste
Concept d’artiste représentant des astronautes et des habitats sur Mars. De nouvelles recherches montrent que les microbes terrestres peuvent survivre aux dangers individuels de Mars et échapper à la détection immunitaire humaine. Crédit : NASA/JPL-Caltech
NIJMEGUE, Pays-Bas, Les pathogènes humains peuvent résister à des conditions martiennes individuelles difficiles et, ce faisant, subir des modifications qui les rendent plus difficiles à reconnaître par le système immunitaire. C’est la conclusion centrale d’une nouvelle thèse de doctorat de Tommaso Zaccaria à l’Université Radboud, signalant un défi majeur pour les missions habitées de longue durée vers la Planète rouge.
« Nos compagnons microbiens voyageront avec nous partout où nous irons, et nous devons comprendre comment ils se comportent dans des environnements étrangers », a déclaré Zaccaria.
La recherche a testé quatre pathogènes terrestres connus, dont les bactéries responsables de la pneumonie et des infections de plaies, en les exposant un par un à des dangers martiens individuels : pression atmosphérique extrêmement basse, dessiccation complète, rayonnement ultraviolet intense et saumures à haute concentration contenant des perchlorates (sels toxiques abondants dans le sol martien). Dans ces conditions isolées, certaines souches bactériennes ont survécu à la dessiccation jusqu’à 16 jours.
Mais Mars ne présente pas un seul danger ; elle les combine tous à la fois. Lorsque l’équipe de Zaccaria a cumulé les conditions pour simuler la réalité réelle de la surface martienne, la survie a chuté de 16 jours à un seul jour.
Pathogènes qui rétrécissent et réponse immunitaire affaiblie
La découverte la plus préoccupante est apparue lorsque les microbes survivants ont été introduits dans des cellules immunitaires humaines. Les bactéries ayant survécu aux conditions martiennes ont physiquement rétréci, et ces cellules compactées ont déclenché une réponse nettement plus faible des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC), les soldats de première ligne du système immunitaire.
Les cellules immunitaires ont produit moins de cytokines et moins d’espèces réactives de l’oxygène, les armes moléculaires normalement déployées contre les envahisseurs. Les bactéries adaptées sont essentiellement passées inaperçues.
« En effet, l’environnement hostile peut sélectionner ou induire des caractéristiques bactériennes qui les aident à échapper à la détection immunitaire, les rendant potentiellement plus dangereuses pour les astronautes », ont noté les auteurs.
Poussière lunaire et martienne : un risque respiratoire
Zaccaria a également étudié la menace de la poussière extraterrestre. En utilisant un simulant de mer lunaire et un simulant global martien, son équipe a exposé des cellules épithéliales des voies respiratoires humaines et des souris vivantes aux particules. Les résultats reflètent les symptômes que les astronautes d’Apollon appelaient « le rhume des foins lunaire » : inflammation tissulaire locale, neutrophilie (une augmentation des globules blancs indiquant des lésions tissulaires) et activité accrue des gènes qui contrôlent la production de mucus et les fibromes pulmonaires, un précurseur de maladie respiratoire chronique.
La poussière lunaire s’est avérée plus dommageable que la poussière martienne malgré la teneur en perchlorates toxiques de cette dernière, probablement en raison des bords plus tranchants et plus irréguliers des particules de régolithe lunaire.
Protection planétaire et le problème des levures
Un troisième volet de la thèse a examiné les protocoles de protection planétaire. Zaccaria a testé la capacité de survie des eucaryotes tels que les levures pendant le transit robotique vers les lunes glacées de Jupiter et Saturne. Les levures ont montré les taux de survie les plus élevés parmi tous les microbes testés. Certaines espèces, dont Rhodotorula frigidalcoholis, ont délibérément stoppé leur propre cycle de croissance pour prioriser la réparation de l’ADN.
Les protocoles actuels de protection planétaire effectuent leurs tests de stérilisation en série (une condition à la fois) plutôt qu’en parallèle (toutes les conditions simultanément). Étant donné que les expériences de Zaccaria utilisaient la même approche sérielle, ces travaux servent de validation valable : les protocoles sous-estiment probablement la résilience des organismes eucaryotes comme les levures.
Conclusion pour les missions martiennes
Alors que la NASA et d’autres agences spatiales poussent vers des missions habitées vers Mars, la recherche souligne un double défi. Les mêmes pressions environnementales qui tuent la plupart des microbes terrestres peuvent également renforcer les survivants en pathogènes plus insaisissables. Et la poussière qui sera inévitablement introduite dans les habitats pose un danger respiratoire mesurable.
« Mars n’est pas une condition environnementale isolée », a déclaré Zaccaria. « Elle combine certaines des choses les plus mortelles connues auxquelles la vie peut être soumise. Alors que nous nous étendons dans l’espace, nous allons avoir besoin d’une meilleure compréhension de nos compagnons biologiques, qu’ils soient désirés ou non, et de la façon dont ils survivent à ces conditions. »
La thèse est publiée via l’Université Radboud et a été acceptée pour publication dans la revue mBio.