Les superbactéries mutantes constituent une menace pour la vie humaine dans l’espace | Science

Si jamais nous vivons en dehors de la Terre, nous emmènerons d’autres espèces avec nous ; par exemple, des animaux et des plantes pour nous nourrir. Mais d’innombrables passagers clandestins non invités nous accompagneront également : bactéries, champignons et autres micro-organismes. On ignore encore ce qu’il adviendra de ces microbes dans des environnements extraterrestres. Depuis des années, plusieurs recherches utilisent la Station spatiale internationale (ISS) comme terrain d’essai pour étudier les effets de l’espace sur ces êtres minuscules. Et ce qu’ils découvrent est pour le moins inquiétant : certains microbes deviennent plus dangereux.

L’histoire des microbes dans l’espace est ancienne : depuis 1935, les scientifiques ont commencé à envoyer des micro-organismes dans des ballons stratosphériques. Viennent ensuite les satellites sans pilote et les missions orbitales et lunaires. L’ISS a servi de laboratoire microbien au cours de son quart de siècle d’existence. En 2006, une équipe de chercheurs dirigée par l’Arizona State University (États-Unis) a envoyé Atlantide quelques cultures de bactéries Salmonelle typhimuriumla vieille connaissance de l’empoisonnement dû à une mauvaise mayonnaise ou à une omelette pas assez cuite. Ce que les scientifiques ont découvert, c’est que « les échantillons spatiaux présentaient une plus grande virulence », écrivaient-ils l’année suivante dans le revue PNAS.

En analysant ce qui rendait ces bactéries spatiales plus contagieuses que leurs cousines ici sur Terre, les chercheurs ont trouvé le coupable ultime : une protéine appelée Hfq dont l’altération a affecté 73 autres protéines. Les scientifiques ont confirmé dans des simulations terrestres que la microgravité de l’espace réduit la friction du milieu liquide avec la bactérie, un peu comme ce qui se produit lorsqu’elle infecte l’organisme.

La salmonelle est devenue plus contagieuse parce qu’elle pensait qu’elle se trouvait dans l’intestin. Comme le disait alors la directrice du projet, Cheryl Nickerson, les bactéries « sont intelligentes : elles réagissent à un signal environnemental qu’elles voient au cours du cours naturel d’une infection ». Nickerson et ses collaborateurs ont vu que cet effet pouvait être neutralisé en faisant varier la composition du médium.

Le microbiome de l’ISS

Le problème est infiniment plus complexe. D’une part, la microgravité n’est que l’un des facteurs de l’environnement spatial qui affectent les microbes. Un autre est un rayonnement plus important que sur Terre. De plus, des expériences comme celle de Nickerson sont réalisées dans des conditions contrôlées sur des bactéries en culture. Cependant, comme les humains transportent avec eux des millions de microbes, ils ont également élu domicile dans l’ISS.

Depuis 2015, le projet Microbial Tracking de la NASA a commencé à cataloguer le microbiome de la station, découvrant une vingtaine de bactéries pathogènes. Les recherches ont ensuite été élargies aux microbes présents chez les membres de l’équipage et à l’étude des mutations capables d’augmenter la virulence de ces micro-organismes.

Outre la NASA, d’autres agences spatiales participant à l’ISS ont entrepris leurs propres projets. BioRisk et TEST, de l’agence spatiale russe Roscosmos, ont analysé les microbes et leurs modifications génétiques sur les surfaces de la station, trouvant également à l’extérieur des bactéries qui auraient pu être transportées depuis l’atmosphère ou sur les navires. L’agence japonaise JAXA a examiné les populations de bactéries et de champignons.

Des recherches ont révélé que les microbes cutanés, en particulier les bactéries, prédominent à la station. Staphylocoque et des champignons Malasseziamais aussi que le microbiome des astronautes change au cours de leur séjour sur l’ISS et que d’autres micro-organismes moins courants prolifèrent. Sans aucun doute, la chose la plus frappante, et qui découle de diverses recherches, est que les microbes s’adaptent à la vie dans l’espace, devenant plus agressifs : ils ont tendance à former des biofilms, des masses de cellules unies par une sorte de mucus qui les protège, et ils développent également une résistance aux antibiotiques.

En 2018, plusieurs souches de Enterobacter bugandensisune bactérie décrite pour la première fois en 2011 dans une maternité tanzanienne, où elle provoquait de graves infections néonatales. Les scientifiques ont surveillé l’évolution de ces microbes pour éviter qu’ils ne menacent la santé des astronautes. En 2024, des chercheurs de la NASA Microbial Tracking et de l’Institut indien de technologie de Madras (IIT) ont analysé 13 de ces souches, découvrant que les conditions de stress de la station favorisent la prolifération de mutants. “Les microbes continuent de nous surprendre en se développant dans les conditions les plus extrêmes”, déclare Karthik Raman, codirecteur du projet de l’IIT.

survivants extrêmes

L’étude a identifié des gènes clés et des mécanismes moléculaires possibles qui conduisent ces bactéries à se renforcer dans l’espace, en utilisant d’autres microbes. « Notre recherche révèle les interactions au sein de la communauté microbienne par lesquelles certains micro-organismes bénins aident à s’adapter et à survivre à l’agent pathogène humain opportuniste. E. bugandensis», explique le codirecteur de l’étude à la NASA, Kasthuri Venkateswaran.

Venkateswaran et ses collaborateurs ont examiné cinq nouvelles espèces bactériennes collectées sur l’ISS et comparé leurs génomes avec ceux de leurs plus proches parents sur Terre, trouvant un schéma répétitif : les microbes spatiaux montrent des adaptations à la microgravité et d’autres qui améliorent la réparation de l’ADN exposé aux radiations. Et bien que le potentiel pathogène de ces espèces soit inconnu, des mutations pourraient augmenter leur virulence par la formation de biofilms et l’évasion du système immunitaire.

Selon Venkateswaran, ces résultats peuvent aider à concevoir des contre-mesures pour lutter contre les agents pathogènes opportunistes. Mais les défis qu’elles posent sont bien plus grands que la santé des astronautes : si le jour vient où les êtres humains cesseront enfin de vivre dans leur berceau terrestre, comme le disait le pionnier de l’aérospatiale Konstantin Tsiolkovsky, comment résoudrons-nous le problème de la pollution microbienne ? Des projets tels que le revêtement antimicrobien développé par Boeing et actuellement testé sur l’ISS visent à nous empêcher de voyager vers d’autres mondes en semant des supermicrobes qui pourraient constituer, pour les colons de l’espace, la véritable menace extraterrestre.