L’hibernation pour les voyages spatiaux est-elle plus proche ? La torpeur a été induite pour la première fois avec des ultrasons – Corriere.it

On ne pourra jamais entrer en hibernation inspiré par les ours, les loirs et les marmottes qui se retirent dans leur tanière en hiver pour économiser de l’énergie ? Cela ressemble à une question de science-fiction inspirée de films comme Extraterrestre, 2001 L’odyssée de l’espace, Avatar o Passagers, mais plus réel que vous ne le pensez. Ils sont étudiés depuis un certain temps dans des laboratoires du monde entier et dans des agences spatiales Stratégies pour induire l’hibernation humainenom plus scientifique que léthargie, ce qui pourrait être d’un grand soutien à l’exploration spatiale dirigée vers Mars mais aussi à la médecine : induire l’hibernation des patients en liste d’attente pour une greffe d’organe augmenterait leurs chances de survie, car il y a plus de temps pour trouver un organe compatible . L’hibernation humaine (une sorte d’hibernation avec suppression du métabolisme) n’est pas quelque chose dont nous disposerons de sitôt, mais des progrès majeurs ont été réalisés ces dernières années.

Échographie dans un casque

Un nouvel ouvrage vient de paraître sur
Métabolisme naturel
raconte comment les scientifiques ont pu induire l’hibernation pour la première fois avec une méthode sûre, non invasive et réversible: Le ultrason, technologie déjà testée sur le système nerveux. L’étude chez la souris et le rat, mais les essais chez l’homme avec cette technique sont proches et précoces essais cliniques ils pourraient partir d’ici quelques années. L’équipe pluridisciplinaire, dirigée par Hong Chenprofesseur de génie biomédical à la McKelvey School of Engineering et à l’Université de Washington à St. Louis, a créé un émetteur d’ultrasons, une sorte de casque, qui était monté sur la tête des souris qui conservaient la liberté de mouvement. Avec des ultrasons a été stimulé lezone préoptique de l’hypothalamus dans le cerveaula zone du cerveau qui aide à réguler la température corporelle et métabolismeciblant ainsi le système nerveux central.

Comment fonctionne la stimulation par ultrasons

Dix secondes seulement de stimulation par ultrasons ont déclenché un baisse immédiate de la température corporelle de plusieurs degrés (en moyenne 3-3,5). Dans le même temps a été enregistré un 47 % de fréquence cardiaque en moins c’est un réduction de la consommation d’oxygènechez les souris mâles et femelles. Tout s’est passé à température ambiante. Il métabolisme des souris a montré des changements significatifs: comme le carburant énergétique a été n’utiliser que de la graisse (et non les glucides), une caractéristique typique de engourdissementc’est ça état actif, réversible et transitoire de suppression du métabolisme. Deux heures après la stimulation, les animaux ont complètement récupéré. À ce stade, les auteurs ont appliqué une Système automatisé qui ont émis une impulsion ultrasonore à chaque fois que la température corporelle des animaux commençait à s’élever et ont pu maintenir les souris dans cet état de torpeur avec une température corporelle de environ 33 pendant environ 24 heures, sans qu’aucun signe de dommage ou d’inconfort n’apparaisse. L’expérience a ensuite également été menée sur le les rats qui, contrairement aux souris, n’hibernent pas naturellement. Dans ce cas, la température corporelle baissé de seulement 1-2 degrésmais ce résultat suggère que les processus physiologiques qui régulent la réponse métabolique peuvent également être présents chez les mammifères non hibernants.

Un mécanisme dosable

Les chercheurs ont également constaté que augmenter la pression acoustique et le durée de l’échographie la température corporelle a encore chuté pour atteindre un métabolisme encore plus lent. Alors que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour voir si l’approche peut fonctionner en toute sécurité chez l’homme, la technique de stimulation par ultrasons a une capacité unique à atteindre de manière non invasive les régions cérébrales profondes avec une précision spatiale et temporelle élevée dans le cerveau des animaux et des humains, a déclaré Hong Chen. Les auteurs soulignent comme un technique non invasive et réversible par ralentir votre métabolisme e réduire la température corporelle il pourrait avoir applications en médecine annonce suivante urgences aiguës ou maladies graves ou représenter une opportunité pour de futurs voyages spatiaux longue distance.

Les avantages

Technique très prometteuse et son principal avantage qui non invasif et cela ne vous oblige pas à implanter quoi que ce soit à l’intérieur du cerveau souligne Matthieu Cerri, professeur de physiologie à l’Université de Bologne et coordinateur du groupe de recherche sur l’hibernation de l’ESA (Agence spatiale européenne). C’est une méthodologie précise – ajoute le scientifique – et possible ajuster l’intensité du stimulus. Moi aussi’automatisation intéressant car en alternant les périodes d’activation et de désactivation du dispositif il est possible d’obtenir une période d’hypométabolisme assez longue, sans nécessiter de surveillance continue. En effet, contrairement aux médicaments qui perdent leur efficacité au fur et à mesure du moment de l’administration, l’appareil se réactive à chaque fois que la température remonte jusqu’à une valeur préalablement fixée. Enfin, en cas de problème, l’appareil peut être éteint immédiatement, contrairement à un médicament qui continue de circuler dans l’organisme s’il n’y a pas d’antidote.

Les candidatures possibles

Cependant, lediminution du métabolisme (en particulier dans les tests sur les rats, qui n’hibernent pas naturellement) assez modeste et il n’est pas clair si nous pouvons aller plus loin et atteindre un niveau de hibernation profonde nécessaire pour un future application dans les voyages spatiaux durable. Mais si ce n’était pas le cas, les applications sont toujours pertinentes – réfléchit Cerri – au moins à égalité avec celles déjà testées
hypothermie thérapeutique. On peut émettre l’hypothèse que les ultrasons pourraient devenir une technologie standard présente sur les ambulances pour intervenir rapidement en cas d’arrêt cardiaque : réduire la température corporelle du patient peut effectivement contenir les risques de retentissement neurologique.

Qu’est-ce que l’hibernation et qu’advient-il du corps

Il convient de clarifier en détail ce que l’on entend par hibernation et ce qui arrive à l’organisme. Hibernation longue Sommeil profond, réversible, dans lequel les fonctions vitales sont réduites au minimum. Il le métabolisme est réduit, baisse de la température corporelle, ralentissement du rythme cardiaque et de la respirationbesoin de peu d’oxygène. L’activité des centrales est au minimum. Moi aussi’arrêts intestinaux puisqu’en hibernation, vous ne mangez pas et ne produisez pas de déchets corporels; la composition du microbiote change également. Le le cerveau s’éteint et lui aussi passe à un modalité d’attentedéfini comme un éveil lent : 50% des synapses, les connexions entre les neurones qui consomment beaucoup d’énergie, sont réabsorbées et les neurones communiquent moins entre eux. C’est une condition complètement différente de celle du sommeil où le cerveau consomme toujours beaucoup d’énergie. L’hibernation, un terme que nous connaissons en italien sous le nom d’hibernation – explique Matteo Cerri – est l’un séquence d’épisodes d’hypométabolisme appelée « torpeur » dans laquelle l’organisme
presque fermé et une condition dans laquelle certains mammifères sont capables d’entrer lorsqu’ils se retrouvent dans une situation de manque de ressources, peut-être en raison de trop chaud ou trop froid. Ces animaux sont encore vivants mais consomment très peu d’énergie, comme s’ils étaient en Etre prêt.

Hibernation et non cryoconservation

bon de préciser que l’hibernation ne doit pas être confondue avec cryoconservation
ce processus scientifiquement non prouvé qui a pour but stocker les corps des personnes décédées à des températures extrêmement basses, en attendant que les progrès de la technologie et de la médecine les ramènent un jour à la vie. Hiberner à la place d’un Processus naturel largement distribué chez les mammifères et même chez les primates (comme le lémurien de Madagascar) ce qui leur permet de survivre longtemps dans des conditions défavorables (par exemple chaleur ou froid extrême) sans nourriture et sans eau. Si ce qu’on appelle l’engourdissement est une condition qui peut durer quelques heures et survenir quotidiennement, lehibernation un comportement plus complexe : c’est un séquence d’épisodes d’engourdissement d’une durée de 5 à 20 jours, avec des réveils périodiques d’environ 24 heures. Nous savons qu’il n’y a pas de gènes dans les espèces hibernantes que les humains n’ont pas. Nous pensons que l’homme possède les mécanismes d’hibernation, mais pas les signaux pour exprimer les bons gènes au bon moment – précise le scientifique italien – et ce que nous voulons faire réactiver artificiellement ce mécanisme originel.

Comment se passe la recherche sur l’hibernation ?

La recherche au sujet de l’hibernation est en effervescence en vue de l’exploration spatiale et de nombreuses technologies sont testées pour induire artificiellement le processus de torpeur même chez les animaux qui ne sont pas capables d’hiberner naturellement. Cerri lui-même en 2013 était le premier scientifique à induire la torpeur chez un rat (animal qui n’hiberne pas) en inactivant pharmacologiquement un groupe de neurones dans une zone du cerveau qui contrôle le métabolisme : le raphé pallidus, qui contrôle la chaleur générée par le corps. Nous avons désactivé une petite zone du cerveau qui fonctionne comme un interrupteur qui contrôle le métabolisme. comme si le cerveau disait au reste du corps de ne plus consommer d’énergie, déclenchant ainsi un état très proche de la torpeur naturelle, commente le physiologiste.

D’autres groupes de recherche travaillent sur‘adénosine, une molécule qui, en se liant aux récepteurs de l’hypothalamus, ralentit l’activité naturelle provoquant la somnolence. Il s’agit d’une solution induisant une hibernation très efficace, rapide et profonde. Cependant la molécule a effets secondaires importants niveau cardiovasculaire et des recherches sont en cours pour tenter de résoudre le problème des effets indésirables. Un groupe de travail japonais a utilisé le génie génétique pour toujours travailler sur la zone cérébrale préoptique, réussissant à induire un état hypothermique et hypométabolique de longue durée chez le rat, mais, dans ce cas également, pas particulièrement intense.

La technique la plus performante actuellement et potentiellement la plus proche de l’application spatiale reste celle étudiée par le groupe de travail coordonné par Matteo Cerri. Le méthode utilisée mais invasive parce que le le médicament est injecté directement dans le cerveau. Si les injections doivent être soutenues longtemps, le risque d’endommagement et d’inflammation des tissus à long terme admet Cerri. L’idéal serait probablement de combiner différentes technologies. Nous travaillons cependant sur un solution faire arriver le médicament à l’intérieur du tissu nerveux d’une autre manière, en évitant qu’il y ait des dommages mécaniques et en pouvant doser au besoin et avec une grande précision – presque au niveau d’une seule molécule – la stimulation pharmacologique. À ce stade, le plus gros problème est que je des fonds pour continuer la recherche avec un seul projet européen. L’objectif est le même pour tous les groupes de travail : comprendre si l’hibernation humaine est quelque chose qui peut vraiment être fait.