Les humains peuvent-ils faire des bébés dans l’espace ?

Pour la première fois, des chercheurs japonais ont réussi à cultiver des embryons de souris à bord de la Station Spatiale Internationale, à 400 kilomètres au-dessus de nos têtes. Ces travaux suggèrent que les humains du futur pourraient se reproduire dans risque dans l’espace… mais il va falloir multiplier les expériences pour le prouver.

Parmi toutes les expériences qui ont lieu à bord de l’ISS, certaines des plus intéressantes tournent autour de la croissance d’organismes vivants. Cela fait déjà des décennies que les chercheurs étudient la façon dont diverses espèces (des drosophiles, nématodes, poissons, champignons, plantes et algues, micro-organismes…) peuvent se développer dans ces conditions de microgravité.

Si ces travaux sont fascinants, c’est parce qu’ils couvrent une multitude de disciplines différentes, de la biologie du développement à la physiologie en passant par la génétique. Par exemple, en observant comment les cellules se comportent une fois libérées des griffes de la gravité, les chercheurs peuvent isoler certains mécanismes indispensables à la croissance des êtres vivants.

Accessoirement, ces études pourraient aussi jouer un rôle déterminant dans les futurs efforts de colonisation interplanétaire. C’est notamment le cas des travaux sur les plantes qui pourraient alimenter les futurs astro-colons, ou de ceux sur les bactéries qui pourraient éventuellement décimer toute une colonie.

La croissance des mammifères dans l’espace, une question quasi-existentielle

Mais il reste une niche qui a été moins explorée jusqu’à présent : le développement des mammifères. C’est un point particulièrement important pour le long terme. Si l’humanité finit effectivement par devenir une espèce interplanétaire, cela passera forcément par la naissance d’enfants loin de notre planète. Il faut donc s’assurer dès à présent que de petits humains pourraient grandir normalement loin de leur berceau terrestre.

Et c’est tout sauf une garantie. Il y a plusieurs facteurs comme la microgravité et les rayonnements cosmiques mutagènes qui pourraient perturber le développement des organismes dès les premiers stades de leur vie.

« Il y a la possibilité d’une grossesse pendant un futur voyage vers Mars, puisque le trajet prendra plus de six mois », explique Teruhiko Wakayama, l’un des auteurs de l’étude, dans une interview au New Scientist. « Nous conduisons donc des recherches pour nous assurer que nous pourrons avoir des enfants sans risque le moment venu ».

Pour des raisons pratiques et éthiques évidentes, il n’est pas question d’envoyer une femme enceinte en orbite. À la place, les chercheurs se rabattent donc sur des modèles très courants en biologie : les rongeurs.

Quelques petites expériences de ce genre ont déjà eu lieu auparavant. Par exemple, dès l’an 2000, des chercheurs américains avaient déjà envoyé des souris enceintes à bord de l’ISS pendant la deuxième partie de leur grossesse. Une fois revenues sur Terre, elles ont donné naissance à des souriceaux en bonne santé et normalement développés (voir cette étude).

Ces travaux suggéraient que les conditions de l’espace n’affectaient pas particulièrement la croissance des mammifères. Mais ils étaient loin d’être véritablement concluants. En effet, ils ne permettaient pas d’étudier l’influence de ce milieu lors des premières phases déterminantes du développement.

Un aller-retour d’embryons vers l’ISS

Une grosse lacune, car les embryons sont nettement plus sensibles que des souriceaux à moitié formés. De plus, le moindre problème à ce stade génère immanquablement une cascade de conséquences catastrophiques pour la suite du développement. C’est là qu’interviennent les chercheurs de l’Université de Yamanashi, au Japon. Ils ont mené une expérience pour étudier ces mécanismes pendant les premières phases de la croissance.Les résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue Cell.

Pour commencer, ils ont prélevé des embryons chez des souris enceintes à un stade précoce, juste après la première division cellulaire qui fait suite à la fécondation. Ils ont ensuite congelé ce matériel avant de l’expédier à bord de la station. Une fois sur place, ce matériel a été mis en culture pendant quatre jours — la durée maximale de survie en dehors de l’utérus d’une souris femelle, selon Wakayama.

Les embryons ont ensuite été préservés en attendant de pouvoir être renvoyés au laboratoire de l’université. Une fois rapatriés, les chercheurs ont analysé la structure des cellules et l’intégrité de leur ADN pour déterminer si la croissance des embryons avait été affectée par leur séjour dans l’espace.

Des résultats encourageants…

Et les premiers résultats se sont révélés assez encourageants. Le premier constat, c’est que tous les embryons présentaient le bon nombre de cellules. C’est un point très important, car lors des premiers stades du développement, l’embryon est doit être constitué d’un nombre bien précis de cellules qui vont ensuite se différencier pour former les différents tissus de l’organisme. S’il y en a trop ou pas assez, c’est forcément qu’il y a eu un problème en cours de route.

L’autre bonne nouvelle, c’est que la structure des cellules était normale. Elles avaient commencé à se différencier en deux groupes distincts qui constituent la base du fœtus et du placenta, respectivement.

Là encore, c’est un point important. En effet, certains chercheurs s’attendaient à ce que l’absence de gravité terrestre empêche les cellules de se répartir correctement. Il s’avère que ce n’est pas le cas ; avec les bons facteurs de différenciation et de croissance — des substances chimiques qui conditionnent la place et l’identité des futurs tissus —, l’embryon peut se structurer normalement, même en microgravité.

Enfin, les chercheurs n’ont observé aucun signe de détérioration de l’ADN liée aux radiations cosmiques. Ces résultats montrent que ce milieu n’est pas fondamentalement incompatible avec la croissance des mammifères.

… mais pas encore totalement probants

En revanche, ils sont encore largement insuffisants pour prouver qu’une grossesse entière peut se dérouler normalement dans l’espace. Le voyage spatial des embryons a été de courte durée, et il faudrait analyser le processus dans son ensemble à de nombreuses reprises pour le savoir.

Malgré ces limites, ces travaux sont une base intéressante pour mener d’autres études complémentaires. Désormais, l’équipe de Wakayama veut réitérer l’expérience, mais avec une différence importante : une fois les embryons revenus de l’ISS, ils vont les réimplanter dans des souris femelles. Cela permettra de vérifier s’ils peuvent se développer normalement pour donner naissance à des souriceaux sains.

Si les résultats leur donnent satisfaction, ils remonteront ensuite tout au début du processus de reproduction. Leur prochain objectif sera d’envoyer des spermatozoïdes et des ovules de souris à bord de l’ISS pour créer des embryons directement sur place, par fécondation in vitro. Ils pourront alors formuler des conclusions bien plus solides sur la viabilité de la reproduction dans l’espace, avec des implications considérables pour les projets de colonisation comme ceux d’Elon Musk.

Le texte de l’étude est disponible ici.

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