Lors des missions Apollo, les astronautes ont laissé sur la Lune près d'une centaine de sacs poubelle contenant des excréments, de l'urine et d'autres déchets biologiques. À l'époque, ce geste répondait à une contrainte très pragmatique : alléger le module lunaire avant le retour vers la Terre. Ces déchets sont toujours là aujourd'hui, sans que cela ne soulève de véritable inquiétude, la Lune étant considérée comme un monde stérile.

Mais les prochaines destinations ne seront pas aussi « inoffensives ». Mars reste par exemple l'une des principales candidates à l'existence d'une vie microbienne passée ; plus loin encore, les lunes glacées Europe (qui orbite autour de Jupiter) et Encelade (qui orbite autour de Saturne) abritent des océans sous leur croûte de glace et figurent parmi les lieux les plus prometteurs du Système solaire pour rechercher une vie extraterrestre.

Dans ces environnements, la moindre contamination pourrait compromettre des décennies de recherches car... les astronautes ne voyageront jamais seuls. Chaque être humain est un véritable écosystème, hébergeant des milliers d'espèces de bactéries, de champignons et d'autres micro-organismes sur sa peau, dans sa bouche, ses voies respiratoires ou son intestin. Ce microbiote joue d'ailleurs un rôle essentiel dans notre santé et nous accompagne partout où nous allons, y compris dans l'espace. 

Le microbiote intestinal est le plus important microbiote du corps. Il coexiste avec les microbiotes de la sphère nez-bouche-pharynx, de la peau, des poumons ou encore du vagin. À lui seul, il abrite jusqu'à environ cent mille milliards de micro-organismes. © PixScience pour l’Inserm

Lorsque les premiers humains poseront le pied sur Mars, ils n'arriveront donc pas seuls. Avec eux voyageront des milliards de passagers clandestins invisibles. Que deviendront-ils après plusieurs mois passés dans l'espace ? Pourraient-ils contaminer les mondes explorés ou, au contraire, représenter un risque pour les astronautes eux-mêmes ? C'est à ces questions qu'a voulu répondre une nouvelle thèse soutenue à l'université Radboud, aux Pays-Bas.

Des bactéries plus résistantes qu'on ne le pensait ?

L'ambition de la thèse est en fait bien plus large que de simplement chercher à savoir si des bactéries pourraient survivre aux conditions martiennes ; son but est plutôt de comprendre comment les micro-organismes terrestres réagissent aux environnements extrêmes que rencontreront les futures missions spatiales, qu'il s'agisse de la Lune, de Mars ou, à plus long terme, des lunes glacées du Système solaire. 

Pour cela, plusieurs contraintes caractéristiques de l'environnement martien ont été reproduites en laboratoire : très faible pression atmosphérique, dessiccation (ou sécheresse intense), froid ou encore rayonnements. Plutôt que de les combiner, ils ont choisi de les étudier séparément afin de mesurer précisément leurs effets sur différentes bactéries. Les résultats montrent que certaines espèces résistent étonnamment bien à plusieurs de ces stress lorsqu'ils sont considérés individuellement. Les auteurs prennent toutefois soin de rappeler que cela ne signifie pas que ces microbes pourraient survivre durablement à la surface de Mars, où tous ces facteurs agissent simultanément et rendent l'environnement bien plus hostile.

L'un des résultats les plus intrigants concerne leur interaction avec le système immunitaire. Après avoir été exposées à certaines conditions simulant l'environnement martien, plusieurs bactéries semblaient plus difficiles à éliminer par les cellules immunitaires humaines. Elles ne deviennent pas pour autant plus virulentes, mais ces modifications pourraient avoir des conséquences lors de missions de longue durée. La thèse s'intéresse également à un autre danger souvent négligé : les poussières lunaires et martiennes. Des matériaux reproduisant les propriétés de ces poussières ont montré qu'ils pouvaient altérer les cellules des voies respiratoires et favoriser une réponse inflammatoire, un risque supplémentaire à prendre en compte pour les équipages. 

Le défi invisible des futures missions spatiales

Au-delà de ces résultats, cette thèse met en lumière un défi encore largement méconnu : l'exploration spatiale est aussi une aventure microbiologique. Quand les spécialistes parlent de protection planétaire, l'objectif est en fait double. Il s'agit d'abord d'éviter que les microbes terrestres ne contaminent des mondes où l'on espère découvrir une vie extraterrestre : sans précautions suffisantes, une bactérie venue de la Terre pourrait être confondue avec un organisme extraterrestre ou modifier durablement un environnement potentiellement habitable.

Mais il faut aussi protéger les astronautes. Les missions de plusieurs mois, voire de plusieurs années, modifient déjà le fonctionnement du système immunitaire humain. Si les micro-organismes qui les accompagnent évoluent eux aussi sous l'effet des conditions spatiales, il devient indispensable de mieux comprendre ces interactions avant d'envisager une présence humaine durable sur Mars.

Les recherches présentées dans cette thèse dépassent ainsi largement le seul cas de la planète rouge. Elles concernent également les futures explorations d'Europe, d'Encelade et d'autres mondes susceptibles d'abriter de la vie.

Plus nous nous rapprocherons d'environnements potentiellement habitables, plus une question deviendra essentielle : comment explorer et étudier ces mondes sans y transporter notre propre biosphère ? Avant de découvrir une éventuelle vie extraterrestre, les scientifiques devront peut-être d'abord apprendre à voyager avec la nôtre.