14 septembre 2007. Une fusée russe Soyouz-U propulse en orbite une capsule sphérique contenant 43 expériences scientifiques. Parmi elles, la plus discrète est aussi la plus folle : des animaux, posés à nu sur une plateforme extérieure à 270 kilomètres d’altitude, exposés au vide absolu et aux ultraviolets solaires sans la moindre protection. Dix jours plus tard, la capsule atterrit dans les steppes kazakhes. Et les animaux, pour la plupart, étaient vivants.

Ces animaux, c’était des tardigrades. Des invertébrés microscopiques, deux millimètres au maximum, que l’on surnomme « oursons d’eau » à cause de leur démarche traînante à huit pattes. Ces petits animaux invertébrés à huit pattes sont connus pour leur résistance exceptionnelle. Mais survivre au vide de l’espace, exposés directement, sans aucune capsule autour d’eux ? Personne n’avait osé parier là-dessus. On savait que des bactéries en étaient capables, mais il semblait impossible que des animaux puissent résister aux deux grands dangers de l’espace : le vide, qui fait bouillir l’eau interne, et les rayonnements ultraviolets, qui démolissent les chromosomes.

Sommaire

1. L’expérience TARDIS : dix jours à découvert en orbite
2. Le secret : mourir avant de partir
3. Ce que ça change pour la science

L’expérience TARDIS : dix jours à découvert en orbite

Le biologiste suédois Ingemar Jönsson, de l’université de Kristianstad, a conçu l’expérience TARDIS (Tardigrades in Space), qui a pris place sur une plateforme baptisée Biopan-6, réalisée par l’ESA et installée à l’extérieur de la capsule Foton-M3, satellisée à 270 kilomètres d’altitude. Le protocole était rigoureux, presque chirurgical dans sa logique. Des tardigrades de quatre espèces différentes, en état d’anhydrobiose, étaient disposés dans quatre séries de boîtiers ouverts sur l’espace pendant dix jours. Un groupe était protégé de toutes les radiations, deux autres recevaient soit les UV-A soit les UV-B, et le dernier ne disposait d’aucune protection. Le groupe témoin : aucun filtre, le soleil brut, le vide total. À cette altitude, le rayonnement ultraviolet atteint 7 000 kilojoules par mètre carré, soit mille fois plus qu’au niveau de la mer.

Les résultats, publiés en septembre 2008 dans la revue Current Biology, ont sidéré la communauté scientifique. Plus des deux tiers (68 %) des échantillons avaient survécu à cette aventure orbitale extrême. C’était la première fois qu’un animal était exposé simultanément au vide spatial, aux rayonnements cosmiques et aux ultraviolets solaires directs, et en revenait. Mieux encore : certaines femelles ont produit une descendance viable après leur retour sur Terre. Revenir vivant d’une exposition au vide de l’espace, puis se reproduire. Le genre de performance qui remet à plat certaines certitudes biologiques.

Le secret : mourir avant de partir

La clé de cette survie extraordinaire tient dans un paradoxe. Avant d’entrer dans l’espace, les tardigrades étaient déjà en état de quasi-mort. C’est là leur génie. L’anhydrobiose, induite par le manque d’eau, est leur forme de survie la plus redoutable : le tardigrade perd jusqu’à 95 à 99 % de son eau corporelle et se rétracte en une forme desséchée appelée « tun ». Un tonnelet microscopique, inerte, métaboliquement silencieux. Sous cette forme, leur activité vitale diminue à 0,01 % de la normale.

Ce n’est pas qu’une simple déshydratation passive. Ce phénomène est rendu possible grâce à la production de protéines spécifiques aux tardigrades (les protéines CAHS). Celles-ci forment une matrice protectrice gélifiée (vitrification) autour des cellules, stabilisant leurs structures et prévenant les dommages. Pour les radiations, un autre mécanisme entre en jeu. La Dsup (Damage suppression protein) se lie à la chromatine des cellules et préserve l’ADN des radicaux hydroxyles produits par les rayons X. Le projet TARSE a notamment révélé que le vol spatial induit des réponses antioxydantes chez les tardigrades, augmentant la production de glutathion pour neutraliser les molécules oxydantes nocives. Un arsenal moléculaire qui s’est constitué non pas pour l’espace, mais pour survivre aux sécheresses dans les mousses et lichens où vivent ces animaux sur Terre.

: les tardigrades ne se sont pas adaptés au cosmos. Ils se sont adaptés à leurs prairies de mousse, et ça se trouve, c’est suffisant pour tenir en orbite.

Ce que ça change pour la science

L’expérience TARDIS n’est pas restée isolée. En 2011, la mission Endeavour a vu le jour avec le projet TARDIKISS, qui a permis d’élargir les connaissances sur les mécanismes de réparation de l’ADN lors de l’exposition aux contraintes des vols spatiaux. La question centrale qui se pose désormais aux chercheurs est celle du transfert : peut-on transposer ces mécanismes à d’autres systèmes biologiques ? Dans un article publié dans Nature Communications en 2016, Takekazu Kunieda, biologiste moléculaire à l’Université de Tokyo, a expliqué qu’une protéine connue sous le nom de Dsup a empêché l’ADN de l’animal de se briser sous l’effet des radiations. La découverte ouvre la voie vers de nouvelles solutions pour améliorer la longévité des cellules humaines et protéger les patients des radiations, comme celles émises lors de radiothérapies.

Sur le plan théorique, la découverte de 2007 a aussi rouvert le dossier de la panspermie, cette hypothèse selon laquelle la vie pourrait voyager entre planètes. Des chercheurs de l’Université de Kent ont calculé que les tardigrades peuvent survivre à des impacts jusqu’à 0,9 km/s, avec des implications directes pour les modèles de panspermie. Le potentiel de survie des tardigrades dans des impacts d’éjecta terrestres sur la Lune est impossible pour la vitesse d’impact lunaire moyenne, mais environ 40 % de ces éjectas impactent à des vitesses verticales suffisamment basses pour permettre la survie. La panspermie impliquant des animaux reste improbable, mais l’espace de l’impossible s’est rétréci.

La résistance des tardigrades intéresse les chercheurs, notamment pour développer des technologies de protection des astronautes lors de missions spatiales. On sait qu’ils peuvent survivre à des doses de rayons X mille fois supérieures à celles qui sont létales pour les humains. Un chiffre à méditer quand on sait que l’exposition aux radiations cosmiques reste l’un des obstacles majeurs aux missions habitées vers Mars. La biologie du tardigrade, cet obscur habitant des mousses de jardin, pourrait bien devenir l’un des guides de l’exploration spatiale humaine.

Sources : spacedaily.com | researchgate.net