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Des chercheurs découvrent que les vols spatiaux peuvent être associés à des mutations de l’ADN et à un risque accru de développer une maladie cardiaque et un cancer | Mont Sinaï


  • New York, NY
  • (31 août 2022)

Les astronautes courent un risque plus élevé de développer des mutations, peut-être liées aux vols spatiaux, qui peuvent augmenter le risque de développer un cancer et une maladie cardiaque au cours de leur vie, selon une étude inédite de la Icahn School of Medicine du mont Sinaï.

Une équipe de chercheurs a prélevé des échantillons de sang d’astronautes de la National Aeronautics and Space Administration (NASA) qui ont effectué des missions de navette spatiale entre 1998 et 2001. Ils ont découvert des mutations de l’ADN, appelées mutations somatiques, dans le système de formation du sang (cellules souches hématopoïétiques) dans tous les 14 astronautes étudiés. Leurs conclusions, publiées dans le numéro d’août de Nature Communication Biologiesuggèrent que les vols spatiaux pourraient être associés à ces mutations et soulignent l’importance d’un dépistage sanguin continu des astronautes tout au long de leur carrière et pendant leur retraite pour surveiller leur santé.

Les mutations somatiques sont des mutations qui se produisent après la conception d’une personne et dans des cellules autres que les spermatozoïdes ou les ovules, ce qui signifie qu’elles ne peuvent pas être transmises à la progéniture. Les mutations identifiées dans cette étude étaient caractérisées par la surreprésentation des cellules sanguines issues d’un seul clone, un processus appelé hématopoïèse clonale (CH). Ces mutations sont fréquemment causées par des facteurs environnementaux, tels que l’exposition aux rayons ultraviolets ou à certains produits chimiques, et peuvent être le résultat d’une chimiothérapie ou d’une radiothérapie anticancéreuse. Il existe peu de signes ou de symptômes associés à l’HC ; la plupart des patients sont identifiés après des tests génétiques de leur sang pour d’autres maladies. Bien que le CH ne soit pas nécessairement un indicateur de maladie, il est associé à un risque plus élevé de maladie cardiovasculaire et de cancer du sang.

« Les astronautes travaillent dans un environnement extrême où de nombreux facteurs peuvent entraîner des mutations somatiques, notamment le rayonnement spatial, ce qui signifie qu’il existe un risque que ces mutations se transforment en hématopoïèse clonale. Compte tenu de l’intérêt croissant pour les vols spatiaux commerciaux et l’exploration de l’espace lointain, et des risques potentiels pour la santé d’une exposition à divers facteurs nocifs associés à des missions spatiales d’exploration répétées ou de longue durée, comme un voyage vers Mars, nous avons décidé d’explorer, rétrospectivement , mutation somatique dans la cohorte de 14 astronautes », a déclaré l’auteur principal de l’étude, David Goukassian, MD, professeur de médecine (cardiologie) à l’Institut de recherche cardiovasculaire d’Icahn Mount Sinai.

Les sujets de l’étude étaient des astronautes qui ont effectué des missions de navette spatiale relativement courtes (médiane de 12 jours) entre 1998 et 2001. Leur âge médian était d’environ 42 ans ; environ 85% étaient des hommes et six des 14 en étaient à leur première mission. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de sang total des astronautes 10 jours avant leur vol et le jour de l’atterrissage, et des globules blancs seulement trois jours après l’atterrissage. Les échantillons ont été stockés à -80°C pendant environ 20 ans.

En utilisant le séquençage de l’ADN suivi d’analyses bioinformatiques approfondies, les chercheurs ont identifié 34 mutations dans 17 gènes conducteurs de CH. Les mutations les plus fréquentes sont survenues dans TP53, un gène qui produit une protéine suppresseur de tumeur, et DNMT3A, l’un des gènes les plus fréquemment mutés dans la leucémie myéloïde aiguë. Cependant, la fréquence des mutations somatiques dans les gènes que les chercheurs ont évaluées était inférieure à deux pour cent, le seuil technique pour que les mutations somatiques dans les cellules souches hématopoïétiques soient considérées comme une hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé (CHIP). Le CHIP est plus fréquent chez les personnes âgées et est associé à un risque accru de développer une maladie cardiovasculaire et un cancer hématologique et solide.

“Bien que l’hématopoïèse clonale que nous avons observée soit d’une taille relativement petite, le fait que nous ayons observé ces mutations était surprenant compte tenu de l’âge et de la santé relativement jeunes de ces astronautes. La présence de ces mutations ne signifie pas nécessairement que les astronautes développeront une maladie cardiovasculaire ou un cancer, mais il existe un risque qu’au fil du temps, cela se produise en raison d’une exposition continue et prolongée à l’environnement extrême de l’espace lointain », a déclaré le Dr Goukassian. . « Grâce à cette étude, nous avons montré que nous pouvons déterminer la susceptibilité individuelle des astronautes à développer une maladie liée à leur travail sans aucune implication pouvant affecter leur capacité à faire leur travail. En effet, nos études démontrent l’importance d’un dépistage précoce et continu pour évaluer cette susceptibilité. Notre recommandation est que la NASA et son équipe médicale examinent les astronautes pour les mutations somatiques et une éventuelle expansion clonale, ou régression, tous les trois à cinq ans, et, ce qui n’est pas moins important, jusque dans leurs années de retraite lorsque les mutations somatiques peuvent se développer de manière clonale et devenir CHIP. .”

Les recherches de l’équipe font suite à des études antérieures qui utilisaient les mêmes échantillons pour identifier des biomarqueurs prédictifs dans les exosomes – de petites vésicules microscopiques à couches lipidiques d’acides nucléiques, de protéines, de lipides et de métabolites qui se forment dans les cellules du corps humain et sont ensuite libérées dans le sang. circulation, transportant ainsi l’information de leurs cellules d’origine qui reflète leur condition intercellulaire. Cette caractéristique des exosomes peut les qualifier de grands biomarqueurs de la santé et/ou de la maladie, ainsi que le transfert d’informations d’une cellule à une autre à grande distance dans le corps. Lorsqu’ils ont traité des cellules cardiaques humaines avec des exosomes dérivés d’astronautes, les chercheurs ont découvert que les exosomes affectaient la biologie du récepteur de la vitamine D, qui joue un rôle clé dans la santé des os, du cœur et des muscles squelettiques. Ils ont également évalué l’impact des vols spatiaux sur l’ADN mitochondrial, le génome des petits organites qui fournissent de l’énergie aux cellules. Dans cette étude, l’équipe a découvert que la quantité d’ADN mitochondrial acellulaire circulant dans le sang des astronautes était de deux à 350 fois supérieure à la normale, ce qui peut entraîner des dommages oxydatifs et une inflammation ailleurs dans le corps.

“Grâce à ces études, nous avons démontré le potentiel d’évaluation du risque pour la santé des vols spatiaux chez les astronautes. Ce qui est important maintenant, c’est de mener des études longitudinales rétrospectives et prospectives bien contrôlées impliquant un grand nombre d’astronautes pour voir comment ce risque évolue en fonction d’une exposition continue, puis de comparer ces données à leurs symptômes cliniques, à l’imagerie et aux résultats de laboratoire. Cela nous permettra de faire des prédictions éclairées sur les personnes les plus susceptibles de développer une maladie en fonction des phénomènes que nous observons et d’ouvrir la porte à des approches de médecine de précision individualisées pour une intervention et une prévention précoces », a déclaré le Dr Goukassian.

Chiffre: Caractéristiques des mutations de l’hématopoïèse clonale (CH)