Luis Zea, bio-ingénieur spatial : « Nous ne pouvons pas aller sur la Lune et sur Mars pour consommer toutes les ressources comme sur Terre » | Science

Quand Luis Zea (Guatemala City, 42 ans) était enfant, il aimait les films sur les voyages spatiaux, mais il pensait que « je ne pourrais jamais en faire partie ». Tout en travaillant à compléter sa bourse de recherche, il a profité de sa position près du centre spatial de la NASA à Cap Canaveral (Floride, États-Unis) pour profiter des lancements et a ressenti l’excitation de savoir s’il participerait un jour à quelque chose d’aussi spectaculaire. Aujourd’hui, ce Guatémaltèque voit la Lune avec des yeux différents de ceux de la majorité de l’humanité, car il a réalisé son travail, son expérience, en orbite autour du satellite de la Terre à bord du vaisseau spatial Orion, en collaboration avec la NASA. Il parle de son travail par visioconférence depuis son domicile de Boulder (États-Unis), où il s’est spécialisé en bio-ingénierie spatiale à l’Université du Colorado. Entre les interruptions de ses deux petites filles, il explique avoir envoyé « 12 000 levures mutantes autour de la Lune » pour découvrir si, en l’absence de gravité, s’active un gène qui aide à combattre les mutations génératrices de cancer, car la levure fermente. cellules Le pain et la bière ressemblent beaucoup à ceux des humains.

Demander. Quand vous étiez petit, vous rêviez de participer au programme spatial.

Répondre. Et plus tard, je n’ai pas eu de bourse parce que mes résultats scolaires étaient très mauvais, je me suis ressaisi plus tard. J’ai donc réussi à obtenir une bourse grâce à un mécanisme dans lequel, en plus de mes études, je devais faire des travaux de recherche et je me suis retrouvé dans une compagnie pétrolière, près de Cap Canaveral. Chaque fois qu’il y avait un décollage, je sortais pour le voir et j’avais cette émotion du : un jour, cela arrivera un jour.

Q. Et quelques années plus tard, une de vos expériences a tourné autour de la Lune. En quoi consistait-elle ?

R. Nous avons fait voler environ 12 000 mutants de levure autour de la Lune dans un appareil aussi gros qu’une boîte à chaussures et suffisamment intelligent et autonome pour savoir où il se trouve, dans l’espace, pour activer l’expérience. Il dispose d’un dosimètre avec lequel nous pouvons identifier le type et la quantité de rayonnement spatial que les levures ont reçu jusqu’à leur retour. Nous établissons maintenant une corrélation pour voir quels mutants et quels gènes ont le mieux réussi à survivre dans ces conditions combinant microgravité et rayonnement.

Dans l’espace, nous recherchons un gène qui aurait permis une réparation plus efficace de l’ADN dans cet environnement de microgravité et d’exposition aux radiations.

Q. Avec quel objectif ?

R. Il y a beaucoup de. L’un de ceux qui m’intéressent le plus est le système de réparation de l’ADN après avoir reçu une radiation, car la levure partage de nombreux mécanismes avec les cellules humaines. Si nous restons longtemps au soleil, le rayonnement ultraviolet peut changer une lettre de notre code génétique dans une cellule, même si généralement le mécanisme corrige cette altération et la cellule se duplique bien et il n’y a pas de problème. Mais lorsque ces changements ne sont pas corrigés, c’est une des bases du cancer : lorsqu’une mutation se multiplie sans contrôle. Notre intention à long terme est de trouver dans l’espace des gènes liés à l’activation ou à une utilisation plus efficace de ces mécanismes de réparation que nous n’avons jamais vus sur Terre, et nous l’avons fait en microgravité.

Q. Et quelle est l’importance de la gravité ?

R. Depuis 3,5 milliards d’années, la vie sur Terre a évolué avec les changements sur la planète : dans la composition de l’atmosphère, la salinité et le pH de la mer, la température, la présence de volcans… Mais depuis le début il existe une seule constante de l’évolution de la vie : la gravité. Maintenant que nous avons la capacité d’emmener des cellules, des organismes et des tissus dans l’espace, nous pouvons voir des choses que nous n’avons jamais vues ici sur Terre.

Q. Par exemple?

R. Dans l’espace, nous voyons des chemins moléculaires que nous n’avons jamais vus lors d’expériences sur Terre, cela nous permet de démasquer des processus moléculaires que vous ne pouvez tout simplement pas réaliser ici sur Terre, même si vous vous tenez à l’envers, car il y a toujours la gravité. Et voyons si nous trouvons un gène qui a permis une réparation plus efficace de l’ADN dans cet environnement de microgravité et d’exposition aux radiations.

Q. Cela permettrait de prendre soin de la santé des astronautes, qui vivent exposés à ce rayonnement spatial en dehors de la Terre, mais cela aurait également des applications médicales chez les patients atteints de cancer.

R. Exact. De nombreuses personnes doivent recourir à la radiothérapie, où une partie de leur corps est irradiée ; et cela endommage les cellules saines, pas seulement les cellules cancéreuses. La question est : comment pourrions-nous aider les cellules saines à survivre à ces radiations, sans aider les cellules cancéreuses ? Si l’on pouvait trouver, grâce à la levure, un gène capable d’améliorer ces mécanismes de réparation de l’ADN, administré exclusivement aux cellules saines, ce serait une solution potentielle.

Q. Comment ça marche?

R. En laboratoire, lorsque vous commencez à observer ces cellules cancéreuses, elles forment une structure complètement bidimensionnelle, c’est littéralement du fer. Mais lorsque l’astronaute Peggy Whitson les a regardés au microscope sur la Station spatiale internationale, c’était une énorme structure tridimensionnelle de cancer, c’était comme le début de Star Trek, vous les voyez comme lorsque vous volez à travers les étoiles. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous menons des recherches sur le cancer dans l’espace, car on peut construire ces structures tridimensionnelles que nous ne pouvons pas voir sur Terre à cause de la gravité : ici, c’est comme essayer de construire une structure avec des billes, dès que l’on tourne le seconde qui s’effondre. Ce système permet de réduire le nombre de faux positifs ou de faux négatifs lorsque l’on étudie une molécule susceptible de devenir un médicament : c’est un processus qui coûte en moyenne 1,2 milliard de dollars et 10 ans, à partir du moment où quelqu’un trouve une molécule prometteuse jusqu’à ce que vous avoir un produit sur le marché pour aider les gens. Si nous parvenons à accélérer ce processus et à réduire ses coûts, cela pourrait avoir un impact très positif.

Q. Quels sentiments avez-vous ressenti lorsque vous avez su que votre expérience volait autour de la Lune ?

R. Lorsque j’ai rédigé la proposition pour la soumettre, je savais que la probabilité d’être autorisé à voyager à bord du vaisseau spatial Orion était très faible, car il est très compétitif et il y a beaucoup de scientifiques avec d’excellentes carrières. Mais depuis que j’ai appris que notre proposition avait été retenue, je n’ai plus jamais revu la Lune de la même manière. Avant de décoller, il a regardé la Lune et a dit : vous allez avoir un vaisseau qui tourne en orbite autour de la Lune.

What’s it like to unpack research that flew in space?

Dr. Luis Zea knows the feeling! These videos capture Dr. Zea’s first look at his study of yeast cells which traveled around the Moon inside @NASA_Orion. pic.twitter.com/77kNRevRBm

— NASA Space Science (@NASASpaceSci) January 19, 2023

, avec notre science. Et maintenant qu’il est revenu, pareil : je le regarde et je dis « wow ! », nous avons envoyé quelque chose qui s’est passé à 130 kilomètres de la surface de la Lune, qui était très loin, bien au-delà de la Lune. Les émotions changent votre point de vue, parce que je viens du Guatemala et j’ai grandi en regardant des films et en lisant des livres et en pensant toujours que je ne pourrais jamais en faire partie.

Q. Il a également publié plusieurs études sur la durabilité dans l’espace.

R. L’objectif est de rendre l’exploration spatiale durable sous deux aspects. Premièrement, réduire la demande de la chaîne d’approvisionnement pour les choses dont ils ont besoin en provenance de la Terre, afin que les gens puissent vivre de manière indépendante à l’extérieur : sur la Lune, sur l’orbite de la Lune, sur Mars, etc. Et la deuxième partie de la durabilité fait référence au fait que nous ne pouvons pas faire dans ces endroits ce que les humains ont toujours fait historiquement : nous allons à un endroit, consommons toutes les ressources, puis passons au suivant, et ainsi de suite, encore et encore. Ce n’est pas durable, nous ne faisons pas de bien à la planète ni à nous-mêmes. Il s’agit de garantir que les ressources sont utilisées de manière responsable, en gardant à l’esprit que le temps passe et que les ressources sont limitées. Si vous développez des systèmes et des processus qui tentent de boucler la boucle, cela vous permet d’atteindre ces deux types de durabilité, et c’est bénéfique pour les deux côtés. Mon intention est de prendre cela en considération dès le début, maintenant que nous promouvons l’exploration spatiale avec l’intention de nous maintenir, d’établir des bases sur la Lune, et c’est un pas vers quelque chose de plus grand : vivre là-bas puis sur Mars.

Depuis que j’ai appris que notre proposition avait été retenue, je n’ai plus revu la Lune de la même manière.

Q. Par fermer le cycle, tu veux dire quelque chose comme le film Le Martienque l’astronaute utilise ses propres excréments comme engrais pour le jardin ?

R. C’est Correct. Un exemple sur lequel travaille mon laboratoire est celui de la bioexploitation minière, un processus qui tend à être plus respectueux de l’environnement, car vous n’avez pas besoin de ces produits chimiques super puissants pour extraire le métal du régolithe. Il s’agit d’utiliser des bactéries ou d’autres types d’organismes, qui utilisent les ressources du régolithe pour respirer, pour manger. Et ils sont heureux, ils se régalent et dans le cadre de ce processus de consommation et d’excrétion, ils séparent le métal que vous voulez. Et en extrayant le fer du régolithe lunaire, par exemple, vous pouvez alimenter une imprimante 3D et construire vos outils : vous n’avez plus besoin de pinces envoyées de la Terre, vous avez votre propre production.

Q. Pourtant, les milliardaires qui veulent nous emmener sur Mars, comme Elon Musk, font preuve d’une mentalité plutôt colonisatrice.

R. Je ne sais pas quel est l’état d’esprit de ces gens en matière de durabilité, mais ils en ont besoin d’un point de vue technique. Il n’est pas durable d’avoir en permanence cette chaîne d’approvisionnement depuis la Terre. Ils souhaitent réduire la quantité d’oxygène et d’eau qu’ils consomment. Et cela nous amène au deuxième aspect de la durabilité, l’utilisation responsable des ressources. L’un mène à l’autre par nature, je pense qu’ils vont devoir converger.

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