Le sperme congelé dans l’espace produit des souriceaux sains
Le sperme de souris lyophilisé signifie que les bébés de l’espace sont possibles
Il s’avère que les bandes dessinées avaient tort. Des chercheurs japonais ont découvert que le sperme de souris exposé à des niveaux élevés de rayonnement cosmique pendant près de six ans a produit une grande couvée de « chiots de l’espace » sains et banals.
Leur étude a été publiée vendredi dans Science Advances , qui n’a relevé jusqu’à présent aucun signe de Mousezillas ou de rongeurs Hulks. Le sperme a été stocké dans la Station spatiale internationale sous forme lyophilisée. Une fois ramenée sur Terre et réhydratée, elle a donné naissance à 168 petits, exempts de défauts génétiques . Le biologiste du développement et auteur principal, Teruhiko Wakayama, a déclaré jeudi à l’AFP qu’il y avait peu de différence entre les souris fécondées par le sperme de l’espace et les spermatozoïdes restés confinés sur notre planète. « Tous les chiots avaient une apparence normale », a-t-il déclaré, et lorsque les chercheurs ont examiné leurs gènes, « aucune anomalie n’a été trouvée ».
En 2013, Wakayama et ses collègues de l’Université de Yamanashi au Japon ont lancé trois boîtes, contenant chacune 48 ampoules de sperme lyophilisé, à l’ISS pour l’étude à long terme. Ils voulaient déterminer si une exposition à long terme aux radiations dans l’espace endommagerait l’ADN des cellules reproductrices ou transmettrait des mutations à la progéniture.
Cela pourrait être un problème pour notre propre espèce dans les futures missions d’exploration spatiale et de colonisation. Des lots ont été renvoyés sur Terre pour être fécondés après les neuf premiers mois, puis après deux ans et enfin après six ans, entraînant des centaines de naissances.
Le sperme lyophilisé a été sélectionné pour l’expérience car il peut être conservé à température ambiante , plutôt que d’avoir besoin d’un congélateur. Les ampoules étaient également petites et très légères, de la taille d’un petit crayon, ce qui réduisait encore les coûts de lancement. Lorsque les souris spatiales ont atteint l’âge adulte, elles ont été accouplées au hasard et la génération suivante semblait également normale.
Colonies spatiales : Wakayama, aujourd’hui directeur du centre de biotechnologie avancée de l’université de Yamanashi, a déclaré à l’AFP qu’il s’était inspiré de la science-fiction de Heinlein et Asimov et qu’il avait autrefois voulu être astronaute.
Bien qu’il ait décidé de devenir scientifique, le sens de l’émerveillement et de la fantaisie de l’exploration spatiale ne l’a jamais quitté. « A l’avenir, lorsque viendra le temps de migrer vers d’autres planètes, nous devrons maintenir la diversité des ressources génétiques, non seulement pour les humains mais aussi pour les animaux de compagnie et les animaux domestiques « , ont écrit Wakayama et ses collègues dans leur article. « Pour des raisons de coût et de sécurité , il est probable que les cellules germinales stockées seront transportées par des vaisseaux spatiaux plutôt que par des animaux vivants. »
Selon Wakayama, le processus de lyophilisation du sperme augmente sa tolérance par rapport au sperme frais, car le premier ne contient pas d’eau à l’intérieur de ses noyaux cellulaires et de ses cytoplasmes. Selon les calculs de l’équipe, le sperme lyophilisé pourrait être stocké jusqu’à 200 ans à bord de l’avant-poste orbital. L’humanité pourrait également vouloir étendre ses ressources génétiques hors de la planète en cas de catastrophe sur Terre, ajoute le journal. L’étude a noté qu’il est encore nécessaire d’étudier les effets du rayonnement spatial sur les œufs femelles congelés et les embryons fécondés avant que les humains ne franchissent cette prochaine étape dans l’ ère spatiale.
Le sperme congelé dans l’espace produit des souriceaux sains
Malgré quelques dommages à l’ADN, les bébés souris sont en bonne santé et fertiles
Si la NASA veut envoyer des humains sur Mars, elle enverra probablement aussi une provision inhabituelle pour le voyage interplanétaire : le sperme. Un approvisionnement diversifié en sperme humain pourrait assurer la diversité génétique d’une nouvelle colonie, essentielle à une population en bonne santé. Mais personne ne sait si les cellules reproductrices pourraient résister aux ravages des radiations endommageant l’ADN dans l’espace. Maintenant, une nouvelle étude montre que le sperme de souris stocké pendant plus de 9 mois sur la Station spatiale internationale (ISS) – où les niveaux de rayonnement sont environ 100 fois plus élevés que sur Terre – peut produire des souriceaux sains et fertiles.
« Ce travail est extrêmement important », déclare Steven Peck, biologiste et bioéthicien à l’Université Brigham Young de Provo, Utah, qui n’a pas participé à la recherche. Des chercheurs dirigés par Teruhiko Wakayama, biologiste à l’Université de Yamanashi à Kofu, au Japon, ont envoyé le sperme lyophilisé de 12 souris à l’ISS en 2013. Les astronautes ont placé les échantillons dans un congélateur à -95°C, où ils sont restés pendant 288 jours. Sur Terre, l’équipe a stocké le sperme des mêmes souris à la même température pendant la même durée.
Lorsque les échantillons spatiaux ont été renvoyés sur Terre, Wakayama et ses collègues ont recherché des signes de dommages à l’ADN causés par les radiations. Comme prévu, le sperme de l’ISS exposé à des niveaux plus élevés de rayonnement spatial près de la station présentait un ADN plus fragmenté que le sperme lié à la Terre. Ces dommages à l’ADN, qui auraient été impossibles à réparer pour les cellules congelées, ont été associés à des niveaux de fertilité plus faibles. Mais lorsque les scientifiques ont injecté le sperme de l’espace dans des œufs de souris frais qu’ils ont transférés dans des mères porteuses, ils ont été surpris. Environ 3 semaines plus tard, les femelles ont donné naissance à 73 « chiots de l’espace », à peu près autant qu’elles auraient pu s’y attendre avec du sperme normal, a rapporté l’équipe aujourd’hui dans les Actes de l’Académie nationale des sciences. C’est la première fois qu’une telle expérience est réalisée pour une espèce de mammifère, explique Wakayama.
C’est une bonne nouvelle pour les chiots de l’espace, mais aussi pour les nombreux astronautes humains qui sont devenus parents après avoir passé du temps dans l’espace. Mais il reste encore beaucoup à faire avant que les astronautes ne commencent à faire leurs valises pour Mars, note l’équipe. Les scientifiques doivent étudier les spermatozoïdes d’autres espèces de mammifères détenus dans l’espace pendant de plus longues périodes. Ils doivent également mener des études dans des conditions d’espace lointain plus réalistes, explique le biophysicien Francis Cucinotta de l’Université du Nevada à Las Vegas, qui n’a pas participé à la recherche. « Le rayonnement le plus dommageable se trouve en dehors du blindage géomagnétique de la Terre », bien au-delà de l’orbite de l’ISS, dit-il. « Il y a des risques beaucoup plus élevés dans l’espace lointain. »
Des «Chiots de l’espace» nés de sperme de souris lyophilisé stocké sur la station spatiale
Le sperme de souris lyophilisé qui a passé des mois à la Station spatiale internationale (ISS) est revenu sur Terre et a fécondé avec succès des ovules de souris pour produire des « chiots de l’espace » au nez nerveux – pour la science. Les chercheurs japonais à l’origine de ces nouveaux travaux, qu’ils ont publiés aujourd’hui (11 juin) dans un nouvel article, voulaient savoir comment le rayonnement spatial affecte la fertilité chez les mammifères. Les radiations peuvent endommager l’ ADN dans les cellules, provoquant des mutations (c’est pourquoi les dermatologues recommandent d’utiliser un écran solaire). Les environnements sur Terre fortement exposés aux rayonnements peuvent provoquer des malformations chez la progéniture des animaux.
Le rayonnement spatial en particulier a été une préoccupation majeure pour des pays comme les États-Unis et le Japon qui ont envoyé de nombreux astronautes dans de longues missions en orbite terrestre basse. Des destinations spatiales plus lointaines se profilent également à l’horizon. La NASA et d’autres agences spatiales développent des systèmes qui pourraient soutenir les humains lors de voyages de plusieurs mois vers d’autres destinations du système solaire telles que la lune et Mars, et le rayonnement est une grande préoccupation .
C’est là que les petits animaux grinçants entrent dans l’histoire. Les études précédentes n’ont pas été en mesure d’imiter les conditions de rayonnement spatial sur Terre, alors cette équipe a envoyé son expérience dans l’espace. Les chercheurs ont lyophilisé des échantillons de sperme de souris de 12 souris et les ont scellés dans de petites capsules légères, selon un communiqué de presse(s’ouvre dans un nouvel onglet)décrivant l’étude. 
Les paquets ont été transportés vers l’ISS et stockés pendant différentes durées. Une partie des échantillons est revenue sur Terre après neuf mois dans l’espace, une autre série est revenue après deux ans et neuf mois, et la dernière série d’échantillons de sperme de souris est revenue après cinq ans et 10 mois dans l’espace.
Une fois de retour sur Terre, l’équipe a ensuite déterminé la quantité de rayonnement absorbée par les échantillons à l’aide du séquençage de l’ARN. Ils ont découvert que le voyage de l’ISS n’avait pas entraîné de dommages à l’ADN des noyaux des spermatozoïdes.
Ils ont choisi de réhydrater les spermatozoïdes avec de l’eau, puis de les injecter dans des cellules ovariennes de souris fraîches. Après les avoir transférés sur des souris femelles, les mères sont tombées enceintes et ont finalement donné naissance à des bébés souris. Les « chiots de l’espace » sont nés en bonne santé et sans défauts, selon l’équipe.
Le sperme de souris a prospéré malgré six ans d’exposition aux rayonnements spatiaux
Les résultats suggèrent que les voyageurs spatiaux à long terme peuvent encore donner naissance à des enfants en bonne santé
Le sperme semble être imperturbable par de longs séjours dans l’espace.
Dans la plus longue expérience biologique à ce jour sur la Station spatiale internationale, le sperme de souris lyophilisé est resté viable après près de six ans dans l’espace. L’exposition aux radiations spatiales ne semble pas nuire à l’ADN des spermatozoïdes ou à la capacité des cellules à produire des « chiots de l’espace » sains, rapportent les chercheurs en ligne le 11 juin dans Science Advances .
Étudier comment le rayonnement spatial affecte la reproduction est délicat. Les instruments sur Terre ne peuvent pas imiter parfaitement le rayonnement spatial et l’ISS manque de congélateurs pour le stockage à long terme des cellules. Ainsi, le biologiste Teruhiko Wakayama de l’Université de Yamanashi à Kōfu, au Japon, et ses collègues ont lyophilisé le sperme, ce qui lui a permis d’être conservé à température ambiante. L’équipe a ensuite envoyé le sperme de 12 souris vers la station spatiale, tout en gardant d’autres spermatozoïdes des mêmes souris au sol.
Après avoir renvoyé les spermatozoïdes sur Terre, les avoir réhydratés et les avoir injectés dans des œufs de souris frais, l’équipe a transféré ces embryons à des souris femelles. Environ 240 chiots spatiaux en bonne santé sont nés de sperme conservé sur l’ISS pendant près de trois ans; environ 170 autres sont nés de sperme conservé sur la station spatiale pendant près de six ans. Les analyses génétiques n’ont révélé aucune différence entre ces chiots de l’espace et les souris nées de sperme stocké au sol. Les chiots de l’espace qui se sont accouplés à l’âge adulte ont eu des enfants et des petits-enfants en bonne santé.
Bien que ces résultats soient prometteurs, ils ne capturent peut-être pas tous les effets du rayonnement spatial, car l’ISS est partiellement protégée du rayonnement du champ magnétique terrestre. De plus, le rayonnement spatial endommage l’ADN, au moins en partie, en brisant les molécules d’eau dans les cellules ( SN : 15/07/20 ). Étant donné que le sperme lyophilisé ne contenait pas d’eau, il était peut-être particulièrement résistant aux radiations.
Dans le plus grand débat qui n’a jamais semblé possible, préféreriez-vous avoir des bébés de l’espace ou un steak de l’espace ?
Dans une étude publiée lundi dans Actes de l’Académie nationale des sciences , une équipe de chercheurs japonais rapporte qu’ils ont produit des chiots en bonne santé à partir de spermatozoïdes de souris lyophilisés qui ont passé 288 jours sur la Station spatiale internationale.
Et bien que cela ressemble à des bébés spatiaux à l’horizon, les chercheurs sont convaincus que la conclusion la plus immédiate que nous pouvons prouver à partir des chiots dans l’espace est que le bétail est possible – en d’autres termes, le boeuf spatial.
L’un des plus grands obstacles limitant les voyages spatiaux à longue distance est le rayonnement spatial . Les vols spatiaux exposent les voyageurs à des niveaux beaucoup plus élevés de ce rayonnement de particules endommageant l’ADN. Cela signifie que bien que le sexe dans l’espace soit difficile , en cas de conception, c’est le moindre de nos problèmes avec les radiations : en plus de provoquer le cancer, les radiations spatiales peuvent éventuellement muter les spermatozoïdes et les ovules, ce qui rend difficile la production d’une progéniture saine. Et puisque les voyages spatiaux vers nos exoplanètes les plus proches peuvent prendre des générations, faire des bébés dans l’espace est une préoccupation majeure.
Se reproduire ne suffirait cependant pas, car la petite population à bord d’un vaisseau spatial connaîtrait rapidement la consanguinité et tous les problèmes qui en découlent. Pour éviter cela, il faudrait envoyer des cellules sexuelles conservées dans un voyage spatial pour assurer la diversité génétique des colons.
C’est là qu’interviennent les spermatozoïdes de souris lyophilisés. Teruhiko Wakayama, un scientifique spécialiste des chiots de l’espace à l’Université de Yamanashi au Japon, et ses collègues voulaient voir si les cellules sexuelles préservées pouvaient survivre à un voyage dans l’espace tout en continuant à fonctionner correctement. Pour tester cela, ils ont conservé des spermatozoïdes de souris de laboratoire en les lyophilisant. Ils ont envoyé ces échantillons dans l’ISS pendant neuf mois, où ils ont été exposés à environ 100 fois le rayonnement qu’ils auraient subi pendant cette période sur Terre.
Lorsque les scientifiques ont récupéré les échantillons, ils ont examiné les cellules pour détecter les dommages à l’ADN auxquels vous pourriez vous attendre après ce niveau d’exposition aux radiations. Les chercheurs ont découvert que le sperme de l’espace présentait des niveaux légèrement élevés de dommages à l’ADN par rapport au groupe témoin resté sur Terre, mais lorsqu’ils ont imprégné des souris femelles avec ces cellules, le taux de fertilité était à peu près égal à celui du groupe témoin lié à la Terre. et la progéniture était en bonne santé. Ces chiots ont même produit une autre génération de descendants en bonne santé, ce qui suggère que les niveaux de dommages à l’ADN subis au cours du voyage de neuf mois vers l’ISS étaient suffisamment faibles pour être surmontés pendant le développement de l’embryon. Un résultat encourageant pour les chercheurs impliqués dans le projet.
« Nous sommes très heureux que les chiots de l’espace soient tous normaux », a déclaré Wakayama à Inverse .
Ce qui ressort de cette étude est le choix des chercheurs de lyophiliser les spermatozoïdes au lieu de les cryoconserver, la méthode typique de conservation du sperme. Ce mouvement inhabituel permet aux cellules d’être stockées à température ambiante jusqu’à deux ans, et dans un congélateur presque indéfiniment. Ce serait un énorme avantage pour les futures missions spatiales, où l’énergie et l’espace sont rares.
Wakayama explique que cette recherche était motivée par le désir de regarder vers l’avenir, à une époque où les humains pourraient vivre dans l’espace. Et bien que nous ayons vu des humains vivre dans l’espace dans le contexte de nombreux films de science-fiction, il déclare à Inverse : « À notre connaissance, il n’y a aucune recherche pour savoir si les humains peuvent se reproduire dans l’espace. »
Et bien qu’il soit facile de lire cette étude et de rêver de bébés de l’espace, Wakayama explique qu’il est plus probable que cette recherche sera utilisée pour élever du bétail plutôt que des humains. Lorsqu’on lui a demandé si nous pouvions faire cette procédure pour les humains, il a répondu assez fermement par la négative.
« Notre sujet principal est la reproduction des animaux domestiques », dit-il. « Notre intérêt est, pouvons-nous manger du steak dans l’espace? »
Alors voilà : nous aurons probablement un steak dans l’espace avant d’avoir des bébés dans l’espace.
Abstrait:Si les humains commencent un jour à vivre de façon permanente dans l’espace, la technologie de procréation assistée utilisant des spermatozoïdes conservés sera importante pour produire une progéniture ; cependant, le rayonnement sur la Station spatiale internationale (ISS) est plus de 100 fois plus fort que celui sur Terre, et l’irradiation cause des dommages à l’ADN dans les cellules et les gamètes. Ici, nous avons examiné l’effet du rayonnement spatial sur des spermatozoïdes de souris lyophilisés maintenus sur l’ISS pendant 9 mois à -95 ° C, avec lancement et récupération à température ambiante. Les dommages à l’ADN des spermatozoïdes et des pronucléi mâles étaient légèrement augmentés, mais les taux de fécondation et de natalité étaient similaires à ceux des témoins. Ainsi, le séquençage de nouvelle génération n’a montré que des différences génomiques mineures entre les descendants issus de spermatozoïdes conservés dans l’espace et les témoins, et tous les descendants ont atteint l’âge adulte et avaient une fertilité normale.
Mouse sperm thrived despite six years of exposure to space radiation
https://www.science.org/content/article/sperm-frozen-space-produce-healthy-mouse-pups
https://www.inverse.com/article/31919-space-pups-babies-mice-sperm-iss
https://www.space.com/space-pups-born-frozen-mouse-sperm
https://phys.org/news/2021-06-space-pups-mouse-sperm-iss.html