Étudier la perte osseuse dans l'espace avec OSTEO

L'astronaute John Glenn révise la procédure avant de manipuler l'équipement OSTEO. (Photo : NASA)

L'astronaute John Glenn révise la procédure avant de manipuler l'équipement OSTEO. (Photo : NASA)

Le Canada compte plusieurs grands succès dans l'espace et les expériences OSTEO, lancées le 29 octobre 1998 à bord de la navette Discovery, en font partie. La mission, vouée à l'étude du vieillissement, a donné pour la première fois l'occasion aux chercheurs en sciences de la vie d'étudier la culture des cellules osseuses dans l'espace.

Les trois expériences OSTEO

Réalisées par le vétéran de l'espace John Glenn, les trois expériences spatiales sélectionnées portaient sur la dégénérescence des os et sur le traitement possible de l'ostéoporose.

Les expériences OSTEO ont été réalisées sur des plateaux identiques à celui-ci, empilés les uns sur les autres. L'utilisation des couleurs facilite la manipulation faite par l'astronaute. (Photo : ASC)

Les expériences OSTEO ont été réalisées sur des plateaux identiques à celui-ci, empilés les uns sur les autres. L'utilisation des couleurs facilite la manipulation faite par l'astronaute. (Photo : ASC)

La première expérience, celle du professeur John Davies (disponible en anglais seulement) du Centre for Biomaterials (disponible en anglais seulement) de l'Université de Toronto, a servi à étudier la relation de cause à effet entre les vols spatiaux et l'apparition de certains symptômes de l'ostéoporose. La deuxième expérience, dirigée par le professeur Peter Loomer de l'Université de la Colombie-Britannique, avait pour objet les effets de la microgravité sur le développement des os et les mécanismes qui provoquent la maladie. Finalement, dans la troisième expérience, le professeur Dennis Sindrey, directeur de projet pour le groupe Allelix Biopharmaceuticals, a analysé les effets de l'hormonothérapie dans le traitement contre l'ostéoporose.

L'Agence spatiale canadienne a appuyé Millenium Biologix (disponible en anglais seulement) dans la conception du mini-laboratoire OSTEO, qui a permis de tester la croissance de cellules osseuses à l'aide d'un biomatériau synthétique, Osteologic, également développé par Millenium. Grâce à ce laboratoire et à ce biomatériau qui imite la structure de l'os, on a notamment pu étudier 192 échantillons de cellules osseuses que l'on avait fait croître préalablement. Aujourd'hui, une version médicale de ce matériau, le Skelite, est utilisée au Canada, aux États-Unis et en Europe pour guérir des fractures. Le Skelite reproduit la composition chimique et la structure physique d'un os naturel. Il facilite la guérison des os fragilisés ou fracturés. Implanté comme greffon, il finit par se résorber et par être remplacé par des tissus vivants.

Structure synthétique poreuse Skelite 3D (Photo : Millenium Biologix)

Structure synthétique poreuse Skelite 3D (Photo : Millenium Biologix)

Forte du succès d'OSTEO, Millenium a développé des systèmes perfectionnés d'étude de la perte osseuse et du génie tissulaire qui ont suscité l'intérêt de plusieurs agences spatiales pour de futures expériences dans le même domaine.

Pourquoi étudier l'ostéoporose dans l'espace?

Au Canada, une femme sur quatre et un homme sur huit âgés de plus de 50 ans souffrent d'ostéoporose. Son traitement coûte plus de 600 millions de dollars annuellement aux Canadiens.

John Glenn au cours d'OSTEO (Photo : NASA)

John Glenn au cours d'OSTEO (Photo : NASA)

La recherche dans l'espace est utilisée dans le but de mieux comprendre cette maladie et d'aider les astronautes à se préparer aux missions spatiales de longue durée. En fait, l'absence de pesanteur a un effet sur la physiologie des astronautes, dont les os se dégradent dix fois plus rapidement que les patients souffrant d'ostéoporose sur Terre. La raison de cette perte due à la microgravité est toujours à l'étude afin d'améliorer les traitements.

Les trouvailles d'OSTEO

Vue microscopique d'un os sain (à gauche) et d'un os ostéoporotique (à droite)

Vue microscopique d'un os sain (à gauche) et d'un os ostéoporotique (à droite)

Grâce à l'expérience OSTEO, les chercheurs ont découvert que certaines cellules osseuses isolées dans l'espace régénèrent les os plus lentement que sur Terre. Cette régénération ralentie est aggravée par l'action accélérée d'autres cellules, qui causent la dégradation des os. Cette révélation est significative et démontre que l'attraction gravitationnelle sur Terre agit peut-être directement sur les cellules.

L'expérience a inspiré l'élaboration d'un système clinique appelé ACTES, conçu par Millenium. Ce système permet aux établissements de santé situés en dehors des grands centres urbains de générer eux-mêmes des tissus organiques sans devoir faire appel à un réseau externe indépendant souvent éloigné et coûteux.

L'expérience se poursuit

L'expérience OSTEO connaîtra cependant une suite grâce à eOSTEO, dont le lancement est prévu pour 2007. C'est à suivre!