Chirurgie cardiaque, un entraînement physique difficile, survivre avec des pâtes et partir en voyage dans l'espace. Voilà, en un mot, l'aventure du Major Tom. De retour sur Terre, les scientifiques l'ont tué.
Il était juste avant 7 heures du matin lorsque le major Tom est revenu dans l'atmosphère. Il est revenu sur notre planète et sa gravité après 30 jours dans l'espace et 477 orbites autour de la Terre. Il n'avait pas de fenêtre à travers laquelle il pouvait voir la Terre approcher. Pourtant, il pouvait se sentir revenir sur Terre alors que les moteurs de frein étaient activés et que la capsule se détachait du reste du vaisseau spatial.
Le major Tom a percuté le plafond alors que l'air ralentissait la capsule et que la gravité faisait son travail. La température extérieure est montée à 2 000 degrés Celsius. A 9 kilomètres de la Terre, un parachute s'est ouvert et à 07h11 le vaisseau spatial s'est posé sur le pré d'une ferme russe.
Dix minutes après l'atterrissage, Alexander Andreyev-Andreyevsky est arrivé dans un hélicoptère militaire. Le biologiste de 30 ans était resté debout toute la nuit dans la ville voisine d'Orenbourg pour étudier les dernières informations du vaisseau spatial. "J'étais très inquiète parce que je ne savais pas comment allaient les souris. Quand je suis arrivé, j'ai dû attendre encore 40 minutes pour que la capsule soit démontée."
Le major Tom était l'une des 45 souris envoyées en orbite terrestre basse en 2013. Les informations envoyées sur Terre le mois précédent montraient qu'au moins la moitié des souris étaient mortes. Pourtant, il était possible que l'ordinateur ait envoyé des données incorrectes ou que l'équipage restant soit mort pendant la retraite. Quand Alexandre a vu l'une des souris bouger dans sa cage, il a été ému. « J'étais heureux, même s'il n'y avait pas de temps pour l'émotion. Il y avait trop de travail sur l'étagère."
Une fois les souris retirées de la capsule, leurs cages ont été déplacées dans une tente orange qui servait de laboratoire. Là, Alexandre a pris les souris par la queue une à une avec une pince à épiler pour les mettre dans une cage propre et les compter. Sur les 45 animaux, 16 avaient survécu au voyage. L'un était le major Tom.
Depuis que l'homme a immigré en Europe, en Asie ou plus tard en Amérique par bateau, cela s'est produit en compagnie involontaire de souris. Leur capacité à courir vite, à se faufiler dans des espaces restreints et à manger presque n'importe quoi en a fait l'une des espèces de mammifères les plus prospères. Les souris sont également à la pointe de l'exploration spatiale. L'histoire remonte certainement à 1900.
Depuis que les humains ont immigré en Europe, en Asie et plus tard en Amérique, cela s'est produit en compagnie involontaire de souris
Abbie Lathrop, ancienne enseignante au lycée, a ensuite commencé à élever des rongeurs dans sa ferme du Massachusetts. Elle voulait les vendre comme animaux de compagnie exotiques, mais est rapidement devenue un fournisseur pour les scientifiques. Les biologistes ont travaillé sur les lois de l'hérédité de Mendel. Il avait établi que les caractéristiques des plants de pois sont déterminées par des gènes qui sont transmis d'une génération à l'autre. Les biologistes voulaient également appliquer ces lois aux mammifères.
À Harvard, le professeur William Castle a chargé son étudiant Clarence Cook Little de tester les lois de Mendel sur des souris. Il a commencé à travailler avec des animaux de Lathrop en 1907. Sa première tâche était d'étudier la consanguinité. On savait que la reproduction répétée avec des frères et sœurs pouvait capturer des caractéristiques telles que la taille, le poids et la couleur. Ensuite, vous pourriez étudier l'héritage de ces traits.
La plupart des animaux ne tolèrent pas la consanguinité. Les rats développent des problèmes de santé lorsqu'ils s'accouplent avec des animaux apparentés pendant trois ans. Les souris ne souffrent pas de dépression consanguine - la variation génétique réduite des populations - probablement parce qu'elles vivent dans des groupes qui se sont déjà consanguins dans la nature. En 1911, Little avait développé la première race consanguine. Vingt ans plus tard, il fonde le laboratoire Jackson. Il élève 3 millions de souris par an.
Pratiquement tous les prix Nobel de médecine ont exigé des sacrifices d'animaux. Les pigeons ont été utilisés pour la recherche sur le paludisme, les chats pour la cartographie du cerveau, les vaches pour les greffes d'organes. Les souris ont conquis une place sur la montagne Olympe de la médecine, en particulier les souris noires 6. Ils ont bu de l'alcool, sniffé de la cocaïne et pris du Viagra. Certains ont été séparés prématurément de leur mère, d'autres ont été contraints de devenir obèses. Ils ont contribué à faire avancer la recherche sur le diabète, les maladies cardiaques et les problèmes osseux. Au Massachusetts Institute of Technology, ils ont été testés en écoutant une symphonie de Beethoven, et ils ont semblé l'apprécier.
Dans les années 1980, les souris noires 6 sont devenues importantes lorsque les scientifiques ont commencé à modifier l'ADN. Avec cette technologie, ils étudient les causes des maladies génétiques. Pour les guérir, les scientifiques ont besoin d'un modèle animal stable dans lequel chaque individu possède les mêmes propriétés génétiques.
Une explosion de souris a suivi. De nouvelles méthodes de modification génétique ont conduit à de nouvelles questions qui ont été résolues avec de nouvelles souris. Les scientifiques ont inventé des souris anémiques, des souris avec de l'ADN humain, des souris qui brillent dans le noir, des souris autistes et des souris sujettes au cancer.
De toutes ces nouvelles espèces de souris, aucune n'a connu autant de succès que la 6 noire. Cette espèce a tendance à devenir sourde, obèse, aveugle et âgée, et est petite et bon marché. De plus, un effet boule de neige a été créé. Plus les souris noires 6 étaient utilisées, plus elles généraient de données et meilleurs étaient les résultats scientifiques.
En quelques années, la petite souris black black 6 est devenue l'animal de prédilection pour les études cliniques. Il a fait des progrès médicaux dans le traitement du diabète et de l'athérosclérose. Les prix Nobel de 1989 (oncogènes rétroviraux), 1997 (prions) et 2008 (VIH) ont été le résultat d'expériences avec la souris noire 6. La souche représente 47% des plus de 7 500 variétés vendues par le Jackson Laboratory. Le major Tom était aussi une souris noire 6.
Le major Tom est né et a grandi à l'Institut de chimie bio-organique de Moscou. Lorsqu'il a été considéré comme un adulte à trois mois, il est parti avec 299 de ses frères et sœurs pour un enclos pour animaux à l'Université d'État de Moscou. Là, il a rencontré Alexander, qui l'a préparé pour son passionnant voyage dans l'espace en 51 jours.
Alexander Andreyev-Andreyevsky est un spécialiste des rongeurs et un scientifique de l'Institut des problèmes biomédicaux (IBMP), la plus grande agence russe pour les vols spatiaux habités. Il avait commencé à travailler sur l'IBMP en 2006, juste avant d'annoncer la relance du Bion Space Project. Entre 1973 et 1997, l'IBMP et l'agence de conception de fusées Roscosmos avaient lancé 11 satellites Bion dans l'espace, emportant mammifères, poissons, reptiles, insectes, bactéries et champignons. Puis vinrent seize ans avec des ressources financières limitées. En 2013, les souris ont été à nouveau autorisées pour la première fois. Alexander a dirigé leur formation.
Lorsqu'une souris meurt dans une cage, les autres souris mangent son cerveau et ses organes
Le major Tom s'appelait alors Mouse 50 et était pesé et examiné le lendemain de son arrivée. Il s'est alors fait implanter une micropuce sous la peau de son dos. Comme 29 autres souris choisies au hasard, il a subi une chirurgie cardiaque pour placer un cathéter afin de surveiller sa tension artérielle. "L'opération a été réalisée sous anesthésie générale et a duré 15 à 20 minutes", explique Alexander. Environ une semaine plus tard, la souris s'était remise de l'opération.
Les souris ont été randomisées en 100 groupes de trois 45 jours avant le lancement. Tous ces groupes ont été observés et remplacés s'ils s'adaptaient mal. "Les souris mâles noires 6 se portent généralement bien lorsqu'elles sont jeunes, mais deviennent plus agressives à mesure qu'elles vieillissent", explique Alexander. "L'espace est un environnement complètement inhabituel et nous avons besoin des souris les plus calmes là-bas." La souris 50 a été rejointe par la souris 51 et la souris 173. Elles s'entendaient très bien.
Deux semaines plus tard, l'entraînement physique a commencé. Chaque souris a été logée dans une boîte de 60 cm de large, afin que les scientifiques puissent analyser leurs mouvements et leur comportement. Ils ont ensuite testé l'équilibre des rongeurs sur un tapis roulant, une canne à lancer sur laquelle les souris devaient s'équilibrer comme un funambule. Plus tard, ils les ont mis dans une cage high-tech pendant une semaine avec une roue en marche sur laquelle ils ont enregistré leurs mouvements.
Alexander et ses collègues ont également effectué des tests d'intelligence sur les animaux. On leur a d'abord montré deux lumières qui s'allument sur l'une des parois de la cage en même temps. Les lumières avaient une couleur et une signification différentes. Si les souris choisissaient la lumière rouge, elles étaient récompensées par du lait en poudre. S'ils allaient chercher le feu vert, rien ne se passait. Une fois que les souris ont réalisé cela, les scientifiques ont inversé les rôles des lumières et ont observé la rapidité avec laquelle les souris ont remarqué le changement. Enfin, ils ont dû s'adapter à un régime de pâtes, la nourriture qu'on leur donnerait dans l'espace.
Une semaine avant le lancement, il y avait 53 cosmonautes potentiels parmi les 100 trios. Parmi ceux-ci, les scientifiques en ont choisi 35 pour des expériences de contrôle et en ont écarté 12 autres en raison de problèmes physiques, intellectuels ou sociaux. "Nous avons examiné si les souris pouvaient facilement vivre ensemble, si leurs implants fonctionnaient correctement, si elles avaient de bonnes capacités d'apprentissage et si elles pouvaient bien courir." . « Nous n'avons sélectionné que les souris avec des résultats médiocres parce que nous voulions des souris normales, pas des extrêmes. Ce n'étaient pas des Jeux Olympiques.'.
Le scientifique a ensuite placé les 35 trios dans de petits conteneurs en plastique et les a emmenés en voiture jusqu'à un aéroport de Moscou. De là, il est allé directement au cosmodrome de Baïkonour, un site de lancement dans le désert du Kazakhstan, de la taille d'un quart de la Belgique. Le voyage a duré environ 24 heures.
Au moment où une telle souris meurt, la connaissance scientifique est née
À Baykonur, les ingénieurs de Roscosmos ont effectué les derniers réglages d'une fusée Soyouz-2, qui transportait six petits satellites et un module Bion M-1. Les scientifiques de l'IBMP ont également amené à bord l'équipage supplémentaire du Bion, composé de huit gerbilles, quinze geckos, vingt escargots et une variété de poissons, de plantes, d'algues, de bactéries, de champignons et de microbes.
Trois jours avant le lancement, Alexander a logé ses souris dans le pod. Ce n'est qu'alors qu'il a sélectionné les quinze trios et Mouse 50 a reçu un nom. « Cinq des souris choisies avaient un cathéter cardiaque. Nous les avons nommés tous les cinq d'après une chanson de David Bowie, car nous écoutions souvent sa musique à l'époque."
Le 16 avril, Major Tom, Space Invader, Space Boy, Spider from Mars et Ziggy Stardust ainsi que les autres membres de leur trio ont reçu une nouvelle résidence :cinq cabines cylindriques, de la taille d'une grande bouteille de Coca. Dans chaque cabine, il y avait une caméra vidéo, un distributeur de nourriture, une lumière pour simuler la lumière du jour et un filtre pour collecter les déchets transportant un flux d'air constant. Les souris se sont allongées les unes sur les autres dans leur nouvelle maison pour se réchauffer.
Une grue a soulevé les cages et les a placées dans le biosatellite. Une vidéo de l'IBMP montre des dizaines de journalistes, d'ingénieurs et de scientifiques rassemblés autour des stands, tandis qu'Alexander et son assistante Anfisa Popova regardaient les bras croisés. Pendant les jours suivants, tous deux ne pouvaient pas se détourner d'un écran sur lequel ils pouvaient suivre les souris.
Le 19 avril, Alexander se tenait dans un champ ouvert à un kilomètre du site de lancement, filmant le démarrage des cinq moteurs du Soyouz-2. Alors que l'avion de 300 tonnes s'élevait, il laissa tomber sa caméra et arrêta d'enregistrer pendant la minute suivante. Les images montrent la végétation kazakhe aride, entendent des voix russes et le bruit de la fusée qui disparaît. "C'était un moment très émouvant, mais je ne pouvais pas pleurer. Je n'avais pas dormi depuis trois nuits parce que j'étais trop excité. »
Dans les airs, les 45 souris spatiales d'Alexandre ont été autorisées à montrer pourquoi elles avaient été choisies parmi 300 candidats pour participer à une mission spatiale de 100 millions de dollars impliquant des scientifiques de six pays. Les souris devaient prouver qu'elles étaient capables de survivre dans un habitat avec une radioprotection minimale, sans nid, sans abri, sans roue, sans soleil, sans nourriture sèche, sans eau, sans aide médicale et surtout, sans gravité.
Ce n'était pas la première fois que des souris allaient dans l'espace. En 2009, six souris avec de l'ADN étranger et plusieurs autres avec leur propre ADN ont été envoyées à la Station spatiale internationale pendant trois mois. La moitié est morte et est entrée dans le réfrigérateur jusqu'à ce qu'elle revienne. En 2011, six souris femelles Black 6 ont eu l'honneur d'embarquer sur Atlantis pour la dernière mission de la navette. Ils ont été tués cinq heures après l'atterrissage.
Jamais auparavant il n'y avait eu autant de temps de préparation, les souris avaient volé aussi haut autour de la terre ou autant de souris et de personnes avaient été impliquées.
De 1973 à 1997, les Russes ont lancé 11 missions Bion et lancé 212 rats et 12 singes rhésus, ainsi que des insectes, des amphibiens, des reptiles et des cellules humaines. Les missions ont fourni des informations sur le système musculo-squelettique, le cœur, la fonction d'équilibre et la réponse au stress. Ensuite, les gens pourraient rester plus longtemps dans l'espace. "Le principal résultat était qu'un cosmonaute pouvait rester en apesanteur pendant un an et demi", a déclaré Vladimir Sychev, directeur adjoint de l'IBMP.
Mais il y avait encore beaucoup à apprendre. « Il y a encore des processus que nous ne comprenons pas. Ce vol nous a donné les outils pour comprendre les effets au niveau moléculaire.» Le génome de la souris black 6 a été cartographié, certains gènes ont été désactivés et les voies moléculaires étudiées. Par conséquent, c'était l'un des meilleurs animaux possibles pour acquérir de telles connaissances.
« Les tissus fonctionnent très bien pour des choses simples », ajoute Alexander. "Mais les effets génétiques surviennent toujours à travers une interaction de systèmes, nous avions donc besoin d'un vrai animal. La microgravité et les radiations affectent la souris dès qu'elle quitte l'atmosphère. Les effets physiques n'apparaîtront que bien plus tard. »
L'atmosphère et le champ magnétique de la Terre protègent les humains à 99,9 % contre le rayonnement solaire. Lors d'un voyage vers Mars, les astronautes passent six à huit mois dans l'espace sans ce bouclier. Le risque de mutations génétiques et leurs conséquences physiques augmentent énormément.
"Les radiations peuvent être le coupable à moins que nous ne puissions protéger les astronautes", a déclaré Boyle. Les gènes du major Tom et de ses semblables peuvent donner un aperçu de la façon dont nous pouvons assurer la sécurité des personnes dans l'espace. Les souris noires 6 ne vivent pas plus de trois ans. Les 30 jours que le major Tom a passés dans l'espace équivaut à deux années humaines. La mission de Bion M-2 est prévue pour 2019. Le vaisseau spatial volera alors à une altitude de 1 000 kilomètres, où le rayonnement est presque 30 fois plus élevé.
Dix minutes après le lancement, le major Tom a quitté l'atmosphère terrestre. Les moteurs de la fusée sont tombés en panne, les effets de la microgravité se sont poursuivis, faisant flotter la souris et s'écraser sur ses compagnons de cage. Le vaisseau spatial a continué à monter doucement et silencieusement, passant des débris de satellites et traversant l'orbite de l'ISS jusqu'à ce qu'il atteigne une altitude de 575 kilomètres. La paix est revenue lorsque la température intérieure s'est stabilisée à 22 degrés Celsius.
Deux personnes ont été tuées le deuxième jour de la mission. Les scientifiques soupçonnent qu'ils sont morts après que leur queue se soit prise dans le séparateur de nourriture. "Nous n'avons trouvé aucune trace de bagarre, de morsure ou de conflit sur aucune image vidéo. Par conséquent, nous ne pensons pas que les blessures soient dues à une agression entre les hommes", a écrit plus tard Alexander avec douze collègues dans la revue scientifique PLoS ONE.
Au neuvième jour de la mission, une autre personne a été tuée pour la même raison. Le dixième jour, le système alimentaire de cinq cages a été endommagé, provoquant la mort de quinze autres souris. Onze autres mourraient à la fin du voyage, dont Mouse 51 de l'équipe du Major Tom. "Si une souris meurt dans une cage, les autres souris la mangent", explique Alexander. « Comme la plupart des animaux, ils commencent par le cerveau et les tripes. C'est ce qu'ils font lorsqu'ils s'entretuent au combat."
La mission a apporté de nouvelles déceptions. En raison d'un défaut d'approvisionnement en oxygène, toutes les gerbilles sont mortes à la fin de la première semaine. Lorsque les lumières des aquariums se sont éteintes, la photosynthèse des algues s'est arrêtée et tous les poissons et crustacés sont morts. Les quinze geckos et les vingt escargots ont survécu. Les vers sont morts parce qu'ils ont été mangés par les geckos, comme prévu.
Au cours de la mission du major Tom, Alexander a passé beaucoup de temps à Baykonur. Il a étudié les souris qu'il comparera plus tard aux souris de l'espace. Il a également analysé le peu d'informations que le vaisseau spatial transmettait. « La plupart des données provenaient des cinq souris avec un implant cardiaque. Nous pourrions plus ou moins déduire de la consommation d'oxygène si les autres étaient encore en vie.'
De retour sur Terre, le major Tom et les trois quarts des autres souris étaient plus gros que lorsqu'ils sont partis. Cela était dû à la quantité de pâtes au menu et à un manque de gravité et de mouvement. Manger le cerveau et les intestins de la souris 51 a également joué un rôle.
La léthargie après le vol est un autre problème courant. "Lorsque nous avons examiné les souris immédiatement après l'atterrissage, nous avons constaté un déclin majeur de la fonction motrice", a écrit Alexander dans son étude. « Les souris ne pouvaient pas se tenir debout. Leurs pattes avant et arrière étaient plus sur les côtés de leur corps que juste sous leur torse. Elles bougeaient à peine, même lorsqu'on les poussait." L'activité des souris n'a repris que six heures plus tard.
La récupération n'était pas vraiment ce que les scientifiques voulaient. Chaque minute que les animaux passaient en gravité normale était une minute de moins d'informations sur les effets néfastes sur la santé de leurs expériences dans l'espace. Une fois qu'Alexandre a mesuré les souris survivantes et administré les premiers tests physiques, il a ramené les souris au cosmodrome de Baykonur.
Après c'est allé vite. D'Orenbourg, Alexandre et ses souris ont pris un avion militaire pour Moscou. Là, ils sont partis dans une ambulance avec des sirènes hurlantes pour éviter les embouteillages. "C'était comme un film hollywoodien", se souvient Alexander. Les souris ont ensuite été séparées les unes des autres. Onze ont été laissés dans l'IBMP pour être tués pour une enquête. Le major Tom et cinq autres souris sont restés dans l'ambulance pour retourner avec Alexandre dans leurs cages à l'Institut Kurchatov. Les chercheurs ont analysé leurs mouvements quotidiens.
Au bout d'une semaine, le Major Tom et ses amis durent retourner à l'IBMP et subirent le même sort que les autres cosmonautes. Le dimanche 26 mai 2013, le cou du major Tom a été fracturé en raison d'une luxation cervicale, le déplacement des vertèbres dans le cou. Il a ensuite été décapité.
Le moment où une telle souris meurt est le moment où la connaissance scientifique est née. Les organes du major Tom sont allés à des spécialistes de six pays, ce qui a donné lieu à 70 études. Les scientifiques ont divisé son cerveau en morceaux plus petits - le cortex frontal, le cortex visuel, l'hypothalamus, l'hippocampe, le striatum et le noyau noir - dont certains ont été envoyés à Vladimir Naumenko, chercheur principal à l'Institut russe de cytologie et de génétique. .
Dans une étude de juillet 2014, il a conclu que "les voyages dans l'espace réduisaient l'expression de gènes cruciaux impliqués dans l'absorption de dopamine". Une telle réduction peut non seulement perturber le tonus musculaire, mais aussi augmenter le risque de maladies telles que la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, la dépression et la schizophrénie. Par conséquent, les voyageurs sur Mars peuvent avoir besoin de prendre des antidépresseurs pour contrôler leur taux de dopamine et prévenir les maladies.
Les scientifiques ont également prêté attention aux effets de la microgravité sur la moelle osseuse, les récepteurs de l'insuline et les spermatozoïdes. Les spermatozoïdes se déplacent plus rapidement après avoir été exposés à l'espace, bien que l'on ne sache pas encore pourquoi. Les scientifiques ont constaté que les artères du cerveau des souris se contractaient et se dilataient moins souvent. Cela peut expliquer pourquoi les astronautes souffrent d'une vision réduite lorsqu'ils reviennent de l'espace. Ces résultats dépendent des analyses génétiques. Cela n'aurait pas été possible si le génome de la souris n'avait pas été cartographié.
Les autres animaux de la mission ont donné des résultats différents. Les escargots, qui ont un système nerveux simple et soigneusement étudié, ont permis aux scientifiques d'étudier l'adaptation du système vestibulaire à la gravité normale après un voyage dans l'espace. Cela, à son tour, pourrait aider à expliquer ce qui se passe dans le cerveau humain dans les 24 heures suivant un vol spatial. Les geckos ont apporté un aperçu du système musculaire, ce qui pourrait conduire au développement de vêtements pour prévenir la perte musculaire en imitant les stimuli du sens du toucher.
Alexander n'était pas présent aux dernières expériences sur le major Tom. Il a étudié les souris témoins qui attendaient leur retour depuis le départ de leurs congénères. Il a choisi 45 rongeurs, les a divisés en trios et les a placés dans les mêmes boîtes utilisées pour la mission spatiale. Le mois suivant, ces souris n'ont vu aucune lumière du soleil, aucune roue en marche et aucune nourriture sèche. Alexander a simulé les conditions auxquelles les souris spatiales étaient exposées, mais sous une gravité normale.
La mort des souris a marqué la fin d'une trajectoire importante. Au cours des six mois de leur vie, le major Tom et les autres souris de l'espace ont subi une chirurgie cardiaque, ont subi un entraînement physique, se sont adaptés à un régime de pâtes, ont appris à flotter et sont revenus de l'espace pour dire à leur corps à quel point la vie était dure là-bas. /P>
Alexander a suggéré de garder quelques souris en vie, mais ses collègues ont rejeté la proposition. Lui-même n'a pas assisté à leur mort. "Je n'aimais pas regarder", dit-il. "J'étais trop proche des créatures."
