En 1996, quelque chose de remarquable s'est produit à la NASA. Les frères jumeaux Mark et Scott Kelly ont été acceptés à la NASA; Mark en tant que pilote de navette, et Scott dans les opérations techniques au sol, au moins initialement. Finalement, les deux frères sont devenus astronautes. Ils sont les seuls frères et sœurs à avoir tous deux été dans l'espace.
Que ce soit intentionnel ou non, avoir des frères jumeaux a donné à la NASA une opportunité importante. Ils pourraient utiliser un jumeau comme groupe de contrôle et envoyer l'autre en mission prolongée dans l'espace. Cela a permis à la NASA de mener d'importantes recherches sur les effets des voyages dans l'espace sur le corps humain.
En mars 2016, Scott Kelly est revenu d'une mission d'un an (340 jours) à bord de la Station spatiale internationale, tandis que son frère Mark est resté sur Terre. Des échantillons génétiques ont été prélevés sur chaque frère avant et après le passage de Scott à bord de l'ISS. Maintenant, la NASA a publié les résultats préliminaires de cette opportunité sans précédent.
Le programme de recherche humaine de la NASA a réalisé l’étude et les résultats ont été publiés lors de leur atelier d’enquêteurs la semaine du 23 janvier. Le thème de cet atelier était Une nouvelle aube: permettre l'exploration de l'espace humain. Bien que les études soient en cours, ces premiers résultats sont intéressants.
Mike Snyder, qui est l'enquêteur Integrated Omics, a rendu compte de ses conclusions. Il a trouvé un niveau modifié de lipides dans Scott, le jumeau de vol, ce qui indique une inflammation. Il a également trouvé une augmentation de 3-indolepropionique (IPA) dans Mark, le jumeau au sol. L'IPA est une thérapeutique antioxydante potentielle du cerveau, et aide également à maintenir des niveaux d'insuline normaux, pour stabiliser la glycémie après les repas.
Les télomères et la télomérase font partie du système chromosomique du corps humain. Susan Bailey a rapporté que pour Scott, le jumeau de vol, la longueur des télomères de ses globules blancs augmentait dans l'espace. En règle générale, ils diminuent avec l'âge. Une fois sur Terre, ils ont recommencé à raccourcir.
La télomérase, une enzyme qui répare les télomères, a augmenté chez les deux frères en novembre, ce qui pourrait être lié à un événement familial stressant à cette époque.
Mathias Basner étudie les performances cognitives en vol spatial, en particulier la différence de cognition entre une mission de 12 mois et une mission de six mois. Bien qu'il ait trouvé une légère diminution de la vitesse et de la précision après la mission, il n'a trouvé aucune réelle différence de cognition entre les missions de 6 mois et de 12 mois.
L'enquête de Scott Smith sur la biochimie a montré une diminution de la densité osseuse au cours de la seconde moitié de la mission de Scott. Scott avait également augmenté les niveaux d'un marqueur biochimique de l'inflammation une fois de retour sur Terre.
Fred Turek a rapporté les résultats préliminaires de son enquête sur les bactéries du tractus gastro-intestinal (microbiome) qui facilitent la digestion. Il y avait de nombreuses différences dans les biomes des jumeaux, mais cela était attendu en raison de leurs régimes et environnements différents. Il y avait des différences intéressantes dans le biome de Scott entre son temps dans l'espace et son temps au sol. Le rapport entre deux groupes bactériens dominants a changé pendant son temps de vol par rapport à son temps au sol.
Emmanuel Mignot a étudié les changements dans les corps des deux jumeaux avant et après l'administration d'un vaccin contre la grippe. Les deux jumeaux ont montré des niveaux accrus de récepteurs des cellules T après le vaccin, ce qui était la réponse immunitaire attendue.
Chris Mason effectue le séquençage du génome sur l'ADN et l'ARN contenus dans les globules blancs des jumeaux avec son enquête. Le séquençage de l'ARN a montré que plus de 200 000 molécules d'ARN étaient exprimées différemment entre les jumeaux. Mason va regarder de plus près pour voir si un «gène spatial» aurait pu être activé pendant que Scott était dans l'espace.
Andy Feinberg étudie comment l'environnement régule notre expression génique, connue sous le nom d'épigénomique. L'ADN des globules blancs de Scott a montré une diminution des niveaux de modification chimique pendant le vol et un retour à la normale une fois de retour sur Terre. Le même niveau chez Mark (le jumeau au sol) a augmenté au milieu de l'étude, mais est ensuite revenu à la normale. Il y avait une variabilité entre les jumeaux, appelée bruit épigénétique. Ce bruit était plus élevé à Scott pendant son vol spatial, et est revenu aux niveaux de base une fois de retour sur Terre. Cela pourrait indiquer que certains gènes sont plus sensibles à l'environnement changeant du vol spatial que d'autres.
Beaucoup plus de recherches sont nécessaires pour vraiment comprendre ces résultats. Une fois qu'ils seront examinés en coordination avec d'autres investigations physiologiques, psychologiques et technologiques, l'image deviendra plus claire. Plus tard en 2017, il y aura une publication conjointe d'autres résultats, ainsi que des articles de recherche individuels.
Le but de la NASA est de rendre les voyages dans l'espace plus sûrs pour les astronautes et de rendre les missions plus efficaces et efficientes. Avec toutes les discussions sur les missions vers Mars au cours de la prochaine décennie, ces résultats arrivent au moment idéal.
