Un champignon extrême de Tchernobyl pourrait protéger les astronautes des radiations mortelles

Une expérience faite à bord de la Station spatiale internationale démontre le potentiel d’un champignon robuste pour protéger les astronautes du rayonnement cosmique. Ce champignon a déjà fait ses preuves dans l’un des endroits les plus hostiles de la planète: la centrale nucléaire de Tchernobyl en ruine.

Le rayonnement cosmique galactique reste un obstacle inquiétant à une présence humaine soutenue dans l’espace.

Ce problème non résolu commence à devenir un peu urgent, avec le calendrier d’atterrissage Artemis Moon de la NASAuled pour 2024, ainsi que des promesses de missions avec équipage sur Mars et l’établissement de colonies martiennes. Un aller-retour de 360 ​​jours sur la planète rouge, par exemple, serait exposer astronautes non protégés aux deux tiers de leur durée de vie autoriséeune exposition ime, soit 662 mSv, les rendant vulnérables à de nombreux risques pour la santé, dont des cancers mortels.

Sdes scientifiques et des ingénieurs ont proposé diverses solutions pour résoudre le problème, notamment une Star Trek-comme bouclier déflecteur et un proposition pour fabriquer des briques de protection contre les radiations à partir du régolithe poussiéreux martien.

Mais comme neuf recherche mis en ligne sur la préimpression bioRxiv souligne, une solution toute faite peut déjà exister sous la forme d’un champignon extrémophile connu sous le nom de Cladosporium sphaerospermum.

Les scientifiques ont découvert cet organisme pour la première fois en 1886, et il a été trouvé croissance dans des environnements radioactifs, y compris les piscines de refroidissement du nucléaire endommagé de Tchernobyl usine, où les niveaux de rayonnement sont de trois à cinq ordres de grandeur plus élevés que les niveaux de fond normaux. C. sphaerospermum est un champignon mélanisé et radiotrophique – un organisme capable de convertir l’énergie radioactive en énergie chimique, ce qu’il fait en utilisant des pigments de mélanine à l’intérieur de ses parois cellulaires. Cela semble étrange, mais c’est analogue à la photosynthèse, dans laquelle les plantes convertissent l’énergie de la lumière visible en énergie utile.

«La mélanine peut aussi être la façon dont le champignon se protège des effets nocifs des radiations, avec l ‘« effet secondaire »d’un plus d’énergie, qui a probablement lead à le champignon trouvant des habitats idéaux dans des environnements radioactifs », Nils Averesch, co-auteur de l’étude et scientifique du NASA Ames Research Center, a expliqué dans un e-mail.

Compte tenu de l’appétit inhabituel de ce champignon pour les radiations, les co-auteurs d’Averesch, Graham Shunk et Xavier Gomez, anciens lycéens du Orbites supérieures «Allez pour le lancement!» Programme (une organisation à but non lucratif faisant la promotion des domaines STEM), et d’autres, ont conçu une expérience pour déterminer la quantité de rayonnement que cet organisme pourrait absorber dans l’espace. Ils ont également cherché à évaluer sa pertinence en tant que milieu pour un écran anti-rayonnement.

«Ils ont postulé que si un organisme utilise des radiations, il doit également lui être résistant et pouvoir le réduire, également dans l’espace », a déclaré Averesch. «Ils ont développé un concept pour une expérience qui testerait cela avec le rayonnement dans l’espace (puisque le rayonnement spatial est assez différent des environnements radioactifs sur Terre) et ont été récompensés par la fondation Higher Orbits.

Le lieu choisi pour cette expérience était l’International Espace Gare, qui présente un environnement de rayonnement unique semblable à la surface de Mars.

Pour exécuter le test, une boîte de Pétri a été divisée en deux, avec un côté avec C. sphaerospermum et un côté vide servant de contrôle négatif. Les champignons ont pu se développer pendant 30 jours, tandis que les niveaux de rayonnement ont été surveillés toutes les 110 secondes avec un compteur Geiger. Les résultats ont montré que les champignons étaient capables de s’adapter à l’environnement de microgravité de l’orbite terrestre basse et de vivre du rayonnement entrant. De plus, l’expérience a montré qu’une couche de croissance de 1,7 millimètre d’épaisseur, ou une «pelouse fongique», comme l’ont décrit les chercheurs, bloquait le rayonnement entrant quelque part entre 1,82% et 5,04.% par rapport au contrôle négatif.

« L’erreur [range] est due à l’incertitude dans la détermination mathématique de cette valeur », a déclaré Averesch. «Bien que cela ne soit pas suffisant pour protéger suffisamment les astronautes, c’est un point de départ pour le développement ultérieur d’un bouclier anti-rayonnement en direct.»

« Dans l’expérience, nous avons pu prouver que le champignon ne se développe pas seulement sur ionizrayonnement sur Terre mais aussi dans l’espace », a déclaré Averesch. «En plus de ne pas être détruit par les radiations … le champignon réduit en fait le rayonnement du spectre mesuré. »

Les chercheurs émettent l’hypothèse qu’une pelouse fongique mesurant 21 centimètres d’épaisseur pourrait «annuler en grande partie l’équivalent de dose annuel de l’environnement de rayonnement à la surface de Mars», comme ils l’ont écrit dans l’étude. C. sphaerospermum est ainsi classé comme «parmi les atténuateurs de rayonnement les plus efficaces», ce qui en fait un candidat prometteur pour la protection des astronautes contre le rayonnement cosmique galactique, écrivent-ils.

Comme avantage supplémentaire, le champignon est un substrat auto-entretenu et auto-réplicatif capable de vivre même avec les plus petites doses de rayonnement et de biomasse. Il peut également être cultivé sur de nombreux carbones différents sources, telles que les déchets organiques.

«Cela réduit considérablement la quantité de matériau de protection que l’on devrait apporter sur Mars, ce qui est peut-être ce qui le rend le plus excitant, car la masse ascendante est très restrictive dans tout scénario de mission sur Mars», a expliqué Averesch.

Averesch a déclaré qu’aucune solution unique ne résoudra probablement le problème du rayonnement spatial, mais que le champignon pourrait éventuellement être utilisé dans le cadre d’un système à plusieurs composants. Le champignon n’est pas nocif pour les humains, a-t-il déclaré, mais l’exposition serait probablement minime, à tout prix, parce que le micro oule ganisme pourrait être cultivé dans une double paroi.

Alors, un début prometteur pour cette solution potentielle, mais plus d’expériences et de données sont nécessaire. Pour l’avenir, Averesch aimerait effectuer plus de tests avec des excroissances fongiques «pour renforcer les données et les résultats de l’étude» en vue de la soumission l’article à une revue scientifique à comité de lecture.

Si cette solution fonctionnait réellement, les futurs explorateurs de l’espace auraient intérêt à saluer leurs compagnons fongiques – des créatures capables de résister aux radiations intenses trouvées dans la centrale nucléaire de Tchernobyl. Il y a quelque chose de curieusement rassurant à ce sujet.