Les virus semblent plus virulents dans l'espace

Un schéma inquiétant en orbite

À bord de la Station spatiale internationale il y a quelques années, des cliniciens traitant un membre d'équipage ont découvert qu'une éruption cutanée ordinaire cachait un indice extraordinaire : la présence du virus de l'herpès simplex de type 1 à des niveaux élevés, tant dans une lésion que dans la salive de l'astronaute. Cette découverte n'était pas une curiosité isolée. Au cours de décennies de vols spatiaux habités, les équipes surveillant les astronautes ont enregistré à plusieurs reprises la réapparition d'herpèsvirus latents pendant les missions, et des groupes de recherche en laboratoire ont rapporté que certains microbes cultivés en microgravité ou à bord d'engins spatiaux deviennent plus agressifs ou produisent plus de particules infectieuses que leurs jumeaux restés sur Terre. Ces observations distinctes — réactivation virale chez l'humain, bactéries devenant plus virulentes après un vol spatial et démonstrations en laboratoire de l'assemblage plus efficace des particules virales en faible gravité — soulèvent une question difficile pour les planificateurs de missions comme pour les microbiologistes : les agents pathogènes deviennent-ils réellement « plus forts » dans l'espace, et si oui, pourquoi ?

Il n'existe pas de réponse unique et simple. Ce dont disposent les scientifiques aujourd'hui, c'est d'une mosaïque d'expériences, de rapports de cas cliniques et d'enquêtes génomiques qui indiquent plusieurs façons dont l'environnement spatial peut modifier les microbes et le système immunitaire humain, ainsi que de réels risques opérationnels pour les missions de longue durée au-delà de l'orbite terrestre basse. Les preuves sont suffisamment robustes pour exiger une attention particulière, mais assez incomplètes pour laisser subsister d'importantes lacunes mécanistes.

Une biologie inattendue en orbite

La surveillance clinique des astronautes a documenté à plusieurs reprises la réactivation et l'excrétion d'herpèsvirus humains latents — le virus d'Epstein–Barr (EBV), le virus de la varicelle et du zona (VZV), le cytomégalovirus (CMV) et le virus de l'herpès simplex (HSV) — tant lors de courts vols de navettes que lors de missions plus longues à bord de l'ISS. Dans un cas détaillé, un astronaute a développé une dermatite à HSV-1 à la mi-mission et les enquêteurs ont récupéré des charges virales élevées dans l'éruption et la salive ; le séquençage génomique a montré que la population virale en vol présentait plus de variants mineurs que les échantillons prélevés après le retour sur Terre, suggérant une dynamique virale altérée pendant la mission. Ces découvertes, ainsi que des travaux d'enquête plus vastes sur la salive et l'urine des astronautes, indiquent que la réactivation virale est courante et produit parfois des virus infectieux vivants en vol.

Assemblage des virions et phages en microgravité

Parallèlement, les enquêtes génomiques sur des isolats bactériens de l'ISS révèlent une communauté microbienne qui s'adapte rapidement sur les surfaces de la station et dans ses systèmes d'eau. Ces enquêtes ont identifié des centaines de prophages — des génomes viraux intégrés dans les chromosomes bactériens — et des fonctions codées par ces prophages associées à la résistance au stress, à la réparation de l'ADN et à la résistance aux antimicrobiens. Cette activité des éléments génétiques mobiles constitue un mécanisme crédible permettant aux microbes d'acquérir des traits améliorant leur survie dans l'environnement de l'engin spatial et modifiant potentiellement leur pathogénicité.

Mécanismes possibles et facteurs d'interaction

Les chercheurs jonglent avec plusieurs hypothèses plutôt qu'avec un modèle explicatif unique. Un ensemble de mécanismes agit sur l'hôte humain : le stress prolongé de la mission, la perturbation du sommeil et des rythmes circadiens, la variation des niveaux hormonaux (notamment le cortisol) et des changements mesurables dans la fonction des cellules immunitaires réduisent la surveillance immunitaire et le contrôle des virus latents. Le rayonnement de particules à haute énergie peut également endommager les cellules hôtes et il a été démontré, dans des systèmes de laboratoire, qu'il déclenche la transcription lytique des herpèsvirus, offrant ainsi une voie directe et non immunitaire à la réactivation. Ces effets centrés sur l'humain aident à expliquer pourquoi des virus latents qui vivent discrètement pendant des années sur Terre peuvent commencer à s'excréter lors d'une mission.

Du côté microbien, la microgravité modifie l'écoulement et le transport des fluides de sorte que la diffusion l'emporte sur la sédimentation. Cela altère les gradients de nutriments, les forces de cisaillement et l'architecture des biofilms ; dans certaines expériences, ces changements physiques entraînent une modification de l'expression génique, une formation accrue de biofilms et des changements dans les réseaux de régulation tels que le régulon Hfq impliqué dans la réponse de Salmonella aux vols spatiaux. Pour les virus, une dynamique d'assemblage altérée — moins de courants de convection, des taux de collision différents des protéines de capside ou un comportement modifié de la membrane lipidique — pourrait concevablement changer l'efficacité ou la stabilité des virions produits, bien que les preuves directes pour les virus humains dans des conditions spatiales réelles restent limitées. Enfin, la dynamique phages-hôtes et le transfert horizontal de gènes à bord des engins spatiaux créent un autre vecteur permettant aux microbes d'acquérir des traits liés à la persistance.

Risques opérationnels et conception des missions

Pour les missions courtes, le risque sanitaire immédiat semble gérable : la plupart des réactivations virales enregistrées jusqu'à présent étaient asymptomatiques ou légères, et des contre-mesures de routine existent. Mais les planificateurs des missions Artemis, des habitats lunaires et des éventuelles missions vers Mars s'inquiètent d'une exposition prolongée. Lors d'un voyage de plusieurs mois au-delà de la Terre, la combinaison d'un rayonnement cosmique galactique plus élevé, d'une exposition prolongée à la microgravité et d'options d'évacuation médicale limitées amplifie les enjeux. Si un virus humain latent se réactive pour provoquer une maladie symptomatique à un moment où les fournitures médicales et le statut immunitaire sont compromis, la mission pourrait être mise en péril. De même, les microbes qui forment des biofilms tenaces ou propagent des gènes de résistance aux antibiotiques constituent une menace pour les systèmes de support de vie tels que le recyclage de l'eau.

Ce que font les scientifiques et les agences

Les agences spatiales et les groupes académiques réagissent sur plusieurs fronts. La surveillance biologique continue des fluides et des surfaces des équipages, la surveillance génomique des microbes de la station, l'amélioration de la stérilisation et des surfaces antimicrobiennes, ainsi que des expériences conçues pour distinguer les rôles respectifs de la microgravité, du rayonnement et du stress, sont toutes en cours. Certaines équipes étudient des approches d'« astropharmacie » : de petits kits acellulaires capables de synthétiser des thérapies ou des antimicrobiens à base de phages à la demande dans l'espace. D'autres groupes testent des stratégies d'atténuation identifiées lors d'expériences au sol — par exemple, des suppléments de milieu de culture qui neutralisent les signatures de virulence associées à l'espace chez Salmonella — et perfectionnent les systèmes de contrôle environnemental pour limiter la formation de biofilms.

Quel degré d'inquiétude devrions-nous avoir ?

La réponse courte est : de la vigilance, pas de la panique. La constellation de résultats provenant de la surveillance des astronautes, des essais de virulence bactérienne et des études d'assemblage de phages en laboratoire montre des réponses biologiques cohérentes et reproductibles à l'environnement spatial, mais ces réponses varient selon l'organisme, le dispositif expérimental et la durée. Il existe des preuves claires que le système immunitaire de l'hôte est altéré en vol et que certains microbes répondent en devenant plus résistants au stress ou plus virulents dans des systèmes modèles — mais traduire ces découvertes par un titre simple tel que « les virus sont plus forts dans l'espace » exagère les preuves actuelles. Des inconnues critiques subsistent quant à savoir si les virus humains deviennent intrinsèquement plus infectieux dans de véritables conditions spatiales, combien de temps les changements induits par l'espace persistent une fois les échantillons revenus sur Terre, et si les contre-mesures peuvent prévenir de manière fiable des conséquences cliniques significatives lors de missions dans l'espace lointain.

La leçon pratique pour les concepteurs de missions est déjà claire : la microbiologie doit être intégrée à la conception des engins spatiaux et à la planification médicale, et non traitée comme une considération secondaire. Pour les chercheurs, le programme urgent est tout aussi clair : plus d'expériences de vol spatial contrôlées (y compris des études d'assemblage viral en microgravité réelle), des travaux mécanistes isolant les rôles du rayonnement et de la dynamique des fluides, et une surveillance médicale élargie en vol sur une population d'équipage plus large et plus diversifiée. Ce n'est qu'avec ces preuves que nous passerons des gros titres inquiétants à des solutions d'ingénierie et médicales robustes garantissant la sécurité des astronautes alors que l'exploration humaine quitte définitivement l'orbite terrestre basse.

Sources

• NPJ Microgravity (Assemblage amélioré du bactériophage T7, 2024 ; Étude sur la virulence de Serratia marcescens, 2019 ; Étude hôte-pathogène sur Salmonella, 2021)
• Viruses (Rapport de cas : Dermatite pendant un vol spatial associée à la réactivation du HSV-1, 2022)
• Nature Reviews Immunology (Revue d'astro-immunologie, 2025)
• Nature Communications / Rapports techniques de la NASA Ames (Enquête sur les prophages et l'adaptation microbienne sur l'ISS, 2023)
• Documents du programme scientifique de la NASA sur les biofilms et les enquêtes microbiennes sur le support de vie (Étude sur l'adhésion bactérienne et la corrosion / BAC)