Des scientifiques gèlent un cerveau à -196°C avant de le réactiver : une percée pour l’espace

Une percée scientifique aux frontières de la science-fiction

Atteindre des étoiles lointaines comme Alpha du Centaure exige de repenser intégralement le fonctionnement du corps humain dans l’espace. La gestion des réserves d’eau et de nourriture pour de tels périples pose un défi logistique majeur. Le concept d’une hibernation humaine, capable de transporter des astronautes dans l’espace lointain sans les tuer, a récemment été illustré dans le succès cinématographique *Project Hail Mary*, soulevant la question de sa faisabilité réelle.

La journaliste Elizabeth Howell rapporte qu’une équipe de chercheurs a mené une étude fondatrice démontrant que des tissus congelés provenant de cerveaux de souris pouvaient retrouver un fonctionnement normal après avoir été exposés à des conditions de froid extrême. Ces résultats indiquent que le tissu cérébral possède une résilience nettement supérieure à ce qui était estimé jusqu’à présent. Bien que les experts soulignent qu’il reste un long chemin à parcourir avant de concevoir une quelconque forme d’hibernation humaine, cette découverte constitue une étape significative dans cette direction.

Le sommeil cryogénique quitte peu à peu le domaine exclusif de la science-fiction. Une nouvelle étude publiée dans les *Proceedings of the National Academy of Sciences* prouve la viabilité du processus, du moins sur des coupes de tissu cérébral de rongeurs. Cette avancée pourrait transformer les perspectives du voyage interstellaire habité. Les scientifiques devront néanmoins mener de vastes recherches supplémentaires avant de pouvoir transposer ces observations des souris aux êtres humains.

La vitrification : refroidir sans détruire le vivant

L’objectif de l’expérience consistait à vérifier une hypothèse précise : le tissu cérébral d’un mammifère adulte peut-il récupérer après un processus le plongeant dans un état cryogénique, caractérisé par des températures extrêmement basses ? Cette opération repose sur la vitrification, une technique utilisant l’eau pour refroidir un élément, comme un tissu cérébral, avec une rapidité telle que le mouvement de ses molécules s’arrête net. Cette méthode sert déjà au prélèvement d’ovules humains dans le cadre de traitements de fertilité, offrant aux scientifiques une base de travail éprouvée pour tester d’autres parties du corps.

Une équipe de scientifiques allemands a concentré ses travaux sur le tissu de l’hippocampe des souris, la zone du cerveau associée à la mémoire et à l’apprentissage. Les chercheurs cherchaient à déterminer si les cellules cérébrales, appelées neurones, pouvaient reprendre une activité normale après un refroidissement à moins 196 degrés Celsius. L’expérimentation a porté principalement sur des tranches de cerveau de souris, tout en testant la résilience de l’organe dans son ensemble.

« Le tissu de l’hippocampe de souris adulte peut en effet récupérer après le réchauffement, » affirme le docteur Alexander German, auteur principal de l’étude et chercheur clinicien à l’Hôpital universitaire d’Erlangen en Allemagne. Les tranches de cette partie du cerveau ont conservé leur intégrité structurelle après congélation, tandis que les neurones et les synapses nécessaires à l’apprentissage et à la mémoire semblaient fonctionner. Le docteur German précise que des signaux de récupération ont été observés dans le cerveau entier de la souris, mais « cette partie est encore beaucoup moins mature que le travail sur les tranches. » Ces conclusions démontrent que la tolérance du tissu cérébral s’étend désormais de l’état hypothermique, qui est très froid, à l’état cryogénique, correspondant au froid extrême.

Les leçons inattendues de l’hibernation animale

Sandy Martin, titulaire d’un doctorat et professeure émérite à l’Université du Colorado Anschutz, indique ne pas pouvoir commenter spécifiquement le processus de vitrification chez l’humain. Elle affirme cependant que les scientifiques réalisent des progrès généraux dans la compréhension des mécanismes susceptibles d’induire l’hibernation chez les êtres humains. Après des décennies consacrées à l’étude de l’hibernation chez les mammifères, elle souligne que les outils nécessaires pour une application humaine n’existent pas encore. Chez les animaux hibernants, les chercheurs découvrent comment le métabolisme du corps est ralenti via l’hypothalamus, la zone du cerveau responsable de la gestion de la température corporelle.

Les modalités de l’hibernation varient selon les espèces. Sandy Martin explique que certains hibernants, comme les écureuils terrestres, se réchauffent ou se réveillent de leur hibernation grâce à une chaleur interne, plutôt qu’à la faveur d’un climat plus clément. Ce réchauffement se produit même en l’absence de modification de l’environnement, prouvant qu’un mécanisme interne en est le moteur.

Le cycle de réchauffement suivi d’un nouveau refroidissement est, selon la chercheuse, « énergétiquement, incroyablement exigeant. C’est une période où les [écureuils] ont peu d’apport en oxygène, car leur sang est lent et paresseux. Il fait froid, et pourtant leurs tissus exigent une grande quantité d’oxygène. » Les animaux parviennent à accomplir ces variations thermiques sans endommager leurs tissus. « Quel que soit le dommage qui se produit, ils sont capables de le réparer, » ajoute-t-elle. Les chercheurs s’intéressent particulièrement aux lémuriens nains à queue grasse, des primates tout comme les humains. Ces lémuriens semblent ne pas avoir besoin de se réchauffer pendant leur hibernation. L’étude de cette espèce pose des problèmes éthiques car elle est vulnérable, une classification désignant son risque d’extinction à l’état sauvage.

De la coupe de laboratoire au corps humain : un défi colossal

Le docteur German met en évidence l’ampleur des efforts nécessaires pour faire progresser la recherche sur la vitrification chez l’humain. Une preuve de concept a établi que le cortex humain, la couche la plus externe du cerveau, pouvait retrouver une fonction normale après avoir été congelé. Son application à l’ensemble du corps reste une autre question. « L’écart est encore énorme, » déclare-t-il. Il mentionne des obstacles précis comme le développement de meilleures méthodes de refroidissement et de réchauffement pour de grands volumes de tissus, ainsi que la « validation dans des modèles animaux plus grands » sur des périodes d’observation plus longues.

Quelques signes discrets témoignent d’une progression. Le docteur German a récemment cofondé Hiber, une entreprise dérivée qui ambitionne d’appliquer la préservation cérébrale post-mortem au tissu neuronal humain. L’objectif est de constituer une sorte d’archive biologique destinée aux recherches futures.

La start-up n’en est qu’à ses débuts. Elle travaille actuellement sur la cryoconservation du cœur humain, un autre organe d’une grande complexité. L’espoir de cette équipe est que ce processus puisse un jour être utilisé dans le cadre des transplantations d’organes, modifiant fondamentalement la gestion des greffons dans le milieu médical.

Financement et perspectives futures pour l’exploration spatiale

La possibilité de voir des astronautes placés en stase par vitrification reste incertaine. Le docteur German recommande de ne pas nécessairement y compter, bien que les « premiers principes » de suspension des processus normaux d’un organisme humain pendant un certain temps puissent s’avérer utiles. « Notre travail soutient [l’hibernation humaine] dans un sens très limité, » explique-t-il. « Si quelque chose devient pratique plus tôt, ce pourrait bien être des états plus légers, semblables à la torpeur, plutôt qu’une vitrification du corps entier. »

Sandy Martin précise que si l’hibernation pouvait être induite, quel que soit le processus utilisé, « ce serait bon pour un certain nombre d’utilisations, y compris le voyage spatial. » Atteindre ce stade nécessitera un financement soutenu de la recherche sur une longue période. Elle dresse une analogie avec la recherche sur le VIH : il a fallu environ vingt ans et « des tonnes d’argent », représentant au moins des milliards de la part des seuls National Institutes of Health, pour trouver des moyens de gérer la maladie.

L’induction de l’hibernation chez l’être humain reste un processus inconnu, mais l’espoir persiste que les recherches connexes puissent un jour aider les astronautes à voyager sur de longues distances. Ces avancées soulèvent des questions plus vastes sur la pertinence de tels investissements, interrogeant s’il ne serait pas plus simple d’envoyer des machines à notre place, ce qui permettrait de concentrer l’argent de la recherche médicale sur d’autres priorités.

Selon la source : popularmechanics.com