22 secondes d’apesanteur

Il y a des situations où tout un programme de recherche se résume à une période d’observation de quelques secondes. De longues semaines de préparatifs, des années de travail scientifique en amont, une grande précision technique, les cultures cellulaires, les protocoles de pipetage, le temps de fixation, les autorisations de vol, le briefing de sécurité, le calibrage des instruments – et enfin arrive cet instant tant attendu: le compte à rebours de la première parabole. Five – Four – Three – Two – One – Pull Up. À ce moment-là, ce n’est pas seulement l’avion qui entame sa manœuvre, c’est aussi une des constantes les plus anciennes de la vie qui est annulée.

Pour les spécialistes en biologie cellulaire à bord d’un vol parabolique, la première phase d’apesanteur, un intervalle qui dure à peine 22 secondes, est un moment unique: les cellules tests n’ont auparavant jamais vécu l’apesanteur. Ce qui se produit maintenant, ce n’est pas la réaction d’un système déjà adapté, mais le premier contact d’une cellule vivante avec une condition physique qui n’a jamais existé tout au long de l’évolution sur terre. Et sur le plan technique, c’est cet instant qui détermine si l’expérience est réussie ou si des semaines et mois de préparation ont été vains.

Lors de mes propres vols de recherche, j’ai vécu l’apesanteur plus de 1200 fois, à chaque fois d’une durée de 22 secondes. Au total, j’ai donc passé environ sept heures et vingt minutes en apesanteur. C’est une somme de nombreux brefs instants. Je n’ai jamais trouvé les bons mots pour décrire la sensation. Rien, absolument rien de ce que l’on connaît sur terre ne peut être comparé à l’apesanteur. L’apesanteur n’est pas de ce monde. C’est une sensation indescriptible d’immatérialité corporelle. Lorsque l’on ferme les yeux, le corps ne semble plus exister. La façon de bouger et de coordonner ses mouvements acquise depuis notre naissance n’a soudain plus de signification. Les systèmes visuel et auditif continuent de signaler un environnement familier: la cabine de l’avion, les voix, les appareils, les personnes. On est encore là. Tout en n’étant plus là. Il manque soudain une référence fondamentale. On n’est pas hors du monde, mais plus vraiment totalement ancré dans celui-ci. L’apesanteur obtenue grâce à des manœuvres de vol dans notre atmosphère est un monde intermédiaire: quelque part terrestre, mais aussi déjà extraterrestre.

Ce qui surprend: l’être humain s’adapte. Ses cellules s’adaptent. Après quelques paraboles, le corps commence son apprentissage pour gérer cette condition impossible. Les mouvements sont limités, ciblés et précis. Il en résulte une motricité pour laquelle il n’était pas possible de s’entraîner sur Terre, pour laquelle nous ne disposons d’aucune expérience évolutionnaire. L’homme peut s’adapter à une condition environnementale que son espèce n’a jamais vécue auparavant. C’est remarquable sur le plan physiologique, mais aussi touchant sur le plan biologique. Et l’on peut aller encore plus loin, car ce qui se passe au niveau des cellules durant ces quelques secondes est proche du miracle: la structure spatiale de la chromatine se modifie, les gènes occupent une autre place dans l’espace tridimensionnel du noyau cellulaire, leur transcription se modifie et s’adapte une nouvelle fois. L’homéostasie de la régulation des gènes est rétablie en quelques secondes.

Certains systèmes s’adaptent encore plus rapidement: dans le cadre de l’expérience TRIPLE LUX A sur la Station spatiale internationale ISS, nous avons pu mesurer en temps réel que l’explosion oxydative dans les macrophages a enregistré une baisse pendant quelques secondes seulement, avant qu’une régulation des gènes ne se produise et qu’elle retrouve son niveau initial 42 secondes plus tard.

En plus de dix ans de recherche sur différentes plateformes indépendantes, vols paraboliques, fusées suborbitales de recherche et sur la Station spatiale internationale (ISS), nous avons découvert que l’organisation spatiale du génome dépendait de la gravitation. Nous avons identifié des «gravity-responsive chromosomal regions» dont la structure spatiale se réorganise sous l’effet d’une gravité modifiée et dont les gènes sont régulés de manière groupée et différenciée en fonction de la gravité. La cellule même fait figure de «capteur» de la gravité. Elle transmet cette force sur le noyau cellulaire et la chromatine. Mais la gravité est avant tout un principe d’organisation pour le génome hautement complexe, une force de référence de sa structure tridimensionnelle.

C’est précisément pour cette raison que le vol parabolique est si précieux. Il permet d’accéder aux phases les plus précoces qui ne sont souvent déjà plus perceptibles dans les expériences de longue durée, étant donné que la cellule s’est alors déjà adaptée. Le moment biologique décisif n’est peut-être pas l’état après des heures ou jours d’apesanteur, mais le passage à celle-ci: l’instant où le monde familier et mécanique est mis entre parenthèses et où la cellule doit pour la première fois fournir une réponse.

Cet instant est magnifique dans l’avion. Dans l’expérience, il est méthodologiquement impitoyable. Le matériel, le personnel et le profil de vol doivent fonctionner à la seconde près. Lorsque le compte à rebours de la première parabole atteint zéro commence une expérience qui ne se produit qu’une seule fois avec une telle pureté: la première réponse d’un système vivant à la suppression du principe d’organisation de la gravité. Cela explique peut-être pourquoi ce moment de l’apesanteur est tellement difficile à décrire: dans ce bref instant où l’on ne se sent pas sur Terre, on prend conscience de la force qui a, dès le début, organisé tout ce qui vit sur Terre. La gravité de notre planète. On découvre ce que l’on ressent sur la planète Terre.

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