La plateforme GEPAM pour ‘Gravitational Experimental Platform for Animal Models’ comprend divers modèles expérimentaux permettant de mieux comprendre les causes des problèmes de santé rencontrés lors des voyages spatiaux. Elle permet aussi de tester l’efficacité de moyens pharmacologiques, nutritionnels etc. afin de lutter contre les perturbations physiologiques induites par les missions spatiales et ainsi préserver la santé et le bien-être des astronautes. La plateforme vient de recevoir le label qualité INFRA+ de Lorraine Université d'Excellence.
Pouvez-vous présenter votre plateforme ?
La plateforme GEPAM se situe dans l’Animalerie du Campus Biologie Santé de l’Université de Lorraine. GEPAM a été créée en 2019, est labellisée comme installation au sol de l’Agence Spatiale Européenne depuis 2020, et est rattachée au laboratoire SIMPA ‘Stress, Immunité, Pathogènes’. L’équipe faisant fonctionner la plateforme se compose du Pr. Jean-Pol Frippiat, manager scientifique, et de Julie Bonnefoy, manager technique.
A quel besoin répond votre plateforme ?
Les projets de vols spatiaux habités se multiplient, comme en témoignent le programme Gateway, une collaboration internationale visant à établir la première station spatiale autour de la Lune et à ouvrir la voie aux premières missions humaines vers Mars, et le tourisme spatial qui attire un nombre croissant d'entreprises. Cependant, ces vols affectent de nombreux systèmes physiologiques. Ils induisent de l'atrophie musculaire, la déminéralisation osseuse, des dysfonctionnements cardiovasculaires, l'altération de processus cognitifs, et réduisent l’efficacité du système immunitaire. Il est donc nécessaire de comprendre comment ces systèmes sont affectés par des changements de la gravité (nos sommes tous soumis à la force gravitaire de 1g sur Terre), un stress majeurs rencontrés en vol, afin de pouvoir préserver la santé des spationautes.
La plateforme GEPAM, grâce à différents types de rotors, permet d’exposer des animaux (rongeurs, poissons, amphibiens) à différents niveaux d'hypergravité (augmentation de la gravité au-delà de 1g, dont la gravité lunaire et martienne) et de mimer les accélérations rencontrées lors du décollage et de l’atterrissage d’une fusée. GEPAM dispose également de modèles permettant de soumettre à une simulation de l’apesanteur des souris, de petits organismes aquatiques, différents types de cellules, ainsi que des modèles permettant de reproduire certaines fonctions d'un organe (organoïdes) ou d’étudier les interactions entre cellules (sphéroïdes).
GEPAM offre donc un éventail de modèles qui peuvent être utilisés afin de soumettre des échantillons biologiques de natures variées à une modification de la gravité afin de comprendre comment diverses fonctions physiologiques, les interactions entre des systèmes physiologiques et le développement animal sont affectés. Ces modèles peuvent aussi être utilisés pour préparer des expériences spatiales, par exemple en réalisant des expériences en hypergravité pour démontrer la faisabilité d'une étude avant sa mise en œuvre à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS) et pour compléter les expériences réalisées à bord de l’ISS en comparant les effets de la microgravité et de l'hypergravité. Enfin, cette plateforme offre la possibilité d’évaluer l’efficacité de moyens pharmacologiques, nutritionnels ou physiques ayant pour objectif de limiter l’impact des vols spatiaux sur la santé.
A quel enjeu répond votre plateforme ?
« L'espace : la dernière frontière... ». Ces mots épiques utilisés dans le prologue de la série télévisée et des films Star Trek illustrent l'importance pour l’humanité d’explorer l'espace. Créer une base lunaire et explorer la planète Mars sont des projets très ambitieux qui requièrent une compréhension approfondie des modifications physiologiques induites par les vols spatiaux afin de pouvoir développer des stratégies (pharmacologiques, nutritionnels ou physiques) limitant l’impact de telles missions sur la santé des astronautes. GEPAM contribue à la résolution de cet enjeu grâce au panel de modèles dont elle dispose.
Quelles sont ses spécificités ?
De par la diversité des modèles qu’elle propose afin d’étudier comment une augmentation ou une réduction de la gravité affecte diverses fonctions biologiques, la plateforme GEPAM est unique en Europe ce qui lui a valu d’être labellisée comme une installation au sol de l’Agence Spatiale Européenne. Cette plateforme est ouverte à la communauté scientifique via un appel à projet de recherche ouvert en permanence sur le site internet de l'Agence Spatiale Européenne (https://scispace.esa.int/scispace-platforms/ground-based-facility-gbf).
A qui est-elle destinée ?
La plateforme GEPAM est ouverte à divers publics, notamment : aux étudiants pour l'accompagnement dans leur formation, aux entreprises dans le cadre de collaborations, et aux chercheurs pour le développement de projets pluridisciplinaires.