Subventions et contributions gouvernementales

Le Canada s'est engagé à pousser l'humanité plus loin dans le système solaire au-delà de la Station spatiale internationale pour
des destinations plus lointaines comme la Lune et Mars. Cependant, les vols habités de longue durée comportent des risques de santé tels que la perte et faiblesse musculaires, la fragilité osseuse et le déclin cognitif, qui compromettent le bien-être des astronautes et la mission à accomplir. Cette recherche vise à déterminer si l'arrêt d'une enzyme appelée la glycogène synthase kinase 3 peut ralentir le déclin fonctionnel des muscles, des os et du cerveau non seulement dans l'espace mais aussi ici sur Terre, offrant de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la santé humaine.

La perte osseuse chez les astronautes est un défi majeur pour l'exploration spatiale de longue durée. En apesanteur, les muscles sont sollicités moins souvent, procurant ainsi moins de stimulation osseuse. De plus, les astronautes ont souvent des rythmes circadiens perturbés. On sait que les travailleurs de nuit et les travailleurs postés en rotation présentent une incidence accrue de fractures osseuses. Les mécanismes moléculaires sous-jacents à la perte osseuse induite par la microgravité ne sont toujours pas clairs. Cette recherche vise à déterminer comment les rythmes circadiens contribuent à la perte osseuse liée au déchargement mécanique à l'aide de modèles murins. Comprendre les liens entre les rythmes circadiens, la microgravité et l'adaptation osseuse aidera à prévenir la perte osseuse lors des vols spatiaux habités de longue durée.

La réduction des risques pour la santé humaine est essentielle pour les vols spatiaux de longue durée. Le rayonnement spatial et la microgravité peuvent avoir un impact négatif sur la santé, mais les effets combinés de ces facteurs restent flous. Notre projet cherche à comprendre comment les effets combinés du rayonnement et de la microgravité interagissent et endommagent les tissus sains tels que les muscles, les os, les yeux et le cerveau à l'aide d'un modèle qui simule le vol spatial. Nous déterminerons ensuite si un complément alimentaire peut contrecarrer ces effets et protéger les tissus. Cette étude nous fournira une compréhension claire de la façon dont le corps est affecté par les voyages dans l'espace et commencera à explorer des contre-mesures significatives.

Les astronautes perdent des quantités substantielles d'os pendant les missions spatiales. Anomalies dans la façon dont le corps gère le phosphate a été liée à la perte osseuse sur Terre. Les astronautes de la Station spatiale internationale consomment des niveaux élevés de phosphate, mais on ne sait pas si cela contribue à la perte osseuse lors des voyages dans l'espace. Dans cette étude, l'objectif est de déterminer si le métabolisme du phosphate est altéré et si le phosphate alimentaire contribue à la perte osseuse en microgravité. Les résultats de cette étude pourrait éclairer la teneur optimale en nutriments des régimes alimentaires des astronautes et pourrait avoir des implications pour les personnes sur Terre qui sont à risque de perte osseuse.

Ce projet vise à traduire un mécanisme de résistance à l'atrophie musculaire lié à l'hibernation chez les astronautes. Les conditions de microgravité de l'espace entraînent invariablement une perte profonde de la masse et des performances des muscles squelettiques et cardiaques, un phénomène appelé atrophie par inutilisation induite par les vols spatiaux. Cependant, les mammifères en hibernation sont remarquablement résistants à l'atrophie musculaire, et l'équipe a récemment identifié un processus basé sur le microbiome intestinal qui facilite cette résistance en construisant des protéines musculaires. Ici, l'équipe utilise des techniques de protéomique pour déterminer quelles protéines musculaires ce processus aide à construire et si elles vont contrer l'atrophie induite par les vols spatiaux. Le but ultime est de créer un probiotique semblable à l'hibernation pour faciliter la résistance à l'atrophie chez les astronautes.

Les vols spatiaux sont rudes : les astronautes sont exposés aux radiations et à la microgravité,, isolés et confinés pendant des semaines et des mois. Finalement, leur cognition, leurs sensations, leurs mouvements et leur coordination changent,, affectant leurs performances. Nous étudierons des images cérébrales d'anciens astronautes pour déterminer comment leur santé cérébrale a été affectée par le vol spatial à l'aide de méthodes que l'équipe de recherche a mis au point pour suivre les effets du vieillissement. Une meilleure compréhension de l'impact des voyages spatiaux permettra de mieux évaluer l'effet des contre-mesures, qui pourraient être appliquées ici sur Terre à différentes populations cliniques, y compris les patients atteints de dégénérescence cérébrale telle que la maladie d'Alzheimer.

L'atrophie des muscles squelettiques est un problème de santé pour les humains sur Terre et pour les astronautes impliqués dans les vols spatiaux en raison de la diminution de la taille et de la force musculaire qui augmente la fatigabilité et la fragilité. Le succès des vols spatiaux de longue durée est en partie limité par les problèmes de santé et les risques pour les astronautes impliqués dans ces missions. L'objectif de ce projet est de : i) mieux comprendre comment se produit l'atrophie musculaire ; et ii) éventuellement concevoir de nouvelles interventions thérapeutiques pour contrer l'impact dévastateur de l'atrophie sur Terre et dans l'espace.

Ce projet donne l'occasion à de jeunes Canadiens talentueux de s'engager dans la recherche en utilisant des informations déjà recueillies. L'équipe de recherche répondra à de nouvelles questions sur le lien entre la fonction des vaisseaux sanguins et la santé du cerveau. Le projet est conçu pour déterminer dans quelle mesure les vaisseaux sanguins cérébraux adoucissent les impulsions provenant du cœur. L'équipe testera également si la routine d'exercice d'un astronaute protège son cerveau. Les résultats permettront de mieux comprendre le lien entre la santé des vaisseaux sanguins et la cognition chez les personnes âgées sur Terre, et aideront à protéger les astronautes lors de futures missions, qui s'étendront sur de plus longues durées et plus loin dans l'espace.

Les astronautes perdent rapidement leur masse osseuse lorsqu'ils sont dans l'espace. Certains os peuvent récupérer après leur retour sur Terre, mais la structure osseuse peut être modifiée de façon permanente. Les extrémités des os longs sont constituées d'os poreux reliés par de fines tiges et des plaques appelées trabécules. Lorsque l'os est perdu, les trabécules s'amincissent et se séparent les unes des autres, ce qui réduit la résistance de l'os. Grâce aux progrès de l'imagerie osseuse à haute résolution, nous pouvons désormais mesurer l'os à une échelle plus fine qu'un cheveu humain et évaluer les modifications des trabécules individuelles. Cette étude découvrira comment les trabécules individuelles changent en réponse à la microgravité et si ces structures se rétablissent après leur retour sur Terre.

Les relevés de galaxies constituent une ressource clé pour la cosmologie observationnelle, avec le potentiel de fournir les réponses à de nombreuses questions fondamentales de la physique moderne. La mission Euclid dirigée par l'ESA, dont le lancement est prévu au début de l'année 2023, fournira une étude d'un ordre de grandeur plus important que les études de galaxies actuelles et avec des niveaux de problèmes systématiques beaucoup plus faibles grâce à ses observations spatiales. Cette subvention est conçue pour exploiter les positions clés de leadership occupées par le PI au sein d'Euclid, pour aider à mesurer le taux d'expansion cosmologique entre les décalages vers le rouge 0,9 et 1,9, en testant l'énergie sombre. Des mesures complémentaires de la croissance des structures permettront de tester la théorie de la gravité d'Einstein sur les plus grandes échelles possibles. La dépendance à l'échelle du signal de regroupement sera utilisée pour mesurer les masses des neutrinos par le biais de leurs effets sur l'univers primitif, et pour établir des contraintes sur l'évolution des galaxies et de la structure sur des échelles de temps cosmologiques. Cette subvention permettra à un groupe de chercheurs en début de carrière de travailler au cœur du Consortium Euclid. En outre, elle permettra à ces scientifiques d'acquérir les compétences clés requises pour un certain nombre d'orientations professionnelles futures.