Thèse Biologie Spatiale et Radiotherapie Anti-Tumorale H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé Laboratoire de recherche : IBMM - Institut des Biomolécules Max Mousseron Direction de la thèse : Simon GALAS ORCID 0000000217171266 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 Les programmes des agences spatiales (NASA, ESA, CNSA, ROSCOSMOS, etc) prévoient une multiplication des vols habités. Il n'existe aujourd'hui aucune protection efficace contre les divers rayonnements cosmiques mortels auxquels seront exposés ces astronautes.
Une estimation de l'ESA prévoie que l'exposition aux rayonnements dans l'espace durant 1 jour est équivalente à 1 année d'exposition sur Terre. Ces types de rayonnements ne sont pas identiques dans ces deux situations.
Les protons constituent 80% du rayonnement cosmique dans lequel figure également des rayons X, UVA-B-C, etc. Les ceintures terrestres de Van Allen bloquent l'essentiel des protons qui sont utilisés en radiothérapie antitumorale lorsque la radiothérapie aux rayons X ne peut être envisagée. Apparue récemment, la protonthérapie permet d'atteindre un ciblage ultra précis des tumeurs (pic de Bragg) et de traiter des cancers pédiatriques ou certaines tumeurs inopérables chez l'adulte [1].
Peu d'études de l'impact des protons sur les cellules saines ont été réalisées pour évaluer les stress oxydants induits ainsi que l'activation d'acteurs moléculaires majeurs de la tumorigénèse. HIF-1 est un marqueur tumoral dans le pronostic du processus métastatique qui est connu pour être activé par les rayons X.
Le tardigrade est l'animal le plus résistant de notre planète. C'est un modèle émergeant en recherche biomédicale [2] résistant aux rayons X et aux protons. Le laboratoire d'accueil est expert reconnu [3] de cet organisme capable de résister au vide spatial et à des températures extrêmes.
Près de 41% des gènes du tardigrade sont uniques. C'est un stock de 8000 gènes qui n'ont aucun orthologue chez aucune espèce animale végétale, microbienne ou virale de notre planète. Découvert en 2016 [4], le gène unique de tardigrade Dsup est capable de protéger l'ADN des mutations. Il a également été montré qu'il protège les cellules humaines, des tissus de souris ou encore d'autres organismes animaux et végétaux des rayons X [5] et plus récemment des cellules humaines contre les protons [6].Depuis 30 ans, le laboratoire d'accueil est expert en génétique moléculaire de l'aging/sénescence sur le modèle Caenorhabditis elegans (C. elegans) [7-9], un modèle de recherche reconnu en recherche biomédicale avec 80% de gènes orthologues à l'Homme (Prix Nobel de Médecine 2002, 2006, 2024 ; de Chimie 2008).
Unique laboratoire au monde conduisant des recherches sur les gènes uniques du tardigrade dans le modèle C. elegans, nous avons démontré l'impact du gène Dsup sur les résistances aux stress et la longévité par une analyse combinant la biologie/physiologie, la génétique, la génétique moléculaire dans un récent article de Science [10].
Ce sujet de thèse propose d'explorer l'impact des protons sur les cellules saines [1].
Il utilisera des C. elegans transgéniques exprimant le gène Dsup, déjà disponibles dans le laboratoire d'accueil [10], afin d'identifier leur impact au niveau de l'organisme entier mais également aux niveaux cellulaires, subcellulaires et moléculaires. De nouvelles techniques de physique nucléaire (irradiations protons et rayons X en collaboration avec l'ASNR/CEA Cadarache) couplées à des techniques de biologie cellulaire, de génétique moléculaire et d'imagerie seront utilisées.
Enfin, le nématode C. elegans possède un véritable gène orthologue du facteur de transcription humain HIF-1, dont le processus d'activation est identique [11,12] et qui offre une opportunité innovante d'analyse des effets d'une exposition aux rayons cosmiques ou lors de radiothérapies [13] sur son processus d'activation.
Ces nouveaux biosenseurs moléculaires permettront une meilleure prévision des risques biologiques associés aux rayonnements protoniques lors de voyages spatiaux de longue durée et de radiothérapies antitumorales.

Le tardigrade est un modèle émergeant en recherche biomédicale mais aussi l'organisme le plus résistant aux stress de la planète.
L'identification récente de gènes uniques (absents des autres espèces vivantes) de tardigrades et les premières expressions hétérologues ont démontré leur pouvoir protecteur exceptionnels chez les cellules humaines. Cette thèse étudiera l'expression du gène Dsup dans le modèle de génétique quantitative C. elegans et permettra de déterminer ses cibles moléculaires et son degrés de protection des cellules normales vis-à-vis de rayonnements et stress oxydants dans le cadre d'identifier les facteurs de risques lors de voyages spatiaux et de thérapies antitumorales par protonthréapie. Ce sujet de thèse explorera les modes d'actions du gène unique de tardigrade dans le modèle de recherche biomédicale C. elegans pour des applications en médecine, pharmacie et en biologie spatiale. Ce sujet de travail doctoral utilisera des techniques de pointes et complémentaires :
Biologie cellulaire et moléculaire
Génétique moléculaire
Microscopies (TEM, SEM, Confocal, etc)
Transgénèses MosCi et CRISPr-Cas9, etc
SeaHorse in vivo (fonction mitochondriale)
Tests de réponses aux stress (stress oxydants, rayonnements X, protons, neutrons)
RNAseq Nanopore
Métabolomique

Bakground en biologie cellulaire et moléculaire et/ou génétique et/ou physiologie