Thèse Exploration du Rôle de l'Horloge Circadienne dans la Régulation Desfonctions de Nlrp3 au Cours du Développement Tumoral Vers une Approchethérapeutique Fondée sur la Chronothérapie H/F - 69

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1
École doctorale : CanBioS - Cancérologie, Biologie, Santé de Lyon
Laboratoire de recherche : CRCL - CENTRE DE RECHERCHE EN CANCÉROLOGIE DE LYON
Direction de la thèse : Anne-Laure HUBER ORCID 000000023433766X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-10T23:59:59

Le cancer du poumon demeure l'une des principales causes de mortalité liée au cancer dans le monde, avec un succès thérapeutique limité en raison d'une forte variabilité inter individuelle et de la résistance aux traitements génotoxiques. Des travaux récents suggèrentque l'horloge circadienne, un système moléculaire de régulation temporelle des processus cellulaires sur un cycle de 24 heures, pourrait moduler l'efficacité des traitements en influençant la capacité de réparation de l'ADN dans les tissus sains et tumoraux.Toutefois, les interactions entre l'horloge circadienne et la réponse aux dommages de l'ADN (DDR), en particulier face aux cassures double brin (DSB), restent encore mal caractérisées.
NLRP3, historiquement connu pour son rôle dans l'activation de l'inflammasome, a récemment émergé comme un régulateur clé de la voie de signalisation ATM, qui coordonne la réparation des DSB et la surveillance du génome. Nos données préliminaires révèlent que NLRP3 est exprimé de manière rythmique dans les cellules épithéliales pulmonaires et interagit avec les répresseurs centraux de l'horloge biologique (CRY1/2), formant des complexes dynamiques dont la composition varie en fonction du moment de la journée et du stress génotoxique. De manière notable, la perte de NLRP3 altère l'activation d'ATM et compromet l'efficacité de la DDR, suggérant unrôle suppresseur de tumeur potentiel dans le cancer du poumon non à petites cellules (NSCLC), où son expression est fréquemment diminuée.
Ce projet vise à décrypter la régulation temporelle des fonctions de NLRP3 dans le maintien de l'intégrité génomique et à explorer son potentiel en tant que cible de la chronothérapie. Nous proposons : (1) de caractériser le contrôle circadien de la localisation de NLRP3et de son activité dans la DDR dans des modèles cellulaires épithéliaux et tumoraux synchronisés ; (2) de définir son interactometemporel via le marquage de proximité APEX2 couplé à la spectrométrie de masse ; et (3) de développer une stratégie innovante dephénotypage par Cell Painting afin de relier les signatures morphologiques circadiennes à la fonction de NLRP3 et d'identifier desfenêtres thérapeutiques spécifiques aux patients.
En articulant chronobiologie moléculaire, imagerie à haut contenu et thérapie du cancer, ce projet apportera des connaissances nouvelles sur la régulation circadienne du génome et contribuera au développement de stratégies thérapeutiques personnalisées basées sur le temps biologique.

Lung cancer remains one of the most lethal cancers worldwide and is the leading cause of cancer-related deaths in France. Despite the availability of a wide range of therapeutic options, including surgery, radiotherapy, cytotoxic chemotherapy, and immunotherapy, the five-year survival rate for lung cancer remains low at only 17% (FRM). This poor prognosis is due in part to the biological complexity of lung tumors and the lack of biomarkers to guide patient-specific treatment strategies. The development of more effective and personalized therapies requires a deeper understanding of the molecular mechanisms that drive tumor initiation, progression, and resistance to therapy.
Among the emerging molecular players in lung cancer, the innate immune sensor NLRP3 (NOD-like receptor family, pyrin domaincontaining 3) has gained attention due to its multifaceted role in cancer. Mostly known for its function in forming the NLRP3inflammasome, a multiprotein complex that regulates the secretion of pro-inflammatory cytokines such as IL-1 and induces pyroptosis (1), NLRP3 has been shown to possess dual functions in tumorigenesis. Depending on the cellular context and tumor microenvironment, the NLRP3 inflammasome may exert either pro-tumor or anti-tumor effects (2).
In 2010, a large-scale genetic analysis reported that NLRP3 is frequently altered in lung adenocarcinomas and identified it as part of amolecular signature along with KEAP1, STK11, and KRAS (3). Recent studies, including those from our team, have highlighted novel,inflammasome-independent roles for NLRP3, particularly in the DNA damage response. We demonstrated that NLRP3 interacts with the DNA damage response kinase ATM, regulating ATM activation in both human lung epithelial cells and macrophages. Moreover, ourgroup showed that NLRP3 expression is impaired in NSCLC tumors and correlates with reduced patient survival (4). Additionally, NLRP3 physically inhibits REV7, a repressor of homologous recombination repair, thereby suggesting a wider role for NLRP3 genome protection (5). This highlights NLRP3's involvement not only in ATM activation but also in modulating DNA repair pathway choice, furtherreinforcing its role in maintaining genomic integrity. These findings place NLRP3 at the intersection of DNA repair, and cancerdevelopment through mechanisms that appear largely independent of its classical inflammasome function.
Adding a layer of complexity, emerging evidence links NLRP3 expression to circadian rhythms. Indeed, recent studies have shown that NLRP3 transcription (priming step, step 1) is rhythmically repressed by REV-ERB in murine macrophages, protecting tissues from hyperinflammation in hepatitis and colitis models (6,7). However, the role of circadian clock in the regulation of the activation step (step2) of the inflammasome is still not known. The circadian clock is an evolutionarily conserved timing system that orchestrates a widerange of physiological and cellular processes across a 24-hour cycle. At the molecular level, the circadian clock is based on a transcription-translation feedback loop driven by CLOCK and BMAL1, which activate Period (PER1-3) and Cryptochrome (CRY1 and 2)genes, whose protein products inhibit CLOCK/BMAL1 activity (8). The REV-ERB nuclear receptors form a secondary loop, modulating BMAL1 expression and reinforcing oscillatory control (Fig.1). Disruption of the circadian clock has been increasingly recognized as an emerging hallmark of cancer and aging, given its broad regulatory influence over cell cycle progression, DNA repair, metabolism, and immune function (9,10). Circadian misalignment, whether due to genetic mutations, environmental cues, or lifestyle factors, can reprogram transcriptional networks, deregulate tumor suppressors, and drive oncogenic signaling (11). Indeed, beyond their canonical roles in circadian regulation, core clock proteins have been shown to exert additional functions that directly influence tumorigenesis. For instance, Cryptochromes (CRY1/2) have been implicated in the post-translational regulation of proto-oncogenes such as c-MYC, by modulating their stability through ubiquitin-mediated degradation (9, 10). These findings reveal a broader role for circadian componentsas regulators of cancer-relevant pathways beyond timekeeping. In line with this emerging concept, our group has recently identified a novel, clock-independent function of CRY proteins in modulating NLRP3 activity (13) with implications for its role in the DNA damage response.