Ce projet de thèse est en mathématiques appliquées, avec une spécialité dans l’analyse de systèmes dynamiques et une composante interdisciplinaire forte autour de la modélisation de systèmes biologiques. L’objectif principal de la thèse est de produire et d’analyser un modèle mathématique de l’horloge circadienne dans une population de cellules. Chez les mammifères, l’horloge circadienne intervient à différents niveaux, depuis l’horloge centrale (commandée par un réseau neuronal) jusqu’aux cellules individuelles. Il est communément admis que l’ajustement des horloges périphériques se fait à partir de l’horloge centrale de façon unidirectionnelle. Cependant, de récentes études ont montré que des populations de cellules pouvaient rester synchronisées même en l’absence d’horloge centrale fonctionnelle. 

Nous disposons déjà de modèles mathématiques de l’horloge à l’échelle d’une cellule unique, et l’objet de la thèse est de proposer un modèle étendu à une population de cellules. Dans un premier temps, l’analyse mathématique et la simulation numérique du modèle produit permettront de tester plusieurs hypothèses, notamment sur les communications intercellulaires, et d’estimer leur impact sur la synchronisation ou la désynchronisation de la population. Dans un deuxième temps, le modèle sera confronté à des données expérimentales, consistant en des cultures d’hépatocytes sous forme de sphéroïdes. Cette thèse est financée dans le cadre du projet ANR InSync, démarré en décembre 2022. Ce projet regroupe modélisateurs et biologistes, autour du couplage et de la synchronisation d’horloges circadiennes périphériques.