Las opciones terapéuticas en la leucemia mieloide aguda (LMA) se han mantenido sin cambios durante casi las últimas cinco décadas, con la citarabina (AraC) y las antraciclinas como la piedra angular para el tratamiento de la enfermedad. Uno de los desafíos para el éxito de la terapia con LMA es la resistencia de las células madre leucémicas a la quimioterapia, lo que lleva a la recaída de la enfermedad 1,2. La regulación epigenética juega un papel vital en la patogénesis del cáncer y la resistencia a los medicamentos, y varios factores epigenéticos han surgido como objetivos terapéuticos prometedores 3,4,5. Los mecanismos reguladores epigenéticos afectan la proliferación y la supervivencia bajo la exposición continua a fármacos quimioterapéuticos. Los estudios en neoplasias malignas no hematológicas han informado que una pequeña fracción de células que superan el efecto del fármaco sufren diversas modificaciones epigenéticas, lo que resulta en la supervivencia de esas células 6,7. Sin embargo, no se ha explorado el papel de los factores epigenéticos en la mediación de la resistencia adquirida a la citarabina en la LMA.
El cribado de alto rendimiento es un enfoque para el descubrimiento de fármacos que ha ganado importancia global con el tiempo y se ha convertido en un método estándar en diferentes aspectos para identificar objetivos potenciales en mecanismos celulares, para el perfil de vías y a nivel molecular 8,9. El concepto de letalidad sintética implica la interacción entre dos genes donde la perturbación de cualquiera de los genes por sí sola es viable, pero de ambos genes simultáneamente resulta en la pérdida de viabilidad10. Explotar la letalidad sintética en el tratamiento del cáncer podría ayudar a identificar y caracterizar mecánicamente interacciones genéticas letales sintéticas robustas11. Hemos adoptado un enfoque combinatorio de cribado de shRNA de alto rendimiento con letalidad sintética para identificar los factores epigenéticos responsables de la resistencia adquirida a la citarabina en la LMA.
Se sabe que las leucemias agudas impulsadas por la translocación cromosómica del gen de la leucemia de linaje mixto (MLL o KMT2A) se asocian con una supervivencia deficiente en los pacientes. Los productos quiméricos resultantes de los reordenamientos del gen MLL , es decir, las proteínas de fusión MLL (MLL-FPs), pueden transformar las células madre/progenitoras hematopoyéticas (HSPC) en blastos leucémicos con la participación de múltiples factores epigenéticos. Estos reguladores epigenéticos constituyen una red complicada que dicta el mantenimiento del programa de leucemia y, por lo tanto, podrían formar potenciales dianas terapéuticas. En este contexto, utilizamos la línea celular MV4-11 (que alberga el gen de fusión MLL MLL-AF4 con la mutación FLT3-ITD; denominada MV4-11 P) para desarrollar la línea celular resistente a la citarabina adquirida, denominada MV4-11 AraC R. La línea celular fue expuesta a dosis crecientes de citarabina con recuperación intermitente del tratamiento farmacológico, conocido como vacaciones de drogas. La concentración inhibitoria medio máxima (IC50) se evaluó mediante ensayo de citotoxicidad in vitro .
Se utilizó la biblioteca de shRNA epigenética agrupada (ver Tabla de Materiales) impulsada por el promotor hEF1a con una columna vertebral lentiviral pZIP. Esta biblioteca comprende shRNAs dirigidos a 407 factores epigenéticos. Cada factor tiene de 5 a 24 shRNAs, con un total de 5.485 shRNAs, incluyendo cinco shRNAs de control no objetivo. El andamio miR-30 "UltrmiR" modificado ha sido optimizado para una biogénesis y expresión eficientes de shRNA primario12,13.
El esquema de este experimento se ilustra en la Figura 1A. El protocolo actual se centra en el cribado de ARNi utilizando la biblioteca de ARNt shRNA del factor epigenético en la línea celular MV4-11 AraC R (Figura 1B), una línea celular en suspensión. Este protocolo se puede utilizar para examinar cualquier biblioteca dirigida en cualquier línea celular resistente a los medicamentos de su elección. Cabe señalar que el protocolo de transducción será diferente para las células adherentes.