HNC è una malignità comune in tutto il mondo1. La modellazione della genesi della neoplasia HNC è attualmente a un punto di svolta scientifica2. Mentre molte mutazioni genetiche sono state identificate nell'HNC2,3,4 (ad esempio, TP53, PIK3CA, NOTCH1, FAT1 e RAS) le combinazioni specifiche di alterazioni genomiche necessarie in concerto per indurre HNC rimangono poco chiare.
L'attuale uso di linee cellulari umane di HNC ha contribuito in modo significativo a chiarire i meccanismi associati alla patogenesi e al trattamento3. Tuttavia, lo studio delle linee cellulari umane nei sistemi murini immunocompromessi ha i suoi limiti, perché questi sistemi non affrontano il processo neoplastico in vivo, il ruolo di specifiche mutazioni genetiche e le risposte al trattamento in un microambiente immunitario. Di conseguenza, lo sviluppo e la creazione di linee cellulari murine con specifiche alterazioni genetiche sono di primaria importanza per studiare come diversi geni contribuiscono al processo di trasformazione e per testare nuove terapie basate su molecole in topi immunocompetenti.
Gli studi sulle funzioni geniche nella ricerca biomedica sono stati significativamente influenzati dai progressi nelle tecnologie di editing del DNA, introducendo interruzioni a doppio filamento (DSB), per esempio5. Queste tecnologie, tra cui l'uso di nucleasi per dita di zinco, nucleasi effettore simili all'attivatore di trascrizione e brevi ripetizioni palindromiche regolatorie raggruppate (CRISPR/Cas9), consentono la manipolazione di qualsiasi gene di interesse nel suo locus. Gli ultimi sistemi CRISPR/Cas9 sono costituiti da una guida RNA (gRNA) che dirige la nucleacanda Cas9 per generare un DSB in un sito specifico del genoma. Questo sistema ha ottenuto un ampio riconoscimento nella modifica dei geni endogeni in qualsiasi cellula o tessuto bersaglio, anche negli organismi più tradizionalmente difficili da trattare5. Ha molteplici vantaggi rispetto ad altri sistemi grazie alla sua semplicità, velocità ed efficienza.
In oncologia, la tecnologia CRISPR/CAS9 ha soddisfatto la necessità di imitare efficacemente le cellule tumorali. Per stabilire questo sistema in HNC, abbiamo manipolato il potente oncogene KRAS e due importanti geni soppressori tumorali, APC e p536. Secondo il database GENIE7, questa combinazione è rara in HNC. Le mutazioni RAS (HRAS, NRAS e KRAS) sono presenti solo nel 7% di tutte le popolazioni di HNC. Questi tumori tendono ad essere resistenti alla terapia8,9.
La consegna di Cas9 e del suo gRNA si ottiene attraverso la trasduzione virale utilizzando AAV o lentivirus. L'AAV ricombinante è spesso il metodo preferito per fornire geni alle cellule bersaglio a causa del suo alto titro, della risposta immunitaria lieve, della capacità di trasdurli di un'ampia gamma di cellule e della sicurezza generale. Utilizzando un sistema AAV, sono state generate varie linee cellulari del topo specifiche del tessuto e nuove linee cellulari sono ancora in fase di sviluppo10,11,12. Tuttavia, rimane da sviluppare un efficiente sistema di editing genomico in grado di generare murini modelli di linee cellulari HNC. In questo studio, abbiamo cercato di sviluppare un sistema in vitro basato su AAV-Cas9 per trasformare le cellule primarie della lingua murina in uno stato tumorale. Questo protocollo unico di trasformazione CRISPR/Cas9 e la linea cellulare tumorale stabilita possono essere utilizzati per comprendere meglio la biologia dell'HNC indotta da una diversità di alterazioni genomiche.