Hematopoeza, która wytwarza wszystkie linie komórek krwi przez całe życie, jest utrzymywana przez małą populację zwaną hematopoetycznymi komórkami macierzystymi (HSC). HSC utrzymują się poprzez samoodnawianie i wytwarzają różnych zaangażowanych przodków, którzy dają początek w pełni zróżnicowanym funkcjonalnym komórkom krwi1,2,3. Proces ten jest ściśle regulowany. Jednak akumulacja mutacji nowotworowych w hematopoetycznych komórkach macierzystych i progenitorowych (HSPC) utrudnia normalne różnicowanie, nadaje nieprawidłową zdolność proliferacyjną i ostatecznie przekształca HSPC w komórki inicjujące białaczkę (LIC)4,5,6,7. Identyfikacja i potwierdzenie mutacji białaczkowych nadal pozostaje dużym wyzwaniem dla badań nad rakiem.
Ostatnio opracowano system CRISPR/białko 9 (Cas9) związany z regularnymi krótkimi powtórzeniami palindromicznymi/CRISPR, który stał się efektywną i precyzyjną metodą edycji genów, składającą się z nukleazy Cas9 i jednoprowadnicowego RNA (sgRNA)8. sgRNA kieruje kompleks Cas9-sgRNA do określonej lokalizacji genomowej poprzez komplementarność RNA-DNA, gdzie nukleaza Cas9 indukuje pęknięcia podwójnej nici. Uszkodzone DNA jest poddawane endogennym mechanizmom edycji genów albo poprzez precyzyjną naprawę kierowaną homologią w obecności szablonów homologii, albo podatne na niedopasowanie, niehomologiczne łączenie końców, co prowadzi do małych insercji lub delecji9. Obecnie system CRISPR/Cas9 stał się potężnym narzędziem do ukierunkowanej edycji genów i regulacji transkrypcji10.
Tutaj użyliśmy technologii CRISPR/Cas9 do wprowadzenia zmian genetycznych w HSPC, a następnie przeprowadziliśmy test Cell Counting Kit-8 (CCK-8), aby zbadać, czy wprowadzone mutacje były krytyczne dla nieprawidłowej proliferacji HSPC. W szczególności, komórki szpiku kostnego wzbogacone o HSPC zostały pobrane od myszy Cas9, a następnie transfekcja wirusa z sgRNA ukierunkowanymi na geny kandydujące. Następnie przeprowadzono test CCK-8 w celu ustalenia, czy mutacje nadawały zwiększoną zdolność proliferacyjną transfekowanym HSPC. Wreszcie, mutacje wprowadzone przez CRISPR/Cas9 zostały potwierdzone przez Tracking of Indels by Decomposition (TIDE)11 lub targeted deep sequence12. Protokół ten stanowi potężne narzędzie do oceny mutacji nowotworowych i potencjalnych celów terapeutycznych w białaczce.