Generación de modelos de leucemia pediátrica con expresión de NUP98-KDM5A en células pluripotentes humanas

Resumen

La leucemia mieloide aguda (LMA) pediátrica es un desorden hematológico caracterizado por la proliferación descontrolada de células progenitoras mieloides en médula ósea. Está causada por alteraciones genómicas, muy frecuentemente translocaciones cromosómicas, que se producen durante el desarrollo fetal. Los tratamientos actuales no son efectivos en todos los pacientes y suelen ocasionar efectos secundarios a largo plazo, por lo que es de suma importancia conseguir nuevos tratamientos más específicos y eficaces. Falta mucho conocimiento sobre los mecanismos y el desarrollo de la LMA pediátrica debido en parte a baja disponibilidad de muestras de paciente y la limitada fidelidad de los modelos de la enfermedad. Una de las mayores incógnitas es la célula en la que se origina la mutación durante el desarrollo fetal. Por estos motivos, en esta tesis hemos planteado el uso de células pluripotentes humanas (hPSC) como base para la generación de un modelo de estudio de la LMA pediátrica. Las hPSC son células capaces de diferenciarse a cualquier tipo celular y pueden servir para el estudio de la hematopoyesis embrionaria. La translocación cromosómica t(11;12)(p15;p13) que produce el gen de fusión NUP98-KDM5A (NK5A) se encuentra exclusivamente en pacientes pediátricos con LMA. En esta tesis, se han desarrollado varios modelos de expresión de NK5A en hPSC. Utilizando el sistema CRISPR/Cas9 generamos hPSC con la translocación cromosómica t(11;12)(p15;p13), sin embargo, en el cultivo hubo una selección negativa de las células editadas y no fue posible su expansión y caracterización. A través de la expresión constitutiva de NK5A con vectores lentivirales se generaron líneas clonales de hPSC con distintos niveles de expresión de NK5A, que permitió el estudio del fenotipo de acumulación de aberraciones cromosómicas por errores en el proceso de mitosis. Sugerimos que estas mitosis aberrantes se producen por la interferencia de NK5A con las funciones del NUP98 endógeno, al interaccionar NK5A con la proteína RAE1, además de un aumento del daño en el ADN durante la mitosis. En este además observamos un bloqueo de la diferenciación en el mesodermo en las hPSC que expresan NK5A, sin llegar a producir células hematopoyéticas. Por último, se generó un modelo de expresión inducible por doxiciclina de NK5A en hPSC. Éste último modelo permitió expresar NK5A en distintos momentos de la diferenciación hematopoyética mostrando que dependiendo de la población en la que se expresa la proteína de fusión se produce un bloqueo en la diferenciación en distintas poblaciones, quedando clara su utilidad para identificar la célula de origen y los mecanismos de transformación de la LMA pediátrica causada por la expresión de NK5A.