Advanced preclinical CRISPR mouse models to explore context-dependent effects of TP53 mutations in cancer

Der Tumorsuppressor p53 ist das am häufigsten mutierte Protein in Krebspatienten und weist ein einzigartiges Mutationsspektrum auf, das von Missense-Mutationen dominiert wird. Im Gegensatz zu den am häufigsten vorkommenden Hotspot-Mutationen, sind 70% aller Missense-Mutationen Non-Hotspot-Mutationen, deren Funktion bei der Tumorentstehung noch nicht ausreichend bekannt ist. Non-hotspot-Mutationen behalten oft eine gewisse Wildtyp-Aktivität, was einem partiellen Funktionsverlust (pLOF) entspricht. Mutationen, die die DNA-Bindungskooperativität von p53 beeinträchtigen, fallen in diese Klasse von Mutanten. Diese Arbeit zeigt, dass die prototypische DNA-Bindungskooperativitätsmutante E177R, je nach zellulärem oder genetischem Kontext, in der Lage ist, entweder Tumorentstehung oder Tumorregression zu fördern. Die Expression von E177R in normalen Geweben führte zu einer erhöhten Anfälligkeit für spontane und Onkogen- induzierte Tumorentwicklung, was die pathogenen Eigenschaften von pLOF-Mutanten verdeutlicht. In auffälligem Gegensatz dazu zeigte die Expression von E177R in p53- defizienten Tumorzellen, dass die transkriptionelle Restaktivität der Mutante die Regression von bereits manifestierten Tumoren ermöglicht. Dass ein und dieselbe p53- Mutante entgegengesetzte Auswirkungen auf das Tumorwachstum haben kann, verdeutlicht, wie der genetische Kontext die Folgen einer Tumormutation bestimmt. Um den spezifischen Einfluss solcher Mutationen in unterschiedlichen genetischen Kontexten zu untersuchen, haben wir eine neue Methode zur Erzeugung genetisch definierter Maustumore für präklinische Studien entwickelt. Wir haben die CRISPR- Technologie eingesetzt, um Krebsmutationen schnell und präzise in somatischen Zellen zu induzieren, und stellen ein flexibles Toolkit vor, das auf adenoviralen Vektoren für den Transfer von CRISPR-Effektoren basiert. Darüber hinaus haben wir eine konditionelle Reportermauslinie generiert, die die Gaussia princeps Luciferase (GLuc) exprimiert. Von Tumorzellen sezernierte GLuc reichert sich im Blut an und dient dort als Tumormarker zur Überwachung der Tumorentwicklung und des Therapieansprechens. Durch die Kombination von CRISPR-Adenoviren und GLuc-Reportermäusen haben wir ein präklinisches Maustumormodell etabliert, das die schnelle und flexible Induktion von autochthonen Tumoren ermöglicht, die sich leicht anhand von Blutproben überwachen lassen, um die Auswirkungen einer Krebsmutation auf Tumorentwicklung und Krebstherapie in einem genetisch definierten Kontext zu untersuchen.