Study the optimal condition to knockout metallothionein by CRISPR-Cas9 in neuroblastoma

Klára Májková

Bachelor's thesis

Studium optimálních podmínek pro knockout metalothioneinu systémem CRISPR/Cas9 v buňkách neuroblastomu

Abstract:

Při léčbě neuroblastomu (Nbl), embryonálního nádoru, který nejčastěji postihuje kojence a děti mladší pěti let, se často používají léčebné strategie založené na cisplatině. Bylo však zjištěno, že účinnost těchto strategií je nižší než 50 % v důsledku chemorezistence nádorových buněk. Tato rezistence byla spojena se zvýšenou expresí metalothioneinů (MTs) v buňkách neuroblastomu. Lidský metalothionein 3 (hMT-3), protein exprimovaný především v buňkách centrální nervové soustavy, hraje zásadní roli v detoxikaci kovů a udržování homeostázy během oxidačního stresu. Knock out metalothioneinu 3 pomocí CRISPR/Cas9 by proto mohl buňky opět učinit citlivými na cytotoxická léčiva. Cílem této studie bylo optimalizovat podmínky pro úspěšné vyřazení MT3 z neuroblastomu. Plazmid MT3-CRISPR/Cas9 byl transfekován do neuroblastomu pomocí přípravku Lipofectamine 2000 ve třech různých koncentracích (250 ng/µl, 500 ng/µl a 1000 ng/µl). Optimálních podmínek bylo dosaženo při použití 0,75 µl přípravku Lipofectamine, 1000 ng/µl plazmidu a 0,5 ng/µl puromycinu.

Abstract:

Cisplatin-based treatment strategies are commonly employed for the treatment of Neuroblastoma (Nbl), an embryonal tumour that most commonly affects infants and children under the age of five. However, the efficacy of these strategies has been found to be lower than 50 % due to the frequent chemoresistance developed by the tumour cells. Among others, this resistance has been linked to the increased expression of metallothionein (MTs) by the Nbl cells. Human MT-3, a protein primarily expressed in central nervous system cells, plays a vital role in metal detoxification and the maintenance of homeostasis during oxidative stress. Therefore, knockout of MT-3 using CRISPR/Cas9 could make the cells sensitive to cytotoxic drugs. This study is aimed to optimize the conditions for successful knockout of MT-3 from Nbl cells. The MT3-CRISPR/Cas9 plasmid was transfected into Nbl using Lipofectamine 2000 in three different plasmid concentrations (250 ng/μL, 500 ng/μL, and 1000 ng/μL). The optimal conditions were achieved using 0.75 μl of Lipofectamine, 1000 ng/μl of plasmid, and 0.5 ng/μl of puromycin.

Keywords

cisplatina, chemorezistence, metalothionein, CRISPR/Cas9, neuroblastom

Keywords

neuroblastoma, metallothionein, CRISPR/Cas9, cisplatin, chemoresistance

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2023
• Supervisor: Miguel Ángel Merlos Rodrigo, MSc Ph.D.
• Reader: Vladislav Strmiska, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology