ABSTRACT Fanconi anemia (FA) patients frequently develop oral squamous cell carcinoma (OSCC). This cancer in FA patients is diagnosed within the first 3-4 decades of life, very often preceded by lesions that suffer a malignant transformation. In addition, they respond poorly to current treatments due to toxicity or multiple recurrences. Translational research of new chemopreventive agents and therapeutic strategies has been unsuccessful partly due to scarcity of disease models or failure to fully reproduce the disease. Here we report that Fanca gene knockout mice (Fanca-/-) frequently display pre-malignant lesions in the oral cavity. Moreover, when these animals were crossed with animals having conditional deletion of Trp53 gene in oral mucosa ( K14cre ; Trp53 F2-10/F2-10 ), they spontaneously developed OSCC with a high penetrance and a median latency of less than ten months. Tumors were well differentiated and expressed markers of squamous differentiation, such as keratins K5 and K10. In conclusion, Fanca and Trp53 genes cooperate to suppress oral cancer in mice, and Fanca -/- ;K14cre;Trp53 F2-10/F2-10 mice constitute the first animal model of spontaneous OSCC in FA.

Abstract Fanconi anemia (FA) patients have an exacerbated risk of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). Treatment is challenging as FA patients display enhanced toxicity to standard treatments, including radio/chemotherapy. Therefore better therapies as well as new disease models are urgently needed. We have used CRISPR/Cas9 editing tools in order to interrupt the human FANCA gene by the generation of insertions/deletions (indels) in exon 4 in two cancer cell lines from sporadic HNSCC having no mutation in FA-genes: CAL27 and CAL33 cells. Our approach allowed efficient editing, subsequent purification of single-cell clones, and Sanger sequencing validation at the edited locus. Clones having frameshift indels in homozygosis did not express FANCA protein and were selected for further analysis. When compared with parental CAL27 and CAL33, FANCA -mutant cell clones displayed a FA-phenotype as they i) are highly sensitive to DNA interstrand crosslink (ICL) agents such as mitomycin C (MMC) or cisplatin, ii) do not monoubiquitinate FANCD2 upon MMC treatment and therefore iii) do not form FANCD2 nuclear foci, and iv) they display increased chromosome fragility and G2 arrest after diepoxybutane (DEB) treatment. These FANCA -mutant clones display similar growth rates as their parental cells. Interestingly, mutant cells acquire phenotypes associated with more aggressive disease, such as increased migration in wound healing assays. Therefore, CAL27 and CAL33 cells with FANCA mutations are phenocopies of FA-HNSCC cells.