DNA nanoparticle formulations for optimal ocular gene delivery
用于最佳眼部基因传递的 DNA 纳米颗粒配方
基本信息
- 批准号:8734431
- 负责人:
- 金额:$ 40.03万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-09-30 至 2016-09-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccountingAffectAnimalsAutomobile DrivingBiodistributionBiologic CharacteristicBiomedical EngineeringBlindnessBrainBypassCaliberCell NucleusCell membraneCellsCharacteristicsChemicalsChemistryClinicClinicalConeCoupledDNADataDevelopmentDiabetic RetinopathyDiseaseDoseDrug FormulationsElementsEngineeringEnhancersEnzyme-Linked Immunosorbent AssayEpithelialEvaluationExcipientsExhibitsEyeFaceFluorescenceFoundationsFutureGRB10 geneGene DeliveryGene ExpressionGene TransferGenerationsGenesGoalsHumanInjection of therapeutic agentInterphase CellIonsLengthLongevityLuciferasesLungLysineMatrix Attachment RegionsMediatingMethodologyMethodsMitoticModelingMolecularMusNanotechnologyPapioParkinson DiseasePathway interactionsPenetrationPeptidesPerformancePhotoreceptorsPhysicsPlasmidsPolyethylene GlycolsPolylysinePrimatesProceduresProteinsResearchRetinaRetinalRetinal DegenerationRetinal DiseasesRetinal Ganglion CellsRetinal PigmentsRetinitis PigmentosaRetinol Binding ProteinsRodentRouteSafetyShapesSolventsStructure of retinal pigment epitheliumSystemTechnologyTestingTherapeuticTimeTissuesToxic effectToxicologyTransfectionTreatment EfficacyVertebral columnViral VectorVisual PathwaysVitelliform macular dystrophyclinical applicationcystic fibrosis patientsdensitydesigneffective therapygene delivery systemgene therapyimprovedintravitreal injectionmRNA Expressionmaculamacular dystrophyminimally invasivemouse modelnanoparticlenon-viral gene therapynonhuman primatenovelparticlepolycationpostnatalpreclinical studypreventprogramspromoterprotein expressionranpirnaseresponseretinal rodssingle moleculetherapeutic genetraffickingtransgene expressionuptakevectorvision science
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): The goal of this program is to advance current DNA nanoparticle (NP) delivery and expression technologies to develop safe and effective therapies for important ocular disorders affecting the photoreceptor (PR) and retinal pigment epithelial (RPE) cells. The program will merge experts with molecular bioengineering, vision science, physics, and chemistry to accelerate essential steps for the generation of effective ocular non-viral gene therapy. The DNA NPs consist of single molecules of DNA compacted with lysine-PEG polycations and have a minimum diameter of 8-11 nm. Their small size, coupled with a specific uptake mechanism that efficiently traffics the NPs to the nucleus and bypasses the lysosomal degradation system, likely accounts for the ability of the NPs to robustly transfect post-mitotic, differentiated cells. The counter-ion used at the time of formulation determines the
NP shape and both rod-like and ellipsoidal NPs show robust transfection of ocular cells, including RPE, PRs and retinal ganglion cells (RGCs). Moreover, murine RDS NPs have demonstrated partial phenotypic correction in a retinitis pigmentosa mouse model of RDS haploinsufficiency. Having previously shown proof-of-principle for the effective use of these NPs in the eye, in this application we will take the necessary steps to optimize the particles for clinical ocular use. First, we will optimize the NP formulation (NP shape, size, and chemical composition) for PR- and RPE-specific gene transfer (Aim #1). Second, we will engineer clinically-appropriate DNA vectors (Aim #2) to generate persistent, high levels of transgene expression. Thirds, we will test the ability of these NPs to target the macula in a non-human primate model (baboon) (Aim #3) including an assessment of whether non-invasive intravitreal delivery of NPs can transfect macular/foveal cones. This is a novel and critical development for clinical application of this technology, as many retinal degenerations target the macula. Furthermore, it is a step that cannot be modeled by a mouse system due to the absence of a macula in the rodent retina. We will also conduct toxicology and DNA biodistribution studies in baboons, including a detailed evaluation of brain visual pathways. Building on the documented ability of the current NP formulation to penetrate deep retinal layers, we hypothesize that this efficiency can be improved by the NP formulation optimization program detailed in Aim #1, enabling robust foveal cone gene transfer. In summary, results from this application will facilitate preclinical trial evaluations of DNA NPs for ocular gene delivery.
描述(由申请人提供):该项目的目标是推进当前的 DNA 纳米颗粒 (NP) 递送和表达技术,为影响光感受器 (PR) 和视网膜色素上皮 (RPE) 细胞的重要眼部疾病开发安全有效的疗法。 该计划将融合分子生物工程、视觉科学、物理学和化学领域的专家,以加快产生有效的眼部非病毒基因疗法的关键步骤。 DNA NP 由用赖氨酸-PEG 聚阳离子压实的单分子 DNA 组成,最小直径为 8-11 nm。 它们的小尺寸,加上有效地将纳米颗粒运输到细胞核并绕过溶酶体降解系统的特定摄取机制,可能解释了纳米颗粒能够稳健地转染有丝分裂后分化细胞的能力。 配制时使用的抗衡离子决定了
NP 形状以及杆状和椭圆形 NP 对眼部细胞(包括 RPE、PR 和视网膜神经节细胞 (RGC))具有强大的转染作用。 此外,鼠类 RDS NP 在 RDS 单倍体不足的视网膜色素变性小鼠模型中表现出部分表型校正。 之前已经证明了这些纳米粒子在眼中的有效使用的原理证明,在本次应用中,我们将采取必要的步骤来优化临床眼部使用的颗粒。 首先,我们将优化 PR 和 RPE 特异性基因转移的 NP 配方(NP 形状、大小和化学成分)(目标#1)。 其次,我们将设计适合临床的 DNA 载体(目标#2)以产生持久、高水平的转基因表达。 第三,我们将测试这些 NP 在非人类灵长类动物模型(狒狒)中靶向黄斑的能力(目标#3),包括评估 NP 的非侵入性玻璃体内递送是否可以转染黄斑/中心凹锥体。 对于该技术的临床应用来说,这是一项新颖且关键的进展,因为许多视网膜变性都以黄斑为目标。 此外,由于啮齿动物视网膜中不存在黄斑,因此该步骤无法通过小鼠系统进行建模。 我们还将对狒狒进行毒理学和 DNA 生物分布研究,包括对大脑视觉通路的详细评估。 基于现有 NP 制剂穿透视网膜深层的能力,我们假设可以通过目标 #1 中详述的 NP 制剂优化程序来提高这种效率,从而实现稳健的中心凹锥体基因转移。 总之,该应用的结果将有助于对用于眼部基因递送的 DNA NP 进行临床前试验评估。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Muna I. Naash其他文献
Characterization of glutathione peroxidase in frog retina.
青蛙视网膜谷胱甘肽过氧化物酶的表征。
- DOI:
- 发表时间:
1984 - 期刊:
- 影响因子:2
- 作者:
Muna I. Naash;Robert E. Anderson - 通讯作者:
Robert E. Anderson
The regional distribution of vitamins E and C in mature and premature human retinas.
维生素 E 和 C 在成熟和早产人类视网膜中的区域分布。
- DOI:
- 发表时间:
1988 - 期刊:
- 影响因子:4.4
- 作者:
Jorl C. Nielsen;Muna I. Naash;Robert E. Anderson - 通讯作者:
Robert E. Anderson
Muna I. Naash的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Muna I. Naash', 18)}}的其他基金
Vector engineering for non-viral delivery of large genomic DNA to the RPE
用于将大基因组 DNA 非病毒传递至 RPE 的载体工程
- 批准号:
10667049 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Non-viral gene delivery platforms for the treatment of Usher Syndrome Type 2A.
用于治疗 2A 型亚瑟综合症的非病毒基因递送平台。
- 批准号:
10578428 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Compacted DNA Nanoparticles for Ocular Therapy
用于眼部治疗的压缩 DNA 纳米颗粒
- 批准号:
8677899 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Compacted DNA Nanoparticles for Ocular Therapy
用于眼部治疗的压缩 DNA 纳米颗粒
- 批准号:
8504140 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
DNA nanoparticle formulations for optimal ocular gene delivery
用于最佳眼部基因传递的 DNA 纳米颗粒配方
- 批准号:
8365445 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
DNA nanoparticle formulations for optimal ocular gene delivery
用于最佳眼部基因传递的 DNA 纳米颗粒配方
- 批准号:
8545860 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Compacted DNA Nanoparticles for Ocular Therapy
用于眼部治疗的压缩 DNA 纳米颗粒
- 批准号:
8007344 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Compacted DNA Nanoparticles for Ocular Therapy
用于眼部治疗的压缩 DNA 纳米颗粒
- 批准号:
7747976 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Compacted DNA Nanoparticles for Ocular Therapy
用于眼部治疗的压缩 DNA 纳米颗粒
- 批准号:
7547382 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Compacted DNA Nanoparticles for Ocular Therapy
用于眼部治疗的压缩 DNA 纳米颗粒
- 批准号:
8204931 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
相似国自然基金
城市化对土壤动物宿主-寄生虫关系的影响机制研究
- 批准号:32301430
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
三江源国家公园黄河源园区食草野生动物与放牧家畜冲突的强度、影响及未来情景
- 批准号:42371283
- 批准年份:2023
- 资助金额:46 万元
- 项目类别:面上项目
十年禁渔对赤水河底栖动物群落多样性及其维持机制的影响
- 批准号:32301370
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
两栖动物(蛙类)对新型卤代有机污染物的生物富集及其对污染物环境迁移影响的研究
- 批准号:42307349
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
土壤动物对草地生态系统地下食物网碳氮传输过程及土壤有机质形成的影响
- 批准号:32301359
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
SORDINO-fMRI for mouse brain applications
用于小鼠大脑应用的 SORDINO-fMRI
- 批准号:
10737308 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
An immunotherapeutic IgY formulation against norovirus diarrhea
一种针对诺如病毒腹泻的免疫治疗 IgY 制剂
- 批准号:
10693530 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Impact of ambient PM2.5 concentrations on fear extinction recall, frontolimbic circuitry, and anxiety in adolescents
环境 PM2.5 浓度对青少年恐惧消退回忆、额边缘回路和焦虑的影响
- 批准号:
10749203 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Determine the role of atmospheric particulate matter pollutants in contributing to Lewy Body Dementia
确定大气颗粒物污染物在路易体痴呆症中的作用
- 批准号:
10662930 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别:
Defining the host and pathogen determinants of peptidoglycan induced pathophysiology in Lyme disease
定义莱姆病肽聚糖诱导的病理生理学的宿主和病原体决定因素
- 批准号:
10566961 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.03万 - 项目类别: