Advanced Delivery Platforms for Base Editing In Vivo
用于体内碱基编辑的先进交付平台
基本信息
- 批准号:10682172
- 负责人:
- 金额:$ 58.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-09-01 至 2027-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AdenineAdverse effectsAllelesAmyotrophic Lateral SclerosisCLN3 geneCRISPR/Cas technologyCentral Nervous SystemCentral Nervous System DiseasesClinicalClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsCytidineDNA Sequence AlterationDeaminaseDendritic CellsDeoxyribonucleasesDependovirusDevelopmentDinucleoside PhosphatesDiseaseDisease modelEffectivenessEndowmentExonsExtrahepaticGenesGenetic DiseasesGoalsHepatic TissueHepatocyteHepatotoxicityImmune responseImmunityInterphase CellKnowledgeLiverMammalian CellMicroRNAsModalityMusMutagenesisMutateMutationNucleotidesPatientsPharmaceutical PreparationsRNARNA SplicingRepressionResearchRiskSafetySiteSpecificitySpielmeyer-Vogt DiseaseSpinal GangliaSystemTechnologyTestingTherapeuticTissuesToxic effectadverse outcomebase editingbase editorcell typeclinical practicedelivery vehicledensitydisease-causing mutationexon skipping therapygenome editinghumanized mouseimmunogenicityimprovedin vivoknockout genemouse modelmutantnext generationnovelpreventprime editingrepairedsuperoxide dismutase 1therapeutic genome editingvector
项目摘要
Project Summary
The Cas9 platform has enabled genome editing, base editing (BE), and prime editing to induce gene
knockouts as well as tailor-made sequence alterations. CRISPR-Cas9 systems have the potential to similarly
revolutionize clinical practice through precise editing of disease loci. We have developed Nme2Cas9 as an
editing platform with (1) compact size, facilitating single adeno-associated virus (AAV) delivery; (2) a
dinucleotide (N4CC) protospacer-adjacent motif (PAM) that affords high target site density; and (3) exceptional
accuracy. More recently, we developed Nme2Cas9 adenine base editor (ABE) systems as among the first to
be validated in vivo for single-AAV delivery. AAV is a potent editing delivery modality in vivo, especially in
extrahepatic tissues such as the central nervous system (CNS). Nonetheless, the therapeutic promise of base
editing systems will hinge upon improving editing efficiency, limiting bystander edits (or their consequences),
maximizing PAM-dependent targeting scope, and minimizing immunogenicity, toxicity, and prolonged
deaminase expression (which can compromise editing efficiency and lead to safety risks such as hepatotoxicity
and the accumulation of unwanted edits). Here we propose to capitalize on our establishment of single-vector
Nme2-ABE systems to develop novel base editing capabilities with increased effectiveness, targeting scope,
utility, and safety, and to validate these systems in the treatment of CNS disease models in mice. The goals of
this proposal are (1) to develop next-generation, single-AAV, deaminase-inlaid Nme2-ABEs and guides with
increased efficiency, a single-nucleotide PAM, and greater control over bystander editing; (2) to use next-
generation, single-AAV Nme2-ABE systems for therapeutic editing of disease genes in the CNS of mouse
models of amyotrophic lateral sclerosis and Batten disease; and (3) to develop systems that use repression by
endogenous microRNAs and drug-dependent splicing systems to enhance the safety of AAV-delivered Nme2-
ABE in vivo. These safety enhancements will reduce anti-Nme2-ABE immune responses, ameliorate potential
toxic effects on the liver and on specific CNS cell types, and limit the off-target mutagenesis that can arise from
sustained expression of the editing machinery. Successful completion of these aims will provide invaluable
enhancements to the delivery, efficacy, and specificity of in vivo genome editing.
项目概要
Cas9平台实现了基因组编辑、碱基编辑(BE)和引物编辑以诱导基因
淘汰赛以及定制的序列改变。 CRISPR-Cas9 系统具有类似的潜力
通过精确编辑疾病位点彻底改变临床实践。我们开发了 Nme2Cas9 作为
编辑平台具有(1)紧凑的尺寸,便于单个腺相关病毒(AAV)的递送; (2) 一个
二核苷酸 (N4CC) 原型间隔子相邻基序 (PAM),提供高靶位点密度; (3) 特殊的
准确性。最近,我们开发了 Nme2Cas9 腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 系统,这是第一个
已在体内验证单 AAV 递送。 AAV 是一种有效的体内编辑传递方式,尤其是在
肝外组织,例如中枢神经系统(CNS)。尽管如此,碱的治疗前景
编辑系统将取决于提高编辑效率、限制旁观者编辑(或其后果),
最大化 PAM 依赖性靶向范围,并最小化免疫原性、毒性和延长时间
脱氨酶表达(可能会影响编辑效率并导致肝毒性等安全风险)
以及不需要的编辑的积累)。在这里,我们建议利用我们建立的单向量
Nme2-ABE 系统可开发新颖的碱基编辑功能,提高效率、靶向范围、
实用性和安全性,并验证这些系统在小鼠中枢神经系统疾病模型治疗中的作用。的目标
该提案是 (1) 开发下一代、单 AAV、脱氨酶镶嵌 Nme2-ABE 和指南
提高效率、单核苷酸 PAM 以及对旁观者编辑的更好控制; (2) 使用下一个-
新一代单 AAV Nme2-ABE 系统,用于治疗性编辑小鼠中枢神经系统中的疾病基因
肌萎缩侧索硬化症和巴顿病模型; (3) 开发使用镇压的系统
内源性 microRNA 和药物依赖性剪接系统可增强 AAV 传递的 Nme2 的安全性
体内 ABE。这些安全性增强将减少抗 Nme2-ABE 免疫反应,改善潜力
对肝脏和特定中枢神经系统细胞类型的毒性作用,并限制可能产生的脱靶突变
编辑机制的持续表达。成功完成这些目标将为
增强体内基因组编辑的传递、功效和特异性。
项目成果
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专著数量(0)
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