研究开发碱基编辑递送新工具——病毒样颗粒 可多器官靶向编辑

文章来源：医药魔方Pro

作者：黎元

AAV病毒是碱基编辑器常用的递送工具，通过将编码碱基编辑器的DNA地送到靶组织中发挥作用，但是这种递送方法可能会延长碱基编辑器在体内的表达时间，相应地，脱靶编辑的风险也会提升。一种理想的编辑器递送方法是直接递送编辑器蛋白或核糖核蛋白（RNP），这样形式的编辑器在体内的作用时间较短，可以降低脱靶编辑的风险。

使用病毒样颗粒（VLP）或许为一种可行的方法，VLP的行为类似于病毒，可以进入细胞并运送治疗性蛋白质等货物，因为VLP不含病毒遗传物质，因此可能比病毒载体更加安全。虽然使用VLP递送RNP可以结合病毒的递送效率和组织靶向性优势，但过去的研究表明，VLP递送的基因编辑器在体内的编辑功效十分有限。

1月11日，在Cell杂志上发表的新研究中，麻省理工学院和哈佛大学Broad研究所David Liu实验室的研究团队开发了一种工程化无DNA病毒样颗粒（eVLP），能有效包装和递送碱基编辑器或Cas9核糖核蛋白。在小鼠体内单次注射eVLP可将降低78%的血清PCSK9蛋白水平，而且能部分恢复遗传性失明的小鼠模型的视觉功能，此外，体外和体内实验中几乎没有检测到eVLP的脱靶编辑。

研究人员通过在颗粒表面使用不同的分子来优化eVLP，他们系统设计了eVLP结构的不同部分，优化了eVLP生产、货物封装、货物在胞内的释放和分配这几个关键步骤，最终生成的第四代eVLP（v4 BE-eVLP）所能包装的碱基编辑器RNP蛋白比初始报道的VLP多了16倍。

设计多版本的eVLP解决VLP瓶颈问题（来源：Cell）

v4 BE-eVLP可在几种主要的小鼠和人类细胞类型中进行有效的碱基编辑，而且将编辑器RNP蛋白递送后，几乎没有检测到脱靶编辑。此外，eVLP不含DNA的特性避免了DNA整合到细胞基因组中的可能性。

v4 BE-eVLP的安全性高（来源：Cell）

研究人员在体外对原代人类或小鼠细胞进行了编辑，在具有纯合COL7A1突变的原代成纤维细胞中，v4 BE-eVLP在目标腺嘌呤碱基处的编辑效率超过了95%。

v4 BE-eVLP可以在人和小鼠原代成纤维细胞中实现接近100%的碱基编辑水平（来源：Cell）

在体内编辑实验中，v4 BE-eVLP仍然展现了较高的编辑效率。研究人员使用v4 BE-eVLP将碱基编辑器递送到小鼠的肝脏后，PSCK9蛋白水平下降了78%。人体中PCSK9的功能获得性突变与家族性高胆固醇血症有关，而PCSK9的功能丧失性突变则会导致LDL胆固醇浓度降低，能预防冠心病。

体内单次全身注射v4 BE-eVLP敲低Pcsk9（来源：Cell）

研究人员还在遗传性失明小鼠中使用v4 BE-eVLP纠正了Rpe65基因中的突变，恢复了小鼠的部分视觉功能。

v4BE-eVLP在遗传性失明小鼠模型中进行碱基编辑（来源：Cell）

团队还将v4 BE-eVLP直接注射到小鼠的大脑中，观察到暴露于eVLP的细胞的编辑效率约为50%，未来他们将着力改善eVLP在整个大脑中的分布。

v4 BE-eVLP在中枢神经系统中进行碱基编辑（来源：Cell）

总的来说，eVLP结合了病毒和非病毒传递系统的优势，不仅可以用于碱基编辑，还可以用于递送其它治疗性蛋白。研究团队正在拓宽eVLP靶向的器官和细胞类型范围，未来他们还将继续表征eVLP，以更好地预测和减轻颗粒可能产生的任何不需要的免疫应答。

参考资料：

[1] Banskota S., Raguram A., Suh S., et al. Engineered virus-like particles for efficient in vivo delivery of therapeutic proteins. Cell (2022)

[2] Engineered particles efficiently deliver gene editing proteins to cells in mice（来源：Broad Institute）