IT202000008014A1 - Guide RNA and their uses - Google Patents
Guide RNA and their uses Download PDFInfo
- Publication number
- IT202000008014A1 IT202000008014A1 IT102020000008014A IT202000008014A IT202000008014A1 IT 202000008014 A1 IT202000008014 A1 IT 202000008014A1 IT 102020000008014 A IT102020000008014 A IT 102020000008014A IT 202000008014 A IT202000008014 A IT 202000008014A IT 202000008014 A1 IT202000008014 A1 IT 202000008014A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- cas9
- sequence
- rho
- crispr
- grna
- Prior art date
Links
- 108020005004 Guide RNA Proteins 0.000 title claims description 35
- 108091033409 CRISPR Proteins 0.000 claims description 137
- 102200141256 rs29001637 Human genes 0.000 claims description 117
- 102100040756 Rhodopsin Human genes 0.000 claims description 113
- 108090000820 Rhodopsin Proteins 0.000 claims description 111
- NCYCYZXNIZJOKI-IOUUIBBYSA-N 11-cis-retinal Chemical compound O=C/C=C(\C)/C=C\C=C(/C)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C NCYCYZXNIZJOKI-IOUUIBBYSA-N 0.000 claims description 102
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 72
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 71
- 238000010354 CRISPR gene editing Methods 0.000 claims description 66
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 65
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 58
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 58
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 44
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 claims description 39
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 claims description 39
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 claims description 39
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 37
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 37
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 31
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 30
- 208000007014 Retinitis pigmentosa Diseases 0.000 claims description 26
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 26
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 22
- 101150079354 rho gene Proteins 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 claims description 20
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 18
- 241000702423 Adeno-associated virus - 2 Species 0.000 claims description 15
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 13
- 102100038247 Retinol-binding protein 3 Human genes 0.000 claims description 12
- 108010048996 interstitial retinol-binding protein Proteins 0.000 claims description 12
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 claims description 11
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 10
- 239000013603 viral vector Substances 0.000 claims description 9
- 238000010362 genome editing Methods 0.000 claims description 8
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 claims description 8
- 241000702421 Dependoparvovirus Species 0.000 claims description 7
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 claims description 7
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 claims description 6
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 claims description 6
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims description 5
- 241000202702 Adeno-associated virus - 3 Species 0.000 claims description 4
- 241000193996 Streptococcus pyogenes Species 0.000 claims description 4
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 claims description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 4
- 210000004263 induced pluripotent stem cell Anatomy 0.000 claims description 4
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 4
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 230000003412 degenerative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 claims description 3
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 claims description 3
- 210000003994 retinal ganglion cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 241001655883 Adeno-associated virus - 1 Species 0.000 claims description 2
- 241000580270 Adeno-associated virus - 4 Species 0.000 claims description 2
- 241000972680 Adeno-associated virus - 6 Species 0.000 claims description 2
- 241001164825 Adeno-associated virus - 8 Species 0.000 claims description 2
- 241000958487 Adeno-associated virus 3B Species 0.000 claims description 2
- 108090000565 Capsid Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 102100023321 Ceruloplasmin Human genes 0.000 claims description 2
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000626 DNA-directed RNA polymerases Proteins 0.000 claims description 2
- 230000006819 RNA synthesis Effects 0.000 claims description 2
- 210000000608 photoreceptor cell Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000001164 retinal progenitor cell Anatomy 0.000 claims description 2
- 102100035102 E3 ubiquitin-protein ligase MYCBP2 Human genes 0.000 claims 2
- 101710172824 CRISPR-associated endonuclease Cas9 Proteins 0.000 claims 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 48
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 33
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 30
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 27
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 24
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 20
- 238000011830 transgenic mouse model Methods 0.000 description 18
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 16
- 241000699660 Mus musculus Species 0.000 description 15
- 102100039087 Peptidyl-alpha-hydroxyglycine alpha-amidating lyase Human genes 0.000 description 15
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 14
- 238000007481 next generation sequencing Methods 0.000 description 14
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 13
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 13
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 13
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 13
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 13
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 108020005345 3' Untranslated Regions Proteins 0.000 description 11
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 11
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 11
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 11
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 11
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 11
- 102200141512 rs104893768 Human genes 0.000 description 11
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 10
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 10
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 10
- YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N cycloheximide Chemical compound C1[C@@H](C)C[C@H](C)C(=O)[C@@H]1[C@H](O)CC1CC(=O)NC(=O)C1 YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N 0.000 description 10
- 102000006602 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 10
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 10
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 10
- 239000013607 AAV vector Substances 0.000 description 9
- 101100518359 Homo sapiens RHO gene Proteins 0.000 description 9
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 9
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 9
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000002571 electroretinography Methods 0.000 description 8
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 8
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 8
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 7
- 102000003855 L-lactate dehydrogenase Human genes 0.000 description 7
- 108700023483 L-lactate dehydrogenases Proteins 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 6
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 6
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 6
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 5
- 101710154606 Hemagglutinin Proteins 0.000 description 5
- 101000611338 Homo sapiens Rhodopsin Proteins 0.000 description 5
- 101710093908 Outer capsid protein VP4 Proteins 0.000 description 5
- 101710135467 Outer capsid protein sigma-1 Proteins 0.000 description 5
- 102000011755 Phosphoglycerate Kinase Human genes 0.000 description 5
- 101710176177 Protein A56 Proteins 0.000 description 5
- 201000007737 Retinal degeneration Diseases 0.000 description 5
- 208000017442 Retinal disease Diseases 0.000 description 5
- 101001099217 Thermotoga maritima (strain ATCC 43589 / DSM 3109 / JCM 10099 / NBRC 100826 / MSB8) Triosephosphate isomerase Proteins 0.000 description 5
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 5
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 5
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 5
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 5
- 239000000185 hemagglutinin Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 5
- 230000004258 retinal degeneration Effects 0.000 description 5
- 208000002267 Anti-neutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis Diseases 0.000 description 4
- 201000004569 Blindness Diseases 0.000 description 4
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 4
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 4
- YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N Epihygromycin Natural products OC1C(O)C(C(=O)C)OC1OC(C(=C1)O)=CC=C1C=C(C)C(=O)NC1C(O)C(O)C2OCOC2C1O YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101000670189 Homo sapiens Ribulose-phosphate 3-epimerase Proteins 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 238000010240 RT-PCR analysis Methods 0.000 description 4
- 102000006601 Thymidine Kinase Human genes 0.000 description 4
- 108020004440 Thymidine kinase Proteins 0.000 description 4
- FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKPMPSA-N all-trans-retinol Chemical compound OC\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKPMPSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 4
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 4
- 230000034994 death Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000011559 double-strand break repair via nonhomologous end joining Effects 0.000 description 4
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 4
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 4
- 230000001179 pupillary effect Effects 0.000 description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 3
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 3
- 101001103039 Homo sapiens Inactive tyrosine-protein kinase transmembrane receptor ROR1 Proteins 0.000 description 3
- 101001103036 Homo sapiens Nuclear receptor ROR-alpha Proteins 0.000 description 3
- 101000687323 Homo sapiens Rabenosyn-5 Proteins 0.000 description 3
- 101000837626 Homo sapiens Thyroid hormone receptor alpha Proteins 0.000 description 3
- 108091092195 Intron Proteins 0.000 description 3
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 3
- 108010021466 Mutant Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000008300 Mutant Proteins Human genes 0.000 description 3
- 102100039614 Nuclear receptor ROR-alpha Human genes 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100024910 Rabenosyn-5 Human genes 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 102100028702 Thyroid hormone receptor alpha Human genes 0.000 description 3
- 101150063416 add gene Proteins 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 238000012350 deep sequencing Methods 0.000 description 3
- 238000010217 densitometric analysis Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 3
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 description 3
- 230000037433 frameshift Effects 0.000 description 3
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000010166 immunofluorescence Methods 0.000 description 3
- 238000010185 immunofluorescence analysis Methods 0.000 description 3
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 3
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 3
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000009437 off-target effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 3
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- FPIPGXGPPPQFEQ-UHFFFAOYSA-N 13-cis retinol Natural products OCC=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)CCCC1(C)C FPIPGXGPPPQFEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108700039887 Essential Genes Proteins 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091092584 GDNA Proteins 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YQEZLKZALYSWHR-UHFFFAOYSA-N Ketamine Chemical compound C=1C=CC=C(Cl)C=1C1(NC)CCCCC1=O YQEZLKZALYSWHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- 201000003533 Leber congenital amaurosis Diseases 0.000 description 2
- 241001602730 Monza Species 0.000 description 2
- 108020004711 Nucleic Acid Probes Proteins 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 2
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004245 Proteasome Endopeptidase Complex Human genes 0.000 description 2
- 108090000708 Proteasome Endopeptidase Complex Proteins 0.000 description 2
- 229940079156 Proteasome inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 231100000263 cytotoxicity test Toxicity 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- MMXKVMNBHPAILY-UHFFFAOYSA-N ethyl laurate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCC MMXKVMNBHPAILY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 2
- 231100000221 frame shift mutation induction Toxicity 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 229960003299 ketamine Drugs 0.000 description 2
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- HRLIOXLXPOHXTA-UHFFFAOYSA-N medetomidine Chemical compound C=1C=CC(C)=C(C)C=1C(C)C1=CN=C[N]1 HRLIOXLXPOHXTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960002140 medetomidine Drugs 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002853 nucleic acid probe Substances 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 2
- 239000003207 proteasome inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000004439 pupillary reactions Effects 0.000 description 2
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 2
- 238000003259 recombinant expression Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 2
- 210000000880 retinal rod photoreceptor cell Anatomy 0.000 description 2
- 229960003471 retinol Drugs 0.000 description 2
- 235000020944 retinol Nutrition 0.000 description 2
- 239000011607 retinol Substances 0.000 description 2
- 238000002864 sequence alignment Methods 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 241000701161 unidentified adenovirus Species 0.000 description 2
- 241001430294 unidentified retrovirus Species 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NCYCYZXNIZJOKI-HPNHMNAASA-N 11Z-retinal Natural products CC(=C/C=O)C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C NCYCYZXNIZJOKI-HPNHMNAASA-N 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 239000012103 Alexa Fluor 488 Substances 0.000 description 1
- 239000012110 Alexa Fluor 594 Substances 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 238000011746 C57BL/6J (JAX™ mouse strain) Methods 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 102000053642 Catalytic RNA Human genes 0.000 description 1
- 108090000994 Catalytic RNA Proteins 0.000 description 1
- 102000020313 Cell-Penetrating Peptides Human genes 0.000 description 1
- 108010051109 Cell-Penetrating Peptides Proteins 0.000 description 1
- 108091092236 Chimeric RNA Proteins 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 238000000116 DAPI staining Methods 0.000 description 1
- 230000033616 DNA repair Effects 0.000 description 1
- LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N Elaidinsaeure-aethylester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100038132 Endogenous retrovirus group K member 6 Pro protein Human genes 0.000 description 1
- 101710091045 Envelope protein Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 1
- 102000006575 G-Protein-Coupled Receptor Kinases Human genes 0.000 description 1
- 108010008959 G-Protein-Coupled Receptor Kinases Proteins 0.000 description 1
- 102000003688 G-Protein-Coupled Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108090000045 G-Protein-Coupled Receptors Proteins 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 206010064571 Gene mutation Diseases 0.000 description 1
- 208000010412 Glaucoma Diseases 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- HVLSXIKZNLPZJJ-TXZCQADKSA-N HA peptide Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@@H](N)CC=1C=CC(O)=CC=1)C1=CC=C(O)C=C1 HVLSXIKZNLPZJJ-TXZCQADKSA-N 0.000 description 1
- 208000009889 Herpes Simplex Diseases 0.000 description 1
- 101001066129 Homo sapiens Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 238000012404 In vitro experiment Methods 0.000 description 1
- 101150105817 Irbp gene Proteins 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 241000713666 Lentivirus Species 0.000 description 1
- 208000035752 Live birth Diseases 0.000 description 1
- 101150048453 MSTN gene Proteins 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004485 Nonsense Codon Proteins 0.000 description 1
- 108010077850 Nuclear Localization Signals Proteins 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 229920002732 Polyanhydride Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 1
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 1
- 101710188315 Protein X Proteins 0.000 description 1
- 239000012083 RIPA buffer Substances 0.000 description 1
- 238000012228 RNA interference-mediated gene silencing Methods 0.000 description 1
- 101150023114 RNA1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 1
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 1
- 108700038694 Retinitis Pigmentosa 4 Proteins 0.000 description 1
- 108091028664 Ribonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 108060007030 Ribulose-phosphate 3-epimerase Proteins 0.000 description 1
- 235000019485 Safflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 241000873260 Streptococcus pyogenes serotype M1 Species 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 108091036066 Three prime untranslated region Proteins 0.000 description 1
- 241000283907 Tragelaphus oryx Species 0.000 description 1
- 108091028113 Trans-activating crRNA Proteins 0.000 description 1
- 102000004338 Transferrin Human genes 0.000 description 1
- 108090000901 Transferrin Proteins 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- 101710185494 Zinc finger protein Proteins 0.000 description 1
- 102100023597 Zinc finger protein 816 Human genes 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 1
- 230000010307 cell transformation Effects 0.000 description 1
- 230000030570 cellular localization Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 210000003763 chloroplast Anatomy 0.000 description 1
- 239000007979 citrate buffer Substances 0.000 description 1
- 238000012761 co-transfection Methods 0.000 description 1
- 229940110456 cocoa butter Drugs 0.000 description 1
- 235000019868 cocoa butter Nutrition 0.000 description 1
- 230000001609 comparable effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 1
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 210000005220 cytoplasmic tail Anatomy 0.000 description 1
- 210000000172 cytosol Anatomy 0.000 description 1
- 238000002784 cytotoxicity assay Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960003964 deoxycholic acid Drugs 0.000 description 1
- KXGVEGMKQFWNSR-LLQZFEROSA-N deoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 KXGVEGMKQFWNSR-LLQZFEROSA-N 0.000 description 1
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002637 deoxyribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 229940042399 direct acting antivirals protease inhibitors Drugs 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 1
- 210000002472 endoplasmic reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- LVGKNOAMLMIIKO-QXMHVHEDSA-N ethyl oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-QXMHVHEDSA-N 0.000 description 1
- 229940093471 ethyl oleate Drugs 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010195 expression analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000834 fixative Substances 0.000 description 1
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002224 folic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000003209 gene knockout Methods 0.000 description 1
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 description 1
- 238000002695 general anesthesia Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011331 genomic analysis Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 1
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 1
- 210000003917 human chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000007928 intraperitoneal injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 239000012120 mounting media Substances 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 210000004897 n-terminal region Anatomy 0.000 description 1
- 230000037434 nonsense mutation Effects 0.000 description 1
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000255 pathogenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 239000000137 peptide hydrolase inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000004243 retinal function Effects 0.000 description 1
- 210000003583 retinal pigment epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 208000002852 retinitis pigmentosa 4 Diseases 0.000 description 1
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 1
- 238000003757 reverse transcription PCR Methods 0.000 description 1
- 239000002336 ribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002652 ribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 108020004418 ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 108091092562 ribozyme Proteins 0.000 description 1
- 102200082921 rs33948615 Human genes 0.000 description 1
- 235000005713 safflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003813 safflower oil Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000012764 semi-quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000008159 sesame oil Substances 0.000 description 1
- 235000011803 sesame oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000829 suppository Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 108091006107 transcriptional repressors Proteins 0.000 description 1
- 238000010361 transduction Methods 0.000 description 1
- 230000026683 transduction Effects 0.000 description 1
- 239000012096 transfection reagent Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012581 transferrin Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
- 238000007492 two-way ANOVA Methods 0.000 description 1
- 108700001624 vesicular stomatitis virus G Proteins 0.000 description 1
- 230000004393 visual impairment Effects 0.000 description 1
- 230000004400 visual pathway Effects 0.000 description 1
- 210000000239 visual pathway Anatomy 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/113—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing
- C12N15/1138—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing against receptors or cell surface proteins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/85—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
- C12N15/86—Viral vectors
- C12N15/864—Parvoviral vectors, e.g. parvovirus, densovirus
- C12N15/8645—Adeno-associated virus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
- C12N2310/10—Type of nucleic acid
- C12N2310/20—Type of nucleic acid involving clustered regularly interspaced short palindromic repeats [CRISPRs]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2320/00—Applications; Uses
- C12N2320/30—Special therapeutic applications
- C12N2320/32—Special delivery means, e.g. tissue-specific
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2320/00—Applications; Uses
- C12N2320/30—Special therapeutic applications
- C12N2320/34—Allele or polymorphism specific uses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2750/00—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
- C12N2750/00011—Details
- C12N2750/14011—Parvoviridae
- C12N2750/14111—Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
- C12N2750/14141—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
- C12N2750/14143—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
RNA GUIDA E LORO USI GUIDING RNA AND THEIR USES
Campo dell'invenzione Field of the invention
La presente invenzione ? relativa ad RNA guida (gRNA) e brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari (CRISPR)- proteina associata al CRISPR 9 (Cas9) (CRISPR/Cas9) che comprende detti RNA guida e al loro utilizzo nel trattamento della retinite pigmentosa. The present invention? related to guide RNA (gRNA) and short palindrome repeats grouped and separated at regular intervals (CRISPR) - protein associated with CRISPR 9 (Cas9) (CRISPR / Cas9) which includes said guide RNA and their use in the treatment of retinitis pigmentosa.
Contesto dell'invenzione Background of the invention
La Retinite Pigmentosa (RP) ? un gruppo di malattie retiniche geneticamente eterogenee che affliggono tre milioni di persone in tutto il mondo con un'incidenza di 1 su 3.500 nati vivi 1, 2, 3, 4 (https://ghr.nlm.nih.gov/). I pazienti affetti da RP inizialmente manifestano cecit? notturna con una graduale costrizione del campo visivo, ma con risparmio della visione centrale. Con il progredire della perdita dei bastoncelli, si verifica la morte secondaria dei coni, con conseguente deterioramento dell'acuit? visiva ed eventuale cecit?. Parte della difficolt? nel trattamento della RP ? la sua complessa e diversificata eziologia genetica. Ad oggi, pi? di 3.000 mutazioni in circa 70 geni che causano la malattia sono stati associati in modo causale con RP<5 >(https://sph.uth.edu/retnet) e attualmente pi? di 150 mutazioni missenso/nonsenso documentate nel gene della rodopsina (RHO) sono associate ad un fenotipo autosomico dominante RP (adRP) (RP4, OMIM 613731) <6, 7>. Il gene RHO codifica per la rodopsina (RHO), un pigmento visivo che si trova nei fotorecettori bastoncelli, responsabile della conversione dei fotoni in segnali chimici che permettono la visione. La rodopsina ? un recettore accoppiato alla proteina G di 348 amminoacidi caratterizzato da un dominio extracellulare N-terminale necessario per stabilizzare la proteina, sette ?-eliche transmembrana che ospitano il sito di legame per il cromoforo 11-cisretinale, e un dominio intracellulare C-terminale, coinvolto nel trasporto vettoriale di rodopsina a segmenti esterni dei bastoncelli (OS) <8, 9, 10, 11>. Sebbene circa la met? dei casi adRP associati alla RHO negli USA siano causati dalla mutazione P23H<12 >nel dominio extracellulare N-terminale, i mutanti di classe I raggruppati nel dominio C-terminale<6 >danno origine a un difetto nel traffico post-Golgi verso gli OS e determinano un fenotipo pi? grave e una prognosi peggiore per i pazienti <13, 14, 15>. La grande maggioranza delle mutazioni RHO sono ereditate in modo autosomico dominante. Nella maggior parte di questi casi, la semplice aggiunta di una copia normale del gene non ? d'aiuto <16 >poich? il gene mutato deve essere inattivato. ? stata tentata una riduzione della RHO mutante nei modelli di malattia utilizzando ribozimi <17>, ?RNA interference? <16, 18>, repressori trascrizionali fusi con proteine zinc finger <19 >e modificazione mediata da CRISPR/Cas9<20, 21>. Retinitis Pigmentosa (RP)? a group of genetically heterogeneous retinal diseases affecting three million people worldwide with an incidence of 1 in 3,500 live births 1, 2, 3, 4 (https://ghr.nlm.nih.gov/). Do patients with RP initially experience blindness? night with a gradual constriction of the visual field, but with saving of central vision. As rod loss progresses, secondary death of the cones occurs, resulting in deterioration of acuity? visual and possible blindness ?. Part of the difficulty? in the treatment of RP? its complex and diverse genetic etiology. To date, more? of 3,000 mutations in approximately 70 disease-causing genes have been causally associated with RP <5> (https://sph.uth.edu/retnet) and currently more? of 150 documented missense / nonsense mutations in the rhodopsin (RHO) gene are associated with an autosomal dominant RP (adRP) phenotype (RP4, OMIM 613731) <6, 7>. The RHO gene encodes rhodopsin (RHO), a visual pigment found in rod photoreceptors, responsible for converting photons into chemical signals that allow vision. Rhodopsin? a 348 amino acid G protein-coupled receptor characterized by an N-terminal extracellular domain needed to stabilize the protein, seven transmembrane? -helices hosting the binding site for the 11-cisretinal chromophore, and a C-terminal intracellular domain, involved in vector transport of rhodopsin to external segments of rods (OS) <8, 9, 10, 11>. Although about half? of RHO-associated adRP cases in the USA are caused by the P23H <12> mutation in the N-terminal extracellular domain, class I mutants clustered in the C-terminal domain <6> give rise to a defect in post-Golgi traffic to OS and determine a phenotype pi? severe and worse prognosis for patients <13, 14, 15>. The vast majority of RHO mutations are inherited in an autosomal dominant fashion. In most of these cases, simply adding a normal copy of the gene doesn't? help <16> since? the mutated gene must be inactivated. ? A reduction of mutant RHO was attempted in disease models using ribozymes <17>,? RNA interference? <16, 18>, transcriptional repressors fused with zinc finger proteins <19> and modification mediated by CRISPR / Cas9 <20, 21>.
La maggior parte di questi approcci non distingue gli alleli mutanti dagli alleli wild-type (WT), ottenendo cos? una soppressione bi-allelica che richiede anche l'aggiunta di un cDNA di RHO WT ("soppressione e sostituzione"). La capacit? di correggere le mutazioni che causano la malattia, risparmiando l'allele WT, ? stata notevolmente migliorata dalla scoperta della modifica del genoma mediata da CRISPR/Cas9. Le endonucleasi Cas9 generano rotture a doppio filamento (DSB) in una specifica regione genomica, che si trova adiacente a un motivo ?protospacer?-adiacente (PAM) ed ? bersagliato da una guida complementare RNA (gRNA) <22 >. In assenza del templato esogeno, i DSB indotti da Cas9 vengono riparati attraverso il meccanismo di giunzione non omologa (NHEJ), che porta all'introduzione frequente di inserimenti o cancellazioni nel sito di destinazione. In tal modo, come valida alternativa all'approccio "soppressione e sostituzione" che pu? essere potenzialmente utilizzato per trattare un'ampia gamma di malattie dominanti ma che richiede un doppio intervento, ? possibile perseguire una specifica inattivazione dell'allele alterato per le mutazioni dominanti negative <23 >che generano un sito PAM unico o permettono la progettazione di un gRNA che contiene la mutazione nella sequenza del seme (seed). Most of these approaches do not distinguish mutant alleles from wild-type (WT) alleles, thus obtaining a bi-allelic suppression that also requires the addition of an RHO WT ("suppression and replacement") cDNA. The capacity to correct the mutations that cause the disease, sparing the WT allele,? has been greatly enhanced by the discovery of CRISPR / Cas9-mediated genome modification. Cas9 endonucleases generate double-stranded breaks (DSBs) in a specific genomic region, which is located adjacent to a? Protospacer? -Adjacent motif (PAM) and? targeted by a complementary guide RNA (gRNA) <22>. In the absence of the exogenous template, Cas9-induced DSBs are repaired through the non-homologous joining mechanism (NHEJ), which leads to the frequent introduction of insertions or deletions at the destination site. Thus, as a valid alternative to the "suppression and replacement" approach that can? be potentially used to treat a wide range of dominant diseases but requiring dual intervention,? It is possible to pursue a specific inactivation of the altered allele for dominant negative mutations <23> that generate a unique PAM site or allow the design of a gRNA that contains the mutation in the seed sequence.
Data l'alta prevalenza dell'allele P23H negli Stati Uniti <24 >, non sorprende che questo sia stato l'obiettivo primario dell'editing genico mediato da CRISPR/Cas9. In effetti, questa strategia si ? gi? dimostrata efficace in studi recenti che impiegano il modello di topo knock-in P23H <12, 21>. In questi studi, gli autori hanno mostrato una ridotta espressione del trascritto mutante murino del P23H innescata dalla riparazione NHEJ che si verifica nel primo esone del gene. L'inattivazione specifica della mutazione dell'allele murino P23H ha provocato un ritardo del processo degenerativo della retina e il salvataggio dell'attivit? funzionale della retina. Given the high prevalence of the P23H allele in the United States <24>, it is not surprising that this was the primary focus of CRISPR / Cas9-mediated gene editing. In fact, this strategy does? already? proven effective in recent studies using the P23H <12, 21> knock-in mouse model. In these studies, the authors showed reduced expression of the murine mutant P23H transcript triggered by NHEJ repair occurring in the first exon of the gene. The specific inactivation of the murine P23H allele mutation caused a delay in the degenerative process of the retina and the saving of activity. function of the retina.
Finora ? stato trascurato un approccio di modifica del gene adattato al dominio C-terminale della rodopsina umana e in particolare alla prolina 347, il residuo pi? comune mutato nei pazienti europei <25>. Till now ? a gene modification approach adapted to the C-terminal domain of human rhodopsin and in particular to proline 347, the pi? common mutated in European patients <25>.
La domanda di brevetto internazionale WO2018009562 si riferisce a metodi per il trattamento di una degenerazione della retina in un soggetto, come l'amaurosi congenita di Leber (LCA), la retinite pigmentosa (RP) e il glaucoma; metodi per alterare l'espressione di uno o pi? prodotti genici in una cellula, come una cellula del ganglio retinico. Tali metodi possono comprendere l'utilizzo di un sistema modificato nucleasi, come il sistema ?Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats? (CRISPR) che comprende un promotore HI bidirezionale e gRNAs diretti a geni correlati con la degenerazione della retina, confezionati in una singola particella compatta, di virus adeno-associato (AAV). La domanda di brevetto si riferisce a gRNA diretti alle mutazioni R135G, R135W, R135L in rodopsina. Il Cas9 utilizzato ? il SaCas9. International patent application WO2018009562 refers to methods for the treatment of retinal degeneration in a subject, such as Leber's congenital amaurosis (LCA), retinitis pigmentosa (RP) and glaucoma; methods to alter the expression of one or more? gene products in a cell, such as a retinal ganglion cell. Such methods may include the use of a modified nuclease system, such as the? Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats? System. (CRISPR) comprising a bidirectional HI promoter and gRNAs targeting genes related to retinal degeneration, packaged into a single compact, adeno-associated virus (AAV) particle. The patent application refers to gRNAs directed at the R135G, R135W, R135L mutations in rhodopsin. The Cas9 used? the SaCas9.
Rimane la necessit? nell'arte di metodi e agenti terapeutici per trattare efficacemente la RP, in particolare inattivando l'allele patogeno umano P347S. Does the need remain? in the art of therapeutic methods and agents to effectively treat RP, in particular by inactivating the human pathogenic allele P347S.
Sintesi dell'invenzione Summary of the invention
I presenti inventori hanno sorprendentemente scoperto che l'uso di CRISPR/Cas9 permette di mirare selettivamente alla mutazione P347S, preservando l'allele RHO wild-type in vitro e in un modello murino di adRP. La dettagliata caratterizzazione genomica e biochimica dell'editing della porzione C-terminale della rodopsina dimostra una sicura ed efficiente riduzione dell'espressione di P347S che porta al parziale recupero della funzione fotorecettoriale in un modello murino transgenico trattato con vettori virali adeno-associati. La presente domanda supporta l'efficacia e la sicurezza dell'editing allele-specifico mediato da CRISPR/Cas9 e apre la strada ad una correzione permanente e precisa delle mutazioni dominanti nelle malattie della retina. Gli autori qui utilizzano sia lo Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) WT che la variante VQRHF1<26 >combinate con gRNA specifici per la mutazione per modificare P347S RHO. Gli autori caratterizzano in dettaglio l?editing allele specifico per P347SRHO e la predizione dei siti off-target sull?intero genoma tramite sequenziamento di prossima generazione (NGS). Considerando il ruolo della porzione C-terminale di RHO nel traffico/ripiegamento delle proteine e l'editing imprevedibile che si verifica nel sito target, gli autori hanno effettuato analisi biochimiche approfondite delle proteine mutanti RHO pi? frequenti generate attraverso l? editing mediato da CRISPR/Cas9-. Inoltre, i vettori AAV2/8 che trasportano SpCas9 WT o VQRHF1 e il gRNA target o scramble dimostrano il potenziale terapeutico dell'editing genico tramite AAV-Cas9 per inattivare efficacemente l'allele patogenico umano P347S nel modello murino transgenico P347S, migliorando la progressione della malattia. The present inventors have surprisingly discovered that the use of CRISPR / Cas9 allows to selectively target the P347S mutation, preserving the wild-type RHO allele in vitro and in a mouse model of adRP. The detailed genomic and biochemical characterization of the editing of the C-terminal portion of rhodopsin demonstrates a safe and efficient reduction of P347S expression leading to the partial recovery of photoreceptor function in a transgenic mouse model treated with adeno-associated viral vectors. This application supports the efficacy and safety of CRISPR / Cas9-mediated allele-specific editing and paves the way for permanent and precise correction of dominant mutations in retinal diseases. The authors here use both Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) WT and variant VQRHF1 <26> combined with mutation-specific gRNAs to modify P347S RHO. The authors detail allele-specific editing for P347SRHO and prediction of off-target sites on the whole genome by next generation sequencing (NGS). Considering the role of the C-terminal portion of RHO in protein trafficking / folding and the unpredictable editing that occurs at the target site, the authors performed in-depth biochemical analyzes of RHO pi? frequent generated through l? CRISPR / Cas9- mediated editing. Furthermore, AAV2 / 8 vectors carrying SpCas9 WT or VQRHF1 and the target gRNA or scramble demonstrate the therapeutic potential of gene editing via AAV-Cas9 to effectively inactivate the human pathogenic allele P347S in the P347S transgenic mouse model, enhancing the progression of disease.
E? un oggetto della presente invenzione almeno un acido ribonucleico guida (gRNA) isolato, detto gRNA comprendente o costituito da una prima sequenza sostanzialmente complementare ad una seconda sequenza comprendente SEQ ID NO:1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3') o SEQ ID NO:2 (5'-gtcctaggcaggtcTTAGGC-3') e a porzioni di esse lunghe almeno 15 nucleotidi, dove tali porzioni comprendono SEQ ID NO:3 (5'-CGAGCCAGGTGGCCT-3') o SEQ ID NO:4 (5'-aggcaggtcTTAGGC-3'). Un altro oggetto dell'invenzione ? almeno un gRNA in cui il gRNA comprende o consiste nella sequenza polinucleotidica di SEQ ID NO: 8 (5'-CCTCTGCTCGGTCCACCGGA-3') o 9 (5'-caggatccgtccagAATCCG-3') o 14 (5'GCCTAAgacctgcctaggac-3'), o loro frammenti funzionali, in cui tali frammenti sono lunghi almeno 15 nucleotidi, preferibilmente 17-18 nucleotidi, e comprendono SEQ ID NO:10 (5'-GCTCGGTCCACCGGA-3') o SEQ ID NO:11 (5'-tccgtccagAATCCG-3') o 15 (5'-GCCTAAgacctgcct-3') o una loro variante con almeno l'85% di omologia con una qualsiasi dei SEQ ID NO: 8, 9, 14, 10, 11 o 15, in cui tale variante comprende SEQ ID NO:12 (5'-GTCCACCGGA-3') o SEQ ID NO:13 (5'-ccagAATCCG-3') o 16 (5'-GCCTAAgacc-3'). AND? an object of the present invention at least one isolated guide ribonucleic acid (gRNA), said gRNA comprising or consisting of a first sequence substantially complementary to a second sequence comprising SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3 ') or SEQ ID NO: 2 (5'-gtcctaggcaggtcTTAGGC-3 ') and in portions of them at least 15 nucleotides long, where such portions include SEQ ID NO: 3 (5'-CGAGCCAGGTGGCCT-3') or SEQ ID NO: 4 (5'-aggcaggtcTTAGGC-3 '). Another object of the invention? at least one gRNA in which the gRNA comprises or consists of the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 (5'-CCTCTGCTCGGTCCACCGGA-3 ') or 9 (5'-caggatccgtccagAATCCG-3') or 14 (5'GCCTAAgacctgcctaggac-3 '), or functional fragments thereof, in which such fragments are at least 15 nucleotides long, preferably 17-18 nucleotides, and comprise SEQ ID NO: 10 (5'-GCTCGGTCCACCGGA-3 ') or SEQ ID NO: 11 (5'-tccgtccagAATCCG-3 ') or 15 (5'-GCCTAAgacctgcct-3') or a variant thereof with at least 85% homology with any of the SEQ ID NOs: 8, 9, 14, 10, 11 or 15, where this variant includes SEQ ID NO: 12 (5'-GTCCACCGGA-3 ') or SEQ ID NO: 13 (5'-ccagAATCCG-3') or 16 (5'-GCCTAAgacc-3 ').
La presente invenzione comprende anche le sequenze qui menzionate nell'orientamento inverso, da 3' a 5'. The present invention also encompasses the sequences mentioned herein in reverse orientation, 3 'to 5'.
? inoltre oggetto dell'invenzione almeno un acido ribonucleico guida isolato (gRNA), detto gRNA essendo sostanzialmente complementare o in grado di appaiarsi perfettamente alla sequenza SEQ ID NO: 1 (5'- GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3') o SEQ ID NO: 2 (5'-gtcctaggcaggtcTTAGGC -3'), o a porzioni di essi lunghe almeno 15 nucleotidi, ? furthermore, object of the invention is at least one isolated guide ribonucleic acid (gRNA), said gRNA being substantially complementary or able to couple perfectly to the sequence SEQ ID NO: 1 (5'- GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3 ') or SEQ ID NO: 2 (5 '-gtcctaggcaggtcTTAGGC -3'), or in portions of them at least 15 nucleotides long,
in cui tali porzioni comprendono o sono costituite da SEQ ID NO: 3 (5'-CGAGCCAGGTGGCCT -3') o SEQ ID NO: 4 (5'- aggcaggtcTTAGGC -3'). in which such portions comprise or consist of SEQ ID NO: 3 (5'-CGAGCCAGGTGGCCT -3 ') or SEQ ID NO: 4 (5'- aggcaggtcTTAGGC -3').
Nel contesto della presente invenzione il gRNA che si appaia alla sequenza SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3') ? gRNA1, mentre il gRNA che si appaia alla sequenza SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3') ? gRNA5. In the context of the present invention, the gRNA pairing to the sequence SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3 ')? gRNA1, while the gRNA that matches the sequence SEQ ID NO: 2 (5'-gtcctaggcaggtcTTAGGC -3 ')? gRNA5.
Altri oggetti dell'invenzione sono almeno un acido ribonucleico guida isolato (gRNA), detto gRNA che comprende o consiste in una sequenza polinucleotidica che si appaia perfettamente o che ? sostanzialmente complementare a SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3') o 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3'), Other objects of the invention are at least one isolated guide ribonucleic acid (gRNA), called gRNA which comprises or consists of a perfectly paired polynucleotide sequence or which? substantially complementary to SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3 ') or 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3'),
o frammenti funzionali di essi, in cui tali frammenti sono lunghi almeno 15 nucleotidi, preferibilmente 17-18 nucleotidi e comprendono SEQ ID NO:4 (5'- aggcaggtcTTAGGC -3') o SEQ ID NO:3 (5'- CGAGCCAGGTGGCCT -3') o una variante di essi aventi almeno l'85% di omologia a uno qualsiasi delle SEQ ID NOs: 1-2 or 3-4, dove detta variante comprende SEQ ID NO:5 (5?-tcTTAGGC-3?) or SEQ ID NO:6 (5?- GGTGGCCT-3?). or functional fragments thereof, in which such fragments are at least 15 nucleotides long, preferably 17-18 nucleotides and comprise SEQ ID NO: 4 (5'- aggcaggtcTTAGGC -3 ') or SEQ ID NO: 3 (5'- CGAGCCAGGTGGCCT -3 ') or a variant thereof having at least 85% homology to any of the SEQ ID NOs: 1-2 or 3-4, where said variant includes SEQ ID NO: 5 (5? -tcTTAGGC-3?) or SEQ ID NO: 6 (5? - GGTGGCCT-3?).
Preferibilmente, almeno un gRNA come definito sopra che comprende o consiste nella sequenza polinucleotidica di SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3') o 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3'). Preferably, at least one gRNA as defined above which comprises or consists of the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (5'-gtcctaggcaggtcTTAGGC -3 ') or 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3').
Un altro oggetto dell'invenzione ? un acido nucleico che codifica il gRNA o i frammenti come sopra definiti, preferibilmente in cui detto acido nucleico ? funzionalmente collegato ad una sequenza di promotore che ? riconosciuta da una RNA polimerasi di fago per la sintesi di RNA in vitro, preferibilmente in cui detto acido nucleico ? parte di un vettore Another object of the invention? a nucleic acid encoding the gRNA or fragments as defined above, preferably wherein said nucleic acid? functionally linked to a promoter sequence which? recognized by a phage RNA polymerase for in vitro RNA synthesis, preferably wherein said nucleic acid? part of a vector
Un altro oggetto dell'invenzione ? un sistema di brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)- proteina associata al CRISPR 9 (Cas9) che comprende: Another object of the invention? a system of short palindromic repeats grouped and separated at regular intervals (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) - protein associated with CRISPR 9 (Cas9) which includes:
a. una proteina Cas9 o un acido nucleico che codifica una proteina Cas9, e to. a Cas9 protein or a nucleic acid encoding a Cas9 protein, e
b. almeno un gRNA o almeno un acido nucleico come definito sopra, b. at least one gRNA or at least one nucleic acid as defined above,
preferibilmente in cui il sistema e a. o b. sono confezionati in vettori virus adeno-associati (AAV), preferibilmente in cui la proteina Cas9 ? una proteina di Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) o una variante di essi, come Cas9-VQRHF1, VQR, EQR, eSpcas9, xCas9, evoCas9, SpCas9HF1, HyPaCas9 o KamiCas9 o una Cas9 di Staphylococcus aureus (SaCas9) o un omologo di essi, una loro ricombinazione della molecola presente in natura, una versione in cui i codoni siano ottimizzati, o versioni modificate di essi, e le relative combinazioni. preferably where the system is a. or b. are packaged in adeno-associated virus (AAV) vectors, preferably in which the Cas9 protein? a Streptococcus pyogenes Cas9 protein (SpCas9) or a variant thereof, such as Cas9-VQRHF1, VQR, EQR, eSpcas9, xCas9, evoCas9, SpCas9HF1, HyPaCas9 or KamiCas9 or a Cas9 of Staphylococcus aureus ( their recombination of the naturally occurring molecule, a version in which codons are optimized, or modified versions of them, and their combinations.
Preferibilmente, Preferably,
- quando il gRNA comprende o consiste nella sequenza polinucleotidica che si appaia perfettamente o che ? sostanzialmente complementare alla SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3') o comprende o consiste nella SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3'), la molecola Cas9 riconosce una PAM di sequenza 5'-CGG-3', preferibilmente la Cas9 ? SpCas9, eSpCas9, xCas9, evoCas9, SpCas9HF1, HyPaCas9 o KamiCas9; - when the gRNA comprises or consists of the perfectly matched polynucleotide sequence or what? substantially complementary to SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3 ') or includes or consists of SEQ ID NO: 1 (5'-GGAGACGAGCCAGGTGGCCT -3'), the Cas9 molecule recognizes a PAM of sequence 5'-CGG- 3 ', preferably Cas9? SpCas9, eSpCas9, xCas9, evoCas9, SpCas9HF1, HyPaCas9 or KamiCas9;
- quando il gRNA comprende o consiste nella sequenza polinucleotidica che si appaia perfettamente o sostanzialmente complementare alla SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3') o comprende o consiste nella SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3'), Cas9 riconosce una PAM di sequenza 5'- CGAG -3', preferibilmente la Cas9 ? VQRHF1, VQR o EQR, o di sequenza SEQ ID NO: 7 (5'-NNGRR(N)-3') dove R ? A o G, preferibilmente la Cas9 ? SaCas9. - when the gRNA comprises or consists of the polynucleotide sequence which is perfectly paired or substantially complementary to SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3 ') or comprises or consists of SEQ ID NO: 2 (5'- gtcctaggcaggtcTTAGGC -3' ), Cas9 recognizes a PAM of sequence 5'-CGAG -3 ', preferably Cas9? VQRHF1, VQR or EQR, or sequence SEQ ID NO: 7 (5'-NNGRR (N) -3 ') where R? A or G, preferably Cas9? SaCas9.
Un altro oggetto dell'invenzione ? un vettore che comprende almeno un gRNA o almeno un acido nucleico o che comprende un sistema CRISPR-Cas come definito sopra. Another object of the invention? a vector comprising at least one gRNA or at least one nucleic acid or comprising a CRISPR-Cas system as defined above.
Un ulteriore oggetto dell'invenzione ? un vettore virale ricombinante adeno-associato che comprende un genoma virale che comprende una sequenza di promotore specifico della retina, preferibilmente un promotore della proteina legante i retinoidi dell'interfotorecettore (interphotoreceptor retinoid-binding protein, IRBP), e una sequenza polinucleotidica che codifica i mezzi per l?editing genomico funzionalmente collegata alla sequenza del promotore, in cui detti mezzi di editing del genoma comprende CRISPR/Cas9 che comprende una proteina Cas9 e un RNA guida (gRNA) come definiti sopra o almeno un acido nucleico come definito sopra o il sistema CRISPR-Cas come definito sopra, A further object of the invention? an adeno-associated recombinant viral vector comprising a viral genome comprising a retina-specific promoter sequence, preferably an interphotoreceptor retinoid-binding protein (IRBP) promoter, and a polynucleotide sequence encoding means for genome editing functionally linked to the promoter sequence, wherein said genome editing means comprises CRISPR / Cas9 which comprises a Cas9 protein and a guide RNA (gRNA) as defined above or at least one nucleic acid as defined above or the CRISPR-Cas system as defined above,
preferibilmente in cui il vettore comprende una proteina capsidica derivata da un virus adenoassociato di AAV8, AAV3, AAV3B o AAV9, preferably wherein the vector comprises a capsid protein derived from an adenoassociated virus of AAV8, AAV3, AAV3B or AAV9,
preferibilmente in cui il genoma del virus comprende anche una sequenza nucleotidica di una ripetizione terminale invertita (ITR) selezionata dal gruppo composto da AAV2, AAV1, AAV3, AAV4, AAV6 e AAV9. preferably wherein the virus genome also comprises an inverted terminal repeat (ITR) nucleotide sequence selected from the group consisting of AAV2, AAV1, AAV3, AAV4, AAV6 and AAV9.
Un ulteriore oggetto ? una composizione farmaceutica che comprende almeno un RNA guida, almeno un acido nucleico, un sistema CRISPR/Cas9 o almeno un vettore come definiti sopra, e almeno un vettore e/o eccipiente accettabile dal punto di vista farmaceutico. An additional object? a pharmaceutical composition comprising at least one guide RNA, at least one nucleic acid, a CRISPR / Cas9 system or at least one vector as defined above, and at least one pharmaceutically acceptable vector and / or excipient.
Un altro oggetto dell'invenzione ? un metodo in vitro o ex-vivo per alterare l'espressione del gene RHO in una cellula isolata, detto metodo comprendente l?introduzione in una cellula isolata un RNA guida secondo l'invenzione o un acido nucleico come definito sopra in un sistema CRISPR/Cas9, in cui l'RNA guida bersaglia il gene e la proteina Cas taglia i loci genomici delle molecole di DNA che codificano uno o pi? prodotti genici, alterando l'espressione di uno o pi? prodotti genici, Another object of the invention? an in vitro or ex vivo method for altering the expression of the RHO gene in an isolated cell, said method comprising the introduction into an isolated cell a guide RNA according to the invention or a nucleic acid as defined above in a CRISPR system / Cas9, in which the guide RNA targets the gene and the Cas protein cuts the genomic loci of the DNA molecules encoding one or more? gene products, by altering the expression of one or more? gene products,
preferibilmente detta cellula ? una cellula fotorecettore, una cellula progenitrice retinica, una cellula gangliare retinica o una cellula staminale pluripotente indotta (iPSC), preferibilmente una cellula di un paziente con Retinite Pigmentosa (RP), pi? preferibilmente detto metodo modifica una mutazione P347S nel gene RHO. preferably said cell? a photoreceptor cell, a retinal progenitor cell, a retinal ganglion cell or an induced pluripotent stem cell (iPSC), preferably a cell from a patient with Retinitis Pigmentosa (RP), plus? preferably said method modifies a P347S mutation in the RHO gene.
Un altro oggetto dell'invenzione ? un gRNA come definito sopra, o l'acido nucleico come definito sopra, o il sistema CRISPR/Cas come definito sopra, o il vettore come definito sopra, o una composizione farmaceutica come definita sopra per l'uso come medicamento, preferibilmente per l'uso nella terapia genica, preferibilmente per l'uso nel trattamento di un disturbo degenerativo della retina, preferibilmente detto disturbo essendo indotto dalla mutazione P347S nel gene della rodopsina RHO. Another object of the invention? a gRNA as defined above, or the nucleic acid as defined above, or the CRISPR / Cas system as defined above, or the vector as defined above, or a pharmaceutical composition as defined above for use as a medicament, preferably for use in gene therapy, preferably for use in the treatment of a retinal degenerative disorder, preferably said disorder being induced by the P347S mutation in the rhodopsin RHO gene.
Un altro oggetto dell'invenzione ? una cellula che comprende l'acido nucleico o un sistema CRISPR/Cas9, o un vettore come sopra definiti. Another object of the invention? a cell comprising the nucleic acid or a CRISPR / Cas9 system, or a vector as defined above.
Un altro oggetto dell'invenzione ? un kit che comprende almeno un gRNA come sopra definito o un acido nucleico come sopra definito e inoltre facoltativamente che comprende una proteina CRISPR/Cas9 o un acido nucleico che codifica la proteina CRISPR/Cas9, preferibilmente il kit comprende il sistema CRISPR/Cas9 come sopra definito. Another object of the invention? a kit comprising at least one gRNA as defined above or a nucleic acid as defined above and further optionally comprising a CRISPR / Cas9 protein or a nucleic acid encoding the CRISPR / Cas9 protein, preferably the kit comprises the CRISPR / Cas9 system as above defined.
La presente invenzione sar? illustrata con esempi non limitativi in riferimento ai seguenti disegni e figure. The present invention will be illustrated with non-limiting examples with reference to the following drawings and figures.
Breve descrizione delle figure Brief description of the figures
Figura 1. CRISPR/Cas9 che bersagliano la mutazione dominante P347S RHO. Figure 1. CRISPR / Cas9 targeting the dominant P347S RHO mutation.
a) Rappresentazione schematica del cromosoma umano 3. L'immagine illustra due gRNA (gRNA1 e gRNA5) specifici per la mutazione (T, in grassetto) nell'esone 5 del gene RHO e le sequenze PAM. Le lettere maiuscole indicano l'esone 5 mentre il 3'UTR ? in minuscolo. b) Analisi CRISPResso dei dati NGS ottenuti sui cloni HeLa P347S e WT RHO HeLa cloni trasfettati con plasmidi effettori (SpCas9_gRNA1 in blu e VQRHF1-SpCas9_gRNA5 in arancione). L'esperimento ? stato eseguito in triplice copia ed ? presentato come media ? SEM. c) Analisi CRISPResso di indel che si verificano nel transgene P347S RHO e nel gene endogeno WT RHO dopo la trasfezione di plasmidi effettori nel clone P347S HeLa. L'esperimento ? stato eseguito in triplice copia ed ? presentato come media ? SEM. d) Analisi degli indel di siti offtarget previsti per gRNA1 (pannello sinistro) e per gRNA5 (pannello destro). La barra di colore (blu e arancione) rappresenta i valori crescenti dal basso verso l'alto classificati secondo la frequenza degli indel. e-f) CRISPResso rappresentazione grafica di indici punteggio nel sito target di P347S RHO HeLa cellule trasfettate con SpCas9_gRNA1 (e) e VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (f). La sequenza superiore ? il riferimento non modificato. Sono indicati la percentuale di frequenza dell'indel e il numero di letture segnate. g) Tipo di indel, e la loro percentuale relativa, generati nel clone P347S HeLa trasfettato con SpCas9_gRNA1 e VQRHF1-SpCas9_gRNA5. h) Analisi CRISPResso degli indel che portano a mutazioni frameshift o in frame. a) Schematic representation of human chromosome 3. The image illustrates two mutation-specific gRNAs (gRNA1 and gRNA5) (T, in bold) in exon 5 of the RHO gene and PAM sequences. Capital letters indicate exon 5 while 3'UTR? in lowercase. b) CRISPResso analysis of NGS data obtained on HeLa P347S and WT RHO HeLa clones transfected with effector plasmids (SpCas9_gRNA1 in blue and VQRHF1-SpCas9_gRNA5 in orange). The experiment? was performed in triplicate and? presented as an average? SEM. c) CRISPResso analysis of indel occurring in the P347S RHO transgene and in the endogenous WT RHO gene after transfection of effector plasmids in the P347S HeLa clone. The experiment? was performed in triplicate and? presented as an average? SEM. d) Analysis of the indels of offtarget sites predicted for gRNA1 (left panel) and for gRNA5 (right panel). The color bar (blue and orange) represents the values increasing from the bottom to the top classified according to the frequency of the indels. e-f) CRISPR Graphical representation of scoring indices in the target site of P347S RHO HeLa cells transfected with SpCas9_gRNA1 (e) and VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (f). The upper sequence? the unmodified reference. The percentage of frequency of the indel and the number of readings marked are indicated. g) Type of indel, and their relative percentage, generated in the P347S HeLa clone transfected with SpCas9_gRNA1 and VQRHF1-SpCas9_gRNA5. h) CRISPResso analysis of indels leading to frameshift or frame mutations.
Figure 2. Caratterizzazione biochimica dei mutanti pi? frequentemente generati a seguito di editing. a) Analisi di immunofluorescenza di cellule CHO trasfettate con plasmidi mutanti RHO. Le cellule permeabilizzate (pannelli di sinistra) sono state colorate con anticorpi anti-BIP e anti-4D2, mentre le cellule non permeabilizzate (pannelli di destra) sono state colorate con anticorpi anti-4D2 e anti-HA. b) Analisi in Western blot di WT, P347S e plasmidi mutanti RHO trasfettati in cellule CHO. L'anticorpo anti-HA ? stato utilizzato per rilevare la rodopsina. Il Western blotting ? stato normalizzato utilizzando l'anticorpo beta-actina. c) Analisi densitometrica del Western blot eseguita su cellule CHO trasfettate con plasmidi P347S e RHO mutanti (del9, del12.1 e del12.5) e trattate con 10 ?g/mL di cicloossimide (CHX). L'esperimento ? stato eseguito in triplice copia ed ? presentato come media ? SEM (*valore-p < 0,05). d) Analisi densitometrica di western blot eseguita su cellule CHO trasfettate con plasmidi mutanti P347S e RHO (del9, del12.1 e del12.5) e trattati con 50 ?M MG-132 inibitore del proteasoma. L'esperimento ? stato eseguito in triplice copia ed ? presentato come media ? SEM (*valore-p < 0,05). Figure 2. Biochemical characterization of the pi? frequently generated as a result of editing. a) Immunofluorescence analysis of CHO cells transfected with RHO mutant plasmids. Permeabilized cells (left panels) were stained with anti-BIP and anti-4D2 antibodies, while non-permeabilized cells (right panels) were stained with anti-4D2 and anti-HA antibodies. b) Western blot analysis of WT, P347S and RHO mutant plasmids transfected in CHO cells. The anti-HA antibody? been used to detect rhodopsin. Western blotting? was normalized using beta-actin antibody. c) Densitometric analysis of the Western blot performed on CHO cells transfected with mutant P347S and RHO plasmids (del9, del12.1 and del12.5) and treated with 10? g / mL of cyclooxymide (CHX). The experiment? was performed in triplicate and? presented as an average? SEM (* p-value <0.05). d) Western blot densitometric analysis performed on CHO cells transfected with P347S and RHO mutant plasmids (del9, del12.1 and del12.5) and treated with 50? M MG-132 proteasome inhibitor. The experiment? was performed in triplicate and? presented as an average? SEM (* p-value <0.05).
Figura 3. Abbattimento efficiente dell'espressione P347S RHO in vitro. a) Western blot per la proteina rodopsina espressa in cloni RHO P347S e WT trasfettati con plasmidi SpCas9_gRNA1 e VQRHF1-SpCas9_ gRNA5 e plasmidi di controllo. Il Western blotting ? stato normalizzato utilizzando l'anticorpo beta-actina. b) Quantificazione densitometrica del livello di proteina rodopsina normalizzata alla beta-actina dopo la modifica. L'esperimento ? stato eseguito in triplice copia ed ? presentato come media ? SEM. p<0,05 (*); p<0,01 (**). c) I cloni RHO P347S e WT sono stati trasfettati con plasmidi SpCas9_gRNA1 e VQRHF1-SpCas9_gRNA5 e plasmidi di controllo. La Quantit? Relativa (RQ) ? stata calcolata utilizzando la quantificazione 2-<??CT>, ed ? riportata sull'asse y. Ogni campione ? stato eseguito in triplice copia. p<0,01 (**). d) Saggio di lattato deidrogenasi (LDH) del clone HeLa RHO P347S trasfettato con plasmidi SpCas9_gRNA1 e VQRHF1-SpCas9_gRNA5 e plasmidi di controllo. Le cellule P347S RHO controllo trasfettate e le cellule WT RHO sono state utilizzate come controlli positivi e negativi. L'esperimento ? stato eseguito in triplice copia ed ? presentato come media ? SEM. (*valore-p < 0,05). Figure 3. Efficient killing of P347S RHO expression in vitro. a) Western blot for rhodopsin protein expressed in RHO P347S and WT clones transfected with SpCas9_gRNA1 and VQRHF1-SpCas9_ gRNA5 plasmids and control plasmids. Western blotting? was normalized using beta-actin antibody. b) Densitometric quantification of the level of rhodopsin protein normalized to beta-actin after modification. The experiment? was performed in triplicate and? presented as an average? SEM. p <0.05 (*); p <0.01 (**). c) The RHO P347S and WT clones were transfected with SpCas9_gRNA1 and VQRHF1-SpCas9_gRNA5 plasmids and control plasmids. The quantity? Relative (RQ)? was calculated using the quantification 2 - <?? CT>, and? reported on the y axis. Any champion? was performed in triplicate. p <0.01 (**). d) Lactate dehydrogenase (LDH) assay of HeLa RHO P347S clone transfected with SpCas9_gRNA1 and VQRHF1-SpCas9_gRNA5 plasmids and control plasmids. Transfected P347S RHO control cells and WT RHO cells were used as positive and negative controls. The experiment? was performed in triplicate and? presented as an average? SEM. (* p-value <0.05).
Figura 4. Editing allele-specifico efficiente nei fotorecettori di topo Figure 4. Efficient allele-specific editing in mouse photoreceptors
a) Pannello superiore, ? raffigurato uno schema della linea temporale sperimentale; pannello centrale, sono riportati i vettori AAV2/8 che esprimono il WT o VQRHF1 SpCas9 sotto il controllo del promotore IRBP; pannello inferiore, sono riportati i vettori AAV2/8 che esprimono il gRNA (gRNA1, gRNA5 o scramble) e le GFP sotto il controllo del promotore rodopsina. b) Frequenza degli indel determinata da NGS nella retina iniettata con vettori effettori. c) Rappresentazione degli indel segnati nella retina trattata con gRNA1 o gRNA5 vettore AAV accoppiato al vettore AAV-SpCas9 appropriato. I nucleotidi inseriti o cancellati sono riportati a destra. d) Downregulation della trascrizione di P347S RHO nella retina iniettata con vettori effettori rispetto alla retina trattata con vettori scramble. Le medie sono rappresentate con una barra (*p<0,05). e) La localizzazione della rodopsina ? stata studiata a P50 nella retina iniettata con vettori effettori utilizzando anticorpi 1D4 e 4D2 contro la rodopsina. Sono mostrate immagini rappresentative. Barra di scala, 10 ?m. Le aree ingrandite dei fotorecettori sono mostrate sul lato. OS = segmento esterno, IS = segmento interno, ONL = strato nucleare esterno a) Top panel,? depicted a diagram of the experimental timeline; central panel, the AAV2 / 8 vectors expressing the WT or VQRHF1 SpCas9 under the control of the IRBP promoter are reported; bottom panel, AAV2 / 8 vectors expressing gRNA (gRNA1, gRNA5 or scramble) and GFPs under the control of the rhodopsin promoter are shown. b) Frequency of indels determined by NGS in the retina injected with effector vectors. c) Representation of the indel marks in the retina treated with gRNA1 or gRNA5 vector AAV coupled to the appropriate AAV-SpCas9 vector. The inserted or deleted nucleotides are shown on the right. d) Downregulation of P347S RHO transcription in the retina injected with effector vectors compared to the retina treated with scramble vectors. Averages are represented with a bar (* p <0.05). e) The localization of rhodopsin? was studied at P50 in retina injected with effector vectors using 1D4 and 4D2 antibodies against rhodopsin. Representative images are shown. Scale bar, 10? M. The enlarged areas of the photoreceptors are shown on the side. OS = outer segment, IS = inner segment, ONL = outer nuclear layer
Figura 5. Salvataggio significativo della funzione elettrica della retina (ERG) e della risposta della luce pupillare (PLR) Figure 5. Significant Rescue of Retinal Electrical Function (ERG) and Pupillary Light Response (PLR)
I topi transgenici P347S iniettati con vettori AAV2/8 effettori o di controllo sono stati sottoposti a P40 a ERG (a), come mostrato nella distribuzione dot blot dell'ampiezza dell'onda B a 20cd.s/m<2 >e nell'analisi PLR (b). I singoli occhi sono rappresentati come quadrati. Le medie di gruppo sono rappresentate con una barra. *p<0,05; **p<0,01. P347S transgenic mice injected with AAV2 / 8 effector or control vectors were subjected to P40 at ERG (a), as shown in the dot blot distribution of the B wave amplitude at 20cd.s / m <2> and in the PLR analysis (b). Individual eyes are represented as squares. Group averages are represented with a bar. * p <0.05; ** p <0.01.
Figura 6. Ingegnerizzazione delle celle HeLa per esprimere il WT o P347S RHO. Figure 6. Engineering of HeLa cells to express the WT or P347S RHO.
a) qPCR su cloni HeLa RHO P347S (pannello sinistro) e WT (pannello destro) per determinare il numero di copia vettoriale (VCN) delle cassette di espressione guidate da PGK che trasportano il cDNA di RHO WT o P347S e parte della regione 3'UTR. Per selezionare i cloni che ospitano 2 copie del transgene WT o P347S, ? stato incluso come riferimento un clone WT* isolato e utilizzato in Latella et al.<48 >b) Espressione quantitativa dell'mRNA RHO nei cloni P347S (pannello sinistro) o WT RHO (pannello destro) rispetto ai cloni P23H* e WT* isolati e utilizzati in Latella et al.<48 >Il clone #3 appartenente a P347S RHO e il clone #37 appartenente a WT RHO sono stati selezionati per esperimenti di editing in vitro eseguiti in questo studio. a) qPCR on HeLa RHO P347S (left panel) and WT (right panel) clones to determine vector copy number (VCN) of PGK-driven expression cassettes carrying RHO WT or P347S cDNA and part of region 3 ' UTR. To select clones hosting 2 copies of the WT or P347S transgene,? An isolated WT * clone was included as reference and used in Latella et al. <48> b) Quantitative expression of RHO mRNA in P347S (left panel) or WT RHO (right panel) clones compared to isolated P23H * and WT * clones and used in Latella et al. <48> Clone # 3 belonging to P347S RHO and clone # 37 belonging to WT RHO were selected for in vitro editing experiments performed in this study.
Figura 7. Editing allele-specifico del transgene P347S RHO in vitro. Figure 7. Allele-specific editing of the P347S RHO transgene in vitro.
Clone HeLa P347S trasfettato con SpCas9_gRNA1 (a) o VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (b) ? stato sottoposto ad analisi NGS su misura per il sito target. Le letture della sequenza NGS sono state analizzate dal software CRISPResso che ha recuperato una frequenza di letture con indel o senza modifiche. Sono riportate le rappresentazioni a torta dei risultati di un esperimento rappresentativo. c, d) Grafici a torta di un esperimento rappresentativo che mostra la frequenza e la quantit? di letture con indel o letture non modificate segnate nel clone HeLa RHO WT trasfettato con SpCas9_gRNA1 (c) o -VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (d). Clone HeLa P347S transfected with SpCas9_gRNA1 (a) or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (b)? been subjected to NGS analysis tailored to the target site. The readings of the NGS sequence were analyzed by the CRISPResso software which retrieved a frequency of reads with indel or without modification. Pie representations of the results of a representative experiment are shown. c, d) Pie charts of a representative experiment showing the frequency and quantity? of reads with indel or unmodified reads marked in the HeLa RHO WT clone transfected with SpCas9_gRNA1 (c) or -VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (d).
Figura 8. Espressione non modificata dei geni fuori bersaglio dopo l'editing CRISPR-mediato. Figure 8. Unmodified expression of off-target genes after CRISPR-mediated editing.
a) Analisi CRISPResso di potenziali siti di splicing in THRA, ROR1, RBSN ed EPSILS1 modificati in seguito a modifica indotta da SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5. b) Analisi RT-PCR per l'espressione di THRA, ROR1, RBSN ed EPSILS1 in cellule RPE umane trasfettate o meno con plasmidi effettori per l'espressione di SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5. L'analisi RT-PCR dell'espressione GAPDH ? stata valutata come controllo. M, 100 bp marker di peso molecolare. c) Quantificazione densitometrica di mRNA THRA, ROR1, RBSN ed EPSILS1, normalizzati rispetto a GAPDH in cellule RPE trasfettate o meno come indicato nel pannello (b). a) CRISPResso analysis of potential splice sites in THRA, ROR1, RBSN and EPSILS1 modified following modification induced by SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5. b) RT-PCR analysis for the expression of THRA, ROR1, RBSN and EPSILS1 in human RPE cells transfected or not with effector plasmids for the expression of SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5. RT-PCR analysis of GAPDH expression? was evaluated as a control. M, 100 bp molecular weight marker. c) Densitometric quantification of THRA, ROR1, RBSN and EPSILS1 mRNA, normalized with respect to GAPDH in RPE cells transfected or not as indicated in panel (b).
Figura 9. Distribuzione di indel in clone HeLa P347S RHO modificato da CRISPR. Figure 9. Indel distribution in CRISPR modified HeLa P347S RHO clone.
Profilo degli indel segnati in clone HeLa P347S RHO trasfettato con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5. Le cancellazioni sono rappresentate da numeri meno, mentre i numeri pi? rappresentano le inserzioni. Le sequenze senza indel (valore = 0) sono omesse dal grafico. Indel profile marked in HeLa P347S RHO clone transfected with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5. Deletions are represented by numbers minus, while numbers plus? represent adverts. Sequences without indel (value = 0) are omitted from the graph.
Figura 10. I mutanti RHO pi? frequenti generati dopo modificazione CRISPR-mediata della mutazione RHO P347S in vitro. Figure 10. Mutants RHO pi? occurrences generated after CRISPR-mediated modification of the RHO P347S mutation in vitro.
Sequenza nucleotidica dei sei mutanti pi? frequenti identificati da CRISPResso in seguito alla modifica mediata da SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5. La conversione da C a T con conseguente mutazione di P347S ? evidenziata in grassetto. I nucleotidi appartenenti al 3'-UTR sono in corsivo. Il trattino indica un nucleotide cancellato, mentre l'inserimento ? mostrato in arancione. I nuovi codici di stop a valle di quello canonico (lettere maiuscole in corsivo) sono sottolineati. Nucleotide sequence of the six pi? frequently identified by CRISPResso following modification mediated by SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5. The conversion from C to T resulting in a mutation of P347S? highlighted in bold. Nucleotides belonging to the 3'-UTR are in italics. The dash indicates a deleted nucleotide, while inserting? shown in orange. The new stop codes after the canonical one (capital letters in italics) are underlined.
Figura 11. Localizzazione delle proteine WT e RHO mutanti nelle cellule CHO Figure 11. Localization of mutant WT and RHO proteins in CHO cells
a) Analisi di immunofluorescenza della proteina WT e P347S RHO eseguite in cellule permeabilizzate colorate con anticorpi anti-BIP e 4D2. b) Le cellule CHO trasfettate con WT e P347S RHO non erano permeabilizzate e colorate con anticorpi 4D2 e anti-HA. I pannelli generati fondendo i segnali comprende anche una colorazione DAPI dei nuclei. a) Immunofluorescence analysis of the WT protein and P347S RHO performed in permeabilized cells stained with anti-BIP and 4D2 antibodies. b) CHO cells transfected with WT and P347S RHO were not permeabilized and stained with 4D2 and anti-HA antibodies. The panels generated by fusing the signals also includes a DAPI staining of the cores.
Figura 12. Localizzazione e degradazione di mutanti RHO generati dalla modifica della mutazione RHO P347S in vitro. Figure 12. Localization and degradation of RHO mutants generated by modification of the RHO P347S mutation in vitro.
a) Analisi in-Cell Western di cellule CHO permeabilizzate e non permeabilizzate trasfettate con plasmidi mutanti RHO e colorate con anticorpo anti-HA. Come controllo plasmidi di espressione P23H, WT e P347S RHO sono stati trasfettati. Le cellule di controllo trasfettate (CHO) sono incluse nel saggio. b) Rappresentazione grafica del rapporto tra rodopsina localizzata alla membrana plasmatica rispetto alla rodopsina totale rilevata nell'analisi "In Cell Western". L'esperimento ? stato eseguito in duplicato e presentato come media ? SEM. c) Quantificazione densitometrica del livello di proteina RHO rilevata da western blot (Fig. 2b) in cellule CHO trasfettate con plasmidi per l'espressione di RHO P347S, WT o mutanti. L'esperimento ? stato eseguito in doppio e presentato come media ? SEM. * valore-p p < 0,05, ** valore-p p < 0,01. a) In-Cell Western analysis of permeabilized and non-permeabilized CHO cells transfected with RHO mutant plasmids and stained with anti-HA antibody. As control plasmids of expression P23H, WT and P347S RHO were transfected. Transfected control cells (CHOs) are included in the assay. b) Graphic representation of the ratio of rhodopsin localized to the plasma membrane with respect to total rhodopsin detected in the "In Cell Western" analysis. The experiment? been performed in duplicate and presented as media? SEM. c) Densitometric quantification of the RHO protein level detected by western blot (Fig. 2b) in CHO cells transfected with plasmids for the expression of RHO P347S, WT or mutants. The experiment? was performed in duplicate and presented as an average? SEM. * p-value p <0.05, ** p-value p <0.01.
Figura 13. Espressione dei vettori effettori AAV-CRISPR nei topi transgenici P347S. Figure 13. Expression of AAV-CRISPR effector vectors in P347S transgenic mice.
Analisi RT-PCR per l'espressione di SpCas9 e GFP nella retina dei topi transgenici P347S trattati con vettori AAV2/8 effettori o di controllo. L'espressione del gene fotorecettore ad asta Pde6b e dell'RNA ribosomiale s26 ? stata utilizzata per la normalizzazione. L e R indicano rispettivamente l'occhio sinistro e l'occhio destro. NC, controllo negativo, retina non iniettata. RT-PCR analysis for SpCas9 and GFP expression in the retina of P347S transgenic mice treated with AAV2 / 8 effector or control vectors. The expression of the rod photoreceptor gene Pde6b and ribosomal RNA s26? was used for normalization. L and R indicate the left eye and the right eye respectively. NC, negative control, non-injected retina.
Figura 14. Espressione di GFP in topi transgenici P347S trattati con CRISPR-AAVs Immunoistochimica delle sezioni retiniche derivate da topi iniettati con vettori SpCas9+gRNa1, VQRHF1-SpCas9+gRNA5 o SpCas9+scramble. L'anticorpo anti-GFP ha colorato l'AAV che trasporta i gRNA. Sono indicati il segmento esterno (OS), il segmento interno (IS) e lo strato nucleare esterno (ONL). Viene indicata una barra di scala corrispondente a 10 ?m. Figure 14. GFP expression in P347S transgenic mice treated with CRISPR-AAVs Immunohistochemistry of retinal sections derived from mice injected with vectors SpCas9 + gRNa1, VQRHF1-SpCas9 + gRNA5 or SpCas9 + scramble. The anti-GFP antibody stained the AAV carrying the gRNAs. The outer segment (OS), the inner segment (IS) and the outer nuclear layer (ONL) are indicated. A scale bar corresponding to 10? M is indicated.
Descrizione dettagliata dell'invenzione Detailed description of the invention
Nella presente invenzione sono incluse anche le proteine corrispondenti codificate da geni ortologhi o omologhi, mutanti funzionali, derivati funzionali, frammenti funzionali o analoghi, isoforme delle proteine qui menzionate. Also included in the present invention are the corresponding proteins encoded by orthologous or homologous genes, functional mutants, functional derivatives, functional fragments or analogues, isoforms of the proteins mentioned herein.
Preferibilmente, l'acido nucleico che codifica la proteina Cas9 ? codon-ottimizzato per l'espressione nelle cellule umane. L'RNA guida a catena singola, compreso il crRNA e il tracrRNA, pu? essere trascritto in vitro. Preferably, the nucleic acid encoding the Cas9 protein? codon-optimized for expression in human cells. Single-chain guide RNA, including crRNA and tracrRNA, can be transcribed in vitro.
Preferibilmente la sequenza del DNA bersaglio comprende i nucleotidi complementari all'RNA guida e un motivo adiacente al protospaziatore trinucleotide (PAM), e dove il PAM ? costituito dal trinucleotide 5'-CGG-3' o da 5'-CGAG-3'. Preferably the target DNA sequence comprises nucleotides complementary to the guide RNA and a motif adjacent to the trinucleotide protospacer (PAM), and where the PAM? consisting of the 5'-CGG-3 'or 5'-CGAG-3' trinucleotide.
Nella presente invenzione sono incluse anche le forme troncate del gRNA qui definite, vedi ad esempio ZHOU, Zheng-wei et al., (2019). Il gRNA troncato riduce il tasso di off target mediato da CRISPR/Cas9 per il knockout del gene MSTN nei bovini. Journal of Integrative Agriculture. The truncated forms of the gRNA defined herein are also included in the present invention, see for example ZHOU, Zheng-wei et al., (2019). Truncated gRNA reduces the CRISPR / Cas9 mediated off target rate for MSTN gene knockout in cattle. Journal of Integrative Agriculture.
18. 2835-2843. 18. 2835-2843.
Le mutazioni di Prolina 347 sono ad es: The mutations of Proline 347 are for example:
P347T, P347A, P347S, P347Q, P347L, P347R, P347C, vedi ad esempio Athanasiou D et al., Prog Retin Eye Res. 2018 gennaio ; 62: 1-23. P347T, P347A, P347S, P347Q, P347L, P347R, P347C, see for example Athanasiou D et al., Prog Retin Eye Res. 2018 January; 62: 1-23.
Un ulteriore oggetto dell'invenzione ? una composizione che comprende un RNA guida secondo l'invenzione e almeno un mezzo di consegna selezionato da GalNAC, polimeri, liposomi, peptidi, aptameri, anticorpi, vettori virali, folati o transferrina. A further object of the invention? a composition comprising a guide RNA according to the invention and at least one delivery medium selected from GalNAC, polymers, liposomes, peptides, aptamers, antibodies, viral vectors, folates or transferrin.
Un altro oggetto dell'invenzione ? un metodo per trattare una degenerazione della retina in un soggetto che ne ha bisogno, il metodo che comprende: Another object of the invention? a method for treating retinal degeneration in a person who needs it, the method which includes:
a) fornire un sistema nucleasico non naturale che comprende uno o pi? vettori che comprendono: i) un promotore collegato funzionalmente ad almeno una sequenza nucleotidica che codifica un RNA guida del sistema CRISPR (gRNA), in cui il gRNA si ibrida con una sequenza bersaglio di una molecola di DNA in una cellula del soggetto, e in cui la molecola di DNA codifica uno o pi? prodotti genici espressi nella cellula; e a) provide an unnatural nuclease system comprising one or more? vectors comprising: i) a promoter functionally linked to at least one nucleotide sequence encoding a CRISPR system guide RNA (gRNA), in which the gRNA hybridizes with a target sequence of a DNA molecule in a subject cell, and in which the DNA molecule encodes one or more? gene products expressed in the cell; And
ii) un elemento regolatore che opera in una cellula collegato funzionalmente ad una sequenza nucleotidica che codifica una nucleasi a bersaglio genomico, in cui i componenti (i) e (ii) sono localizzati sullo stesso o su diversi vettori del sistema, in cui il gRNA bersaglio e si ibrida con la sequenza bersaglio e la nucleasi scinde la molecola di DNA per alterare l'espressione di uno o pi? prodotti genici; e ii) a regulatory element operating in a cell functionally linked to a nucleotide sequence encoding a genomic target nuclease, in which components (i) and (ii) are located on the same or on different vectors of the system, in which the gRNA target and hybridizes with the target sequence and the nuclease cleaves the DNA molecule to alter the expression of one or more? gene products; And
b) somministrare all'area retinica del soggetto una quantit? terapeuticamente efficace del sistema, in cui il gRNA ? come definito sopra. b) administer to the retinal area of the subject a quantity? therapeutically effective system, in which the gRNA? as defined above.
Preferibilmente, il sistema ? confezionato in due vettori di virus adeno-associati (AAV) e/o inattiva uno o pi? prodotti genici. ? preferibile che il sistema elimini almeno una mutazione genica. Preferably, the system? packaged in two vectors of adeno-associated virus (AAV) and / or inactive one or more? gene products. ? it is preferable that the system eliminates at least one gene mutation.
Preferibilmente la proteina Cas9 ? codon-ottimizzata per l'espressione in cellule. Preferably the Cas9 protein? codon-optimized for expression in cells.
Preferibilmente la degenerazione della retina ? una forma autosomica dominante di retinite pigmentosa (adRP). Preferably retinal degeneration? an autosomal dominant form of retinitis pigmentosa (adRP).
Preferibilmente la sequenza bersaglio del gRNA ? una mutazione a P347 del gene della rodopsina, preferibilmente selezionata dal gruppo costituito da P347S Preferably the target sequence of the gRNA? a P347 mutation of the rhodopsin gene, preferably selected from the group consisting of P347S
Un ulteriore oggetto dell'invenzione ? un metodo per alterare l'espressione di uno o pi? prodotti genici in una cellula, in cui la cellula comprende una molecola di DNA che codifica uno o pi? prodotti genici, il metodo comprendente l?introduzione nella cellula di un sistema nucleasico non naturale che comprende uno o pi? vettori: A further object of the invention? a method to alter the expression of one or more? gene products in a cell, in which the cell comprises a DNA molecule that encodes one or more? gene products, the method comprising the introduction into the cell of an unnatural nuclease system comprising one or more? carriers:
a) un promotore collegato funzionalmente ad almeno una sequenza nucleotidica che codifica l'RNA guida del sistema nucleasi (gRNA), in cui il gRNA si ibrida con una sequenza bersaglio della molecola di DNA; e a) a promoter functionally linked to at least one nucleotide sequence encoding the guiding RNA of the nuclease system (gRNA), in which the gRNA hybridizes with a target sequence of the DNA molecule; And
b) un elemento di regolazione che opera in una cellula collegato funzionalmente ad una sequenza nucleotidica che codifica una nucleasi a target genomico, b) a regulatory element that operates in a cell functionally linked to a nucleotide sequence encoding a genomic target nuclease,
in cui i componenti a) e b) si trovano sullo stesso vettore o su vettori diversi del sistema, in cui il gRNA bersaglio si ibrida con la sequenza bersaglio e la nucleasi scinde la molecola di DNA per alterare l'espressione di uno o pi? prodotti genici in which components a) and b) are on the same vector or on different vectors of the system, in which the target gRNA hybridizes with the target sequence and the nuclease cleaves the DNA molecule to alter the expression of one or more? gene products
e in cui il gRNA ? come definito sopra. Preferibilmente il sistema ? CRISPR. and where the gRNA? as defined above. Preferably the system? CRISPR.
Preferibilmente il sistema ? confezionato in due vettori virus adeno-associati (AAV). Preferably the system? packaged in two adeno-associated virus (AAV) vectors.
Preferibilmente il sistema inattiva uno o pi? prodotti genici. Preferably the system inactivates one or more? gene products.
Preferibilmente la nucleasi a bersaglio genomico ? SpCas9. Altre SpCas9 possono essere VQR e EQR (PAM NGNG) (vedi Nature. 2015 23 luglio 2015; 523(7561): 481-485. doi:10.1038/nature14592), eSpcas9 che riconosce PAM NGG (vedere Science. 2016 January 1; 351(6268): 84?88. doi:10.1126/science.aad5227), xCas9, PAM (NG, GAA, e GAT) (vedere Nature. 2018 April 05; 556(7699): 57?63. doi:10.1038/nature26155), evoCas9 (PAM NGG) (vedere Casini et al doi:10.1038/nbt.4066), SpCas9 HF1 (vedere Kleinstiver BP, Nature 2016), HyPaCas9 (see Chen JC, Doudna JA, Nature 2017), KamiCas9 o un Cas9 da Staphylococcus aureus (SaCas9). Preferibilmente la cellula ? una cellula eucariotica o non eucariotica, preferibilmente una cellula umana o di mammifero. Preferably the genomically targeted nuclease? SpCas9. Other SpCas9 can be VQR and EQR (PAM NGNG) (see Nature. 2015 23 Jul 2015; 523 (7561): 481-485. Doi: 10.1038 / nature14592), eSpcas9 which recognizes PAM NGG (see Science. 2016 January 1; 351 (6268): 84? 88. Doi: 10.1126 / science.aad5227), xCas9, PAM (NG, GAA, and GAT) (see Nature. 2018 April 05; 556 (7699): 57? 63. Doi: 10.1038 / nature26155 ), evoCas9 (PAM NGG) (see Casini et al doi: 10.1038 / nbt.4066), SpCas9 HF1 (see Kleinstiver BP, Nature 2016), HyPaCas9 (see Chen JC, Doudna JA, Nature 2017), KamiCas9 or a Cas9 from Staphylococcus aureus (SaCas9). Preferably the cell? a eukaryotic or non-eukaryotic cell, preferably a human or mammalian cell.
Preferibilmente, uno o pi? prodotti genici sono rodopsina. Il gene della rodopsina presenta preferibilmente la sequenza descritta in NCBI, con numero di accesso NM_000539; VERSIONE NM_000539.3. (versione del genoma hg38). Preferably, one or more? gene products are rhodopsin. The rhodopsin gene preferably has the sequence described in NCBI, with access number NM_000539; VERSION NM_000539.3. (genome version hg38).
Preferibilmente l'espressione di uno o pi? prodotti genici ? diminuita. Preferably the expression of one or more? gene products? decreased.
Preferibilmente la sequenza del promotore specifico della retina comprende un polinucleotide con il 90% o pi? di omologia con una sequenza polinucleotidica selezionata dal gruppo costituito dal promotore della proteina legante il promotore IRBP (interphotoreceptor retinoid-binding protein), promotore GRK (G protein-coupled receptor kinase promoter). Il gene IRBP ? preferibilmente caratterizzato dalla sequenza divulgata in NCBI n.accesso 19661. Preferably the retinal specific promoter sequence comprises a polynucleotide with 90% or more? homology with a polynucleotide sequence selected from the group consisting of the promoter of the IRBP (interphotoreceptor retinoid-binding protein) promoter, GRK (G protein-coupled receptor kinase promoter) promoter. The IRBP gene? preferably characterized by the sequence disclosed in NCBI Access No. 19661.
La proteina Cas9 ? preferibilmente costituita da una sequenza di aminoacidi contenuta nel Database UniProtKB/Swiss-Prot, con il numero di accesso Q99ZW2, Streptococcus pyogenes sierotipo M1 (SpCas9). The Cas9 protein? preferably consisting of an amino acid sequence contained in the UniProtKB / Swiss-Prot Database, with the access number Q99ZW2, Streptococcus pyogenes serotype M1 (SpCas9).
Per VQR, il numero di accesso dei plasmidi di Kleinstiver 2015 pu? essere NCBI Sequence Read Archive (SRA):SRP066862 per SpCas9 ad alta fedelt?, VQR e VRQR. For VQR, the 2015 Kleinstiver plasmid access number can? being NCBI Sequence Read Archive (SRA): SRP066862 for high fidelity SpCas9, VQR and VRQR.
Nel vettore virale adeno-associato ricombinante secondo l'invenzione il gRNA ha una sequenza polinucleotidica stabilita in uno qualsiasi dei SEQ ID NO:1-6 o comprende una sequenza polinucleotidica avente il 90% o pi? di omologia con una sequenza polinucleotidica stabilita in uno qualsiasi dei SEQ ID NO: 1-6, e pu? essere combinato con una proteina Cas9 come definito sopra. In the recombinant adeno-associated viral vector according to the invention, the gRNA has a polynucleotide sequence established in any of the SEQ ID NO: 1-6 or comprises a polynucleotide sequence having 90% or more? of homology with a polynucleotide sequence established in any of the SEQ ID NO: 1-6, and can? be combined with a Cas9 protein as defined above.
L'acido nucleico che codifica la proteina Cas9 pu? essere introdotto nella cellula del mammifero prima di introdurre l'RNA a catena singola guida nella cellula del mammifero. The nucleic acid that encodes the Cas9 protein can? be introduced into the mammalian cell prior to introducing single-chain guide RNA into the mammalian cell.
Il kit secondo l'invenzione pu? anche comprendere almeno un segnale di localizzazione nucleare, almeno un peptide penetrante la cellula , almeno un dominio marcatore, o una combinazione di questi. The kit according to the invention can? also comprising at least one nuclear localization signal, at least one cell penetrating peptide, at least one marker domain, or a combination thereof.
Preferibilmente, la composizione farmaceutica o i gRNA dell'invenzione possono essere somministrati al soggetto tramite impianto, iniezione o tramite vettore virale. Preferably, the pharmaceutical composition or the gRNAs of the invention can be administered to the subject via implantation, injection or via viral vector.
Preferibilmente la somministrazione avviene per iniezione subretinica. Preferably, administration takes place by subretinal injection.
Un ulteriore agente terapeutico pu? essere somministrato in combinazione al soggetto, laddove tale ulteriore agente terapeutico sia per il trattamento e/o la prevenzione delle malattie della retina. Il gRNA pu? anche essere modificato come indicato in Hendel A et al., Nat biotech 2015. An additional therapeutic agent can? be administered in combination to the subject, where such additional therapeutic agent is for the treatment and / or prevention of retinal diseases. The gRNA can also be modified as indicated in Hendel A et al., Nat biotech 2015.
Il termine "vettore" si riferisce ad una molecola di acido nucleico in grado di trasportare un altro acido nucleico a cui ? stato collegato. I vettori includono, ma non sono limitati a, molecole di acido nucleico che sono a singolo filamento, a doppio filamento o parzialmente a doppio filamento; molecole di acido nucleico che comprendono una o pi? estremit? libere, nessuna estremit? libera (ad esempio circolare), molecole di acido nucleico che comprendono DNA, RNA, o entrambi; e altre variet? di polinucleotidi noti nell'arte. Un tipo di vettore ? un "plasmide", che si riferisce ad un anello di DNA circolare a doppio filamento in cui possono essere inseriti ulteriori segmenti di DNA, ad esempio con tecniche standard di clonazione molecolare. Un altro tipo di vettore ? un vettore virale, in cui sequenze di DNA o RNA di derivazione virale sono presenti nel vettore per il confezionamento in un virus (ad esempio retrovirus, retrovirus difettosi della replicazione, adenovirus, adenovirus difettosi della replicazione e virus adeno-associati). I vettori virali includono anche i polinucleotidi trasportati da un virus per la trasfezione in una cellula ospite. The term "carrier" refers to a nucleic acid molecule capable of carrying another nucleic acid to which? been connected. Carriers include, but are not limited to, nucleic acid molecules that are single-stranded, double-stranded, or partially double-stranded; nucleic acid molecules comprising one or more? extremity free, no ends? free (e.g. circular) nucleic acid molecules comprising DNA, RNA, or both; and other varieties? of polynucleotides known in the art. A type of carrier? a "plasmid", which refers to a circular double-stranded DNA ring into which further segments of DNA can be inserted, for example by standard molecular cloning techniques. Another type of carrier? a viral vector, in which sequences of virally-derived DNA or RNA are present in the vector for packaging into a virus (e.g., retroviruses, replication-defective retroviruses, adenoviruses, replication-defective adenoviruses, and adeno-associated viruses). Viral vectors also include polynucleotides carried by a virus for transfection into a host cell.
Alcuni vettori sono in grado di replicarsi autonomamente in una cellula ospite in cui vengono introdotti (ad esempio, vettori batterici che hanno un'origine batterica di replicazione e vettori episomiali di mammiferi). Altri vettori (ad esempio, vettori non episomiali di mammiferi) sono integrati nel genoma di una cellula ospite al momento dell'introduzione nella cellula ospite, e quindi vengono replicati insieme al genoma ospite. Inoltre, alcuni vettori sono in grado di indirizzare l'espressione dei geni a cui sono funzionalmente collegati. Tali vettori sono qui denominati "vettori di espressione". I comuni vettori di espressione utili nelle tecniche del DNA ricombinante sono spesso sotto forma di plasmidi. Some vectors are able to replicate autonomously in a host cell into which they are introduced (for example, bacterial vectors that have a bacterial origin of replication and episomal vectors from mammals). Other vectors (e.g., non-episomal mammalian vectors) are integrated into the genome of a host cell upon introduction into the host cell, and then are replicated along with the host genome. Furthermore, some vectors are capable of targeting the expression of genes to which they are functionally linked. Such vectors are referred to herein as "expression vectors". Common expression vectors useful in recombinant DNA techniques are often in the form of plasmids.
I vettori di espressione ricombinanti possono comprendere un acido nucleico della presente invenzione in una forma adatta all'espressione dell'acido nucleico in un in una cellula ospite, il che significa che i vettori di espressione ricombinante includono uno o pi? elementi regolatori, che possono essere selezionati sulla base delle cellule ospiti da utilizzare per l'espressione, cio? funzionalmente collegati alla sequenza di acido nucleico da esprimere. The recombinant expression vectors may comprise a nucleic acid of the present invention in a form suitable for the expression of the nucleic acid in a host cell, which means that the recombinant expression vectors include one or more? regulatory elements, which can be selected on the basis of host cells to be used for expression, that is? functionally related to the nucleic acid sequence to be expressed.
I termini "polinucleotide", "nucleotide", "sequenza nucleotidica", "acido nucleico" e "oligonucleotide" sono usati in modo intercambiabile. Si riferiscono ad una forma polimerica di nucleotidi di qualsiasi lunghezza, sia desossiribonucleotidi o ribonucleotidi, o loro analoghi. In aspetti della materia qui descritta i termini "RNA chimerico", "RNA guida chimerico", "RNA guida", "RNA guida singola" e "RNA guida sintetica" sono usati in modo intercambiabile e si riferiscono alla sequenza polinucleotidica che comprende la sequenza guida. Il termine "sequenza guida" si riferisce alla sequenza di circa 20 bp all'interno della guida RNA che specifica il sito di destinazione e pu? essere usato in modo intercambiabile con i termini "guida" o "distanziatore". Come qui usato il termine "variante" dovrebbe essere inteso come un insieme di qualit? che hanno un modello che si discosta da ci? che accade in natura. The terms "polynucleotide", "nucleotide", "nucleotide sequence", "nucleic acid" and "oligonucleotide" are used interchangeably. They refer to a polymeric form of nucleotides of any length, either deoxyribonucleotides or ribonucleotides, or their analogues. In aspects of the subject described herein the terms "chimeric RNA", "chimeric guide RNA", "guide RNA", "single guide RNA" and "synthetic guide RNA" are used interchangeably and refer to the polynucleotide sequence comprising the sequence guide. The term "guide sequence" refers to the sequence of about 20 bp within the guide RNA that specifies the target site and can? be used interchangeably with the terms "guide" or "spacer". How used here the term "variant" should be understood as a set of qualities? who have a model that differs from there? which happens in nature.
Per "complementariet?" si intende la capacit? di un acido nucleico di formare un legame di idrogeno con un'altra sequenza di acido nucleico sia tramite il tipo tradizionale Watson-Crick che di altri tipi non tradizionali. Una complementarit? percentuale indica la percentuale di residui in una molecola di acido nucleico che pu? formare legami di idrogeno (ad esempio, l'accoppiamento di base Watson-Crick) con una seconda sequenza di acido nucleico (ad esempio, 5, 6, 7, 8, 9, 10 su 10 essendo 50%, 60%, 70%, 70%, 80%, 90% e 100% complementare). "Perfettamente complementare" significa che tutti i residui contigui di una sequenza di acido nucleico si legheranno all'idrogeno con lo stesso numero di residui contigui in una seconda sequenza di acido nucleico. "Sostanzialmente complementare", come qui usato, si riferisce ad un grado di complementariet? che ? almeno del 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%. 97%, 98%, 99%, o 100% su una regione di 8, 9, 10, 11, 12, 13, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 21, 22, 23, 24, 25, 30, 35, 35, 40, 45, 50, o pi? nucleotidi, o si riferisce a due acidi nucleici che si ibridano in condizioni stringenti. For "complementariet?" do you mean the capacity? of a nucleic acid to form a hydrogen bond with another nucleic acid sequence via either the traditional Watson-Crick type or other non-traditional types. A complementarity? percentage indicates the percentage of residues in a nucleic acid molecule that can? forming hydrogen bonds (e.g., Watson-Crick base coupling) with a second nucleic acid sequence (e.g., 5, 6, 7, 8, 9, 10 out of 10 being 50%, 60%, 70% , 70%, 80%, 90% and 100% complementary). "Perfectly complementary" means that all contiguous residues of one nucleic acid sequence will bind to hydrogen with the same number of contiguous residues in a second nucleic acid sequence. "Substantially complementary", as used herein, refers to a degree of complementarity? that ? at least 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%. 97%, 98%, 99%, or 100% over a region of 8, 9, 10, 11, 12, 13, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 21, 22, 23, 24, 25, 30, 35, 35, 40, 45, 50, or more? nucleotides, or refers to two nucleic acids that hybridize under stringent conditions.
Come usato nel presente documento, le "condizioni stringenti" per l'ibridazione si riferiscono alle condizioni in cui un acido nucleico che ha complementarit? con una sequenza bersaglio si ibrida prevalentemente con la sequenza bersaglio e sostanzialmente non si ibrida con sequenze non bersaglio. As used herein, the "stringent conditions" for hybridization refer to the conditions under which a nucleic acid that has complementarity? with a target sequence it hybridizes predominantly with the target sequence and substantially does not hybridize with non-target sequences.
Le condizioni stringenti sono generalmente dipendenti dalla sequenza, e variano a seconda di una serie di fattori, in generale, pi? lunga ? la sequenza, pi? alta ? la temperatura alla quale la sequenza si ibrida specificamente alla sua sequenza target. Esempi non limitativi di condizioni stringenti sono descritti in dettaglio in Tijssen (1993), Laboratory Techniques In Biochemistry And Molecular Biology -Hybridization With Nucleic Acid Probes Part 1, Secondo capitolo "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assay", Elsevier, N.Y. The stringent conditions are generally sequence dependent, and vary according to a number of factors, in general, more? long? the sequence, pi? high? the temperature at which the sequence specifically hybridizes to its target sequence. Non-limiting examples of stringent conditions are described in detail in Tijssen (1993), Laboratory Techniques In Biochemistry And Molecular Biology -Hybridization With Nucleic Acid Probes Part 1, Second chapter "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assay", Elsevier, N.Y.
Per "ibridazione" si intende una reazione in cui uno o pi? polinucleotidi reagiscono per formare un complesso che si stabilizza attraverso il legame dell'idrogeno tra le basi dei residui nucleotidici. Il legame all'idrogeno pu? avvenire tramite l'accoppiamento delle basi di Watson Crick, il legame di Hoogstein o in qualsiasi altra sequenza specifica. Il complesso pu? comprendere due filamenti che formano una struttura duplex, tre o pi? filamenti che formano un complesso a pi? filamenti, un singolo filamento auto-ibridizzante o qualsiasi combinazione di questi. Una reazione di ibridazione pu? costituire una fase di un processo pi? esteso, come l'avvio di PGR, o la scissione di un polinucleotide da parte di un enzima. Una sequenza in grado di ibridare con una data sequenza viene definita come il "complemento" della sequenza data. By "hybridization" is meant a reaction in which one or more? polynucleotides react to form a complex that stabilizes through the hydrogen bond between the bases of the nucleotide residues. The hydrogen bond can? occur via Watson Crick base pairing, Hoogstein bond or any other specific sequence. The complex can? comprise two filaments that form a duplex structure, three or more? filaments that form a complex a pi? filaments, a single self-hybridizing filament, or any combination of these. A hybridization reaction can? constitute a phase of a process pi? extended, such as the initiation of PGR, or the cleavage of a polynucleotide by an enzyme. A sequence capable of hybridizing with a given sequence is defined as the "complement" of the given sequence.
Come usato nel presente documento, "espressione" si riferisce al processo attraverso il quale un polinucleotide viene trascritto da un modello di DNA (come in e mRNA o altro trascritto di RNA) e / o il processo attraverso il quale un mRNA trascritto viene successivamente tradotto in peptidi, polipeptidi o proteine. Le trascrizioni e i polipeptidi codificati possono essere denominati collettivamente "prodotto genico". Se il polinucleotide ? derivato dal DNA genomico, l'espressione pu? includere lo splicing dell'mRNA in una cellula eucariotica. As used herein, "expression" refers to the process by which a polynucleotide is transcribed from a DNA template (such as in and mRNA or other RNA transcript) and / or the process by which a transcribed mRNA is subsequently translated in peptides, polypeptides or proteins. The encoded transcripts and polypeptides can be collectively referred to as a "gene product". If the polynucleotide? derived from genomic DNA, the expression pu? include mRNA splicing in a eukaryotic cell.
Il "sistema CRISPR" si riferisce collettivamente a trascrizioni e altri elementi coinvolti nell'espressione o nella direzione dell'attivit? dei geni associati al CRISPR ("Cas"), comprese le sequenze che codificano un gene Cas, una sequenza guida (chiamata anche "spacer" nel contesto di un sistema CRISPR endogeno), o altre sequenze e trascritti da un locus CRISPR. In alcune forme di realizzazione, uno o pi? elementi di un sistema CRISPR deriva da un particolare organismo che comprende un sistema CRISPR endogeno, come lo Streptococcus pyogenes. In generale, un sistema CRISPR ? caratterizzato da elementi che promuovono la formazione di un complesso CRISPR nel sito di una sequenza target (chiamato anche protospaziatore nel contesto di un sistema CRISPR endogeno). Does the "CRISPR system" refer collectively to transcripts and other elements involved in the expression or direction of business. genes associated with CRISPR ("Cas"), including sequences encoding a Cas gene, a guide sequence (also called a "spacer" in the context of an endogenous CRISPR system), or other sequences and transcribed from a CRISPR locus. In some embodiments, one or more? elements of a CRISPR system derive from a particular organism that includes an endogenous CRISPR system, such as Streptococcus pyogenes. In general, a CRISPR system? characterized by elements that promote the formation of a CRISPR complex at the site of a target sequence (also called a protospacer in the context of an endogenous CRISPR system).
Nel contesto della formazione di un complesso CRISPR, per "sequenza target" si intende una sequenza sulla quale una sequenza guida ? progettata per avere una complementariet?, dove l'ibridazione tra una sequenza target e una sequenza guida promuove la formazione di un complesso CRISPR. La piena complementarit? non ? necessariamente richiesta, a condizione che vi sia una complementarit? sufficiente a causare l'ibridazione e a promuovere la formazione di un complesso CRISPR. Una sequenza target pu? comprendere qualsiasi polinucleotide, come i polinucleotidi a DNA o RNA. In alcune forme di realizzazione, una sequenza target si trova nel nucleo o nel citoplasma di una cellula. In alcune forme di realizzazione, la sequenza target pu? essere all'interno di un organulo di una cellula eucariotica, ad esempio mitocondrio o cloroplasto. Una sequenza o un modello che pu? essere utilizzato per la ricombinazione nel locus bersagliato che comprende le sequenze bersaglio ? denominato "modello di editing" o "polinucleotide di editing" o "sequenza di editing". In aspetti dell'argomento attualmente divulgato, un polinucleotide modello esogeno pu? essere denominato "modello di editing". In un aspetto dell'argomento attualmente divulgato, la ricombinazione ? una ricombinazione omologa. In the context of forming a CRISPR complex, by "target sequence" is meant a sequence over which a lead sequence? designed to have complementarity, where hybridization between a target sequence and a guide sequence promotes the formation of a CRISPR complex. Full complementarity? Not ? necessarily required, provided that there is a complementarity? sufficient to cause hybridization and to promote the formation of a CRISPR complex. A target sequence can? include any polynucleotides, such as DNA or RNA polynucleotides. In some embodiments, a target sequence is found in the nucleus or cytoplasm of a cell. In some embodiments, the target sequence can? being inside an organelle of a eukaryotic cell, for example mitochondrion or chloroplast. A sequence or a model that can? be used for recombination at the targeted locus comprising the target sequences? referred to as "editing model" or "editing polynucleotide" or "editing sequence". In aspects of the currently disclosed topic, an exogenous model polynucleotide can? be referred to as the "editing model". In one aspect of the currently disclosed topic, recombination? a homologous recombination.
Per alcuni aspetti, un vettore comprende uno o pi? siti di inserimento, come una sequenza di riconoscimento delle endonucleasi di restrizione (detta anche "sito di clonazione"). Per altri aspetti, uno o pi? siti di inserimento (ad esempio circa o pi? di circa 1, 2, 3, 4, 5 , 6, 7, 8, 9, 10, o pi? siti di inserimento) sono situati a monte e/o a valle di uno o pi? elementi di sequenza di uno o pi? vettori. Quando si usano pi? sequenze guida diverse, un singolo costrutto di espressione pu? essere usato per indirizzare l'attivit? di CRISPR a pi? sequenze di destinazione diverse e corrispondenti all'interno di una cellula. Ad esempio, un singolo vettore pu? comprendere circa o pi? di circa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, o pi? sequenze guida. In alcuni aspetti dell?invenzione, circa o pi? di 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, o pi? di tali vettori contenenti sequenze guida possono essere forniti, ed eventualmente introdotti in una cellula. In some respects, a vector includes one or more? insertion sites, such as a restriction endonuclease recognition sequence (also called "cloning site"). In other respects, one or more? insertion sites (e.g. about or more than about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more insertion sites) are located upstream and / or downstream of one or pi? sequence elements of one or more? carriers. When are pi? different driving sequences, a single expression construct can? be used to target the business? of CRISPR to pi? different and corresponding target sequences within a cell. For example, a single vector can? understand about or more? of approximately 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, or more? guide sequences. In some aspects of the invention, about or more? of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more? such vectors containing guide sequences can be provided, and optionally introduced into a cell.
In generale, una sequenza guida ? qualsiasi sequenza polinucleotidica che abbia una complementarit? sufficiente con una sequenza polinucleotidica target per ibridarsi con la sequenza target e per legare direttamente una sequenza specifica di un complesso CRISPR alla sequenza target. In alcune forme di realizzazione, il grado di complementarit? tra una sequenza guida e la sua corrispondente sequenza bersaglio, quando ? allineata in modo ottimale utilizzando un adeguato algoritmo di allineamento, ? circa o pi? di circa il 50%, 60%, 75%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97,5%, 99%, o pi?. L'allineamento ottimale pu? essere determinato con l'uso di qualsiasi algoritmo adatto per l'allineamento delle sequenze, tra cui, ad esempio, l'algoritmo Smith- Waterman, l'algoritmo Needleman-Wunsch, algoritmi basati sulla Trasformazione Burrows- Wheeler (e. g. il Burrows Wheeler Aligner), ClustalW, Clustal X, BLAT, Novoalign (Novocraft Technologies, ELAND (Alumina, San Diego, California), SOAP (disponibile su soap.genomics.org.cn), e Maq (disponibile su maq.sourceforge.net). In alcune forme di realizzazione, una sequenza guida ? di circa o pi? di 5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 35, 35, 40, 45, 50, 75, o pi? nucleotidi in lunghezza. In alcune forme di realizzazione, una sequenza guida ? inferiore a circa 75, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12, o meno nucleotidi in lunghezza. In general, a guiding sequence? any polynucleotide sequence that has a complementarity? sufficient with a target polynucleotide sequence to hybridize with the target sequence and to directly bind a specific sequence of a CRISPR complex to the target sequence. In some embodiments, the degree of complementarity? between a lead sequence and its corresponding target sequence, when? optimally aligned using a suitable alignment algorithm,? about or more? approximately 50%, 60%, 75%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97.5%, 99%, or more. The optimal alignment can? be determined with the use of any suitable algorithm for sequence alignment, including, for example, the Smith-Waterman algorithm, the Needleman-Wunsch algorithm, algorithms based on the Burrows-Wheeler Transformation (e. g. the Burrows Wheeler Aligner ), ClustalW, Clustal X, BLAT, Novoalign (Novocraft Technologies, ELAND (Alumina, San Diego, California), SOAP (available at soap.genomics.org.cn), and Maq (available at maq.sourceforge.net). some embodiments, a guide sequence is about or more than 5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 23, 24, 25 , 26, 27, 28, 29, 30, 35, 35, 40, 45, 50, 75, or more nucleotides in length. In some embodiments, a lead sequence is less than about 75, 50, 45, 40 , 35, 30, 25, 20, 15, 12, or fewer nucleotides in length.
In alcune forme di realizzazione, la sequenza target pu? essere 60%, 65%, 70%,75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,1%, 99,2%, 99,3%, 99,4%, 99,5%, 99,6%, 99,7%, 99,8% omologa alle sequenze nucleotidiche qui riportate. In some embodiments, the target sequence can? be 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92 %, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99, 6%, 99.7%, 99.8% homologous to the nucleotide sequences reported here.
Il termine "omologo" si riferisce all'"omologia %" ed ? usato qui in modo intercambiabile con il termine "identit? %", e si riferisce al livello di identit? della sequenza di acido nucleico quando allineato con un programma di allineamento delle sequenze. Per esempio, come qui usato, l'80% di omologia significa la stessa cosa dell'80% di identit? di sequenza determinata da un algoritmo definito, e di conseguenza un omologo di una data sequenza ha un'identit? di sequenza superiore all'80% su una lunghezza della sequenza data. The term "homologue" refers to "homology%" and? used here interchangeably with the term "identity%", and refers to the level of identity. of the nucleic acid sequence when aligned with a sequence alignment program. For example, as used here, 80% homology means the same thing as 80% identity. of sequence determined by a defined algorithm, and consequently a homolog of a given sequence has an identity? of sequence greater than 80% over a given sequence length.
I livelli esemplificati di identit? di sequenza includono, ma non sono limitati a circa, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99,1%, 99,2%, 99,3%, 99,4%, 99,5%, 99,6%, 99,7%, 99,8% o pi? identit? di sequenza alle sequenze nucleotidiche di cui alle SEQ ID NO: 1-6. The exemplified levels of identity? of sequence include, but are not limited to approximately, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99, 7%, 99.8% or more identity of sequence to the nucleotide sequences referred to in SEQ ID NO: 1-6.
La frase "vettore farmaceutico accettabile" qui usata significa un materiale, una composizione o un veicolo farmaceutico accettabile, come un riempitivo liquido o solido, un diluente, un eccipiente o un materiale incapsulante solvente, coinvolto nel trasporto o nel trasporto del composto del soggetto da un organo, o parte del corpo, ad un altro organo, o parte del corpo. Ogni vettore deve essere "accettabile" nel senso di essere compatibile con gli altri ingredienti della formulazione e non dannoso per il paziente. Alcuni esempi di materiali che possono fungere da vettori accettabili dal punto di vista farmaceutico includono: (1) zuccheri, come lattosio, glucosio e saccarosio; (2) amidi, come amido di mais e fecola di patate; (3) cellulosa e suoi derivati, come carbossimetilcellulosa di sodio, etilcellulosa e acetato di cellulosa; (4) tragacanto in polvere; (5) malto; (6) gelatina; (7) talco; (8) eccipienti, come il burro di cacao e le supposte; (9) oli, come l'olio di arachidi, l'olio di semi di cotone, l'olio di cartamo, l'olio di sesamo, l'olio di oliva, l'olio di mais e l'olio di soia; (10) glicoli, come il propilenglicole; (11) polioli, come glicerina, sorbitolo, mannitolo e polietilenglicole; (12) esteri, come oleato di etile e laurato di etile; (13) agar; (14) agenti tampone, come idrossido di magnesio e idrossido di alluminio; (15) acido alginico; (16) acqua priva di pirogeno; (17) soluzione salina isotonica; (18) soluzione di Ringer; (19) alcool etilico; (20) soluzioni tampone a pH; (21) poliesteri, policarbonati e/o polianidridi; e (22) altre sostanze non tossiche compatibili impiegate nelle formulazioni farmaceutiche. The phrase "acceptable pharmaceutical carrier" used herein means an acceptable pharmaceutical material, composition or carrier, such as a liquid or solid filler, diluent, excipient or solvent encapsulating material, involved in the transport or transport of the subject compound from an organ, or part of the body, to another organ, or part of the body. Each carrier must be "acceptable" in the sense of being compatible with the other ingredients of the formulation and not harmful to the patient. Some examples of materials that can act as pharmaceutically acceptable carriers include: (1) sugars, such as lactose, glucose, and sucrose; (2) starches, such as corn starch and potato starch; (3) cellulose and its derivatives, such as sodium carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose and cellulose acetate; (4) tragacanthus powder; (5) malt; (6) gelatin; (7) talc; (8) excipients, such as cocoa butter and suppositories; (9) oils, such as peanut oil, cottonseed oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, corn oil, and soybean oil; (10) glycols, such as propylene glycol; (11) polyols, such as glycerin, sorbitol, mannitol and polyethylene glycol; (12) esters, such as ethyl oleate and ethyl laurate; (13) agar; (14) buffering agents, such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide; (15) alginic acid; (16) pyrogen-free water; (17) isotonic saline solution; (18) Ringer's solution; (19) ethyl alcohol; (20) pH buffer solutions; (21) polyesters, polycarbonates and / or polyanhydrides; and (22) other compatible non-toxic substances used in pharmaceutical formulations.
Nella presente invenzione sono incluse anche le sequenze di acidi nucleici derivate dalle sequenze nucleotidiche qui menzionate, ad esempio frammenti funzionali, mutanti, varianti, derivati, analoghi e sequenze con una % di identit? di almeno l'80% con le sequenze qui menzionate. Il termine "funzionale" pu? essere inteso come capace di mantenere la stessa attivit?. I "frammenti" sono preferibilmente lunghi almeno 10 nt. I "derivati" possono essere ricombinanti o sintetici. Il termine "derivati" si riferisce anche a polinucleotidi pi? lunghi o pi? corti e/o aventi, ad esempio, una percentuale di identit? di almeno l'85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 95%, 96%, 97%, 98%, pi? preferibilmente di almeno il 99% con le sequenze qui indicate. Nella presente invenzione "almeno il 70% di identit?" significa che l'identit? pu? essere almeno del 70%, o del 75%, o dell'80%, o dell'85%, o dell'85%, o del 90%, o del 95% o del 100% di identit? della sequenza alle sequenze indicate. Questo si applica a tutte le % di identit? menzionate. Preferibilmente, la % di identit? si riferisce all'intera lunghezza della sequenza indicata. Inoltre nell?ambito della presente invenzione rientrano i polinucleotidi che hanno le stesse sequenze nucleotidiche di un polinucleotide qui esemplificato ad eccezione delle sostituzioni, inserzioni o delezioni nucleotidiche all'interno della sequenza del polinucleotide, a condizione che questi polinucleotidi varianti mantengano sostanzialmente la stessa attivit? funzionale rilevante dei polinucleotidi specificamente esemplificati. Pertanto, i polinucleotidi qui riportati devono essere intesi come comprendenti mutanti, derivati, varianti e frammenti, come discusso in precedenza, delle sequenze specificamente esemplificate. L'invenzione in oggetto contempla anche quelle molecole polinucleotidiche che hanno sequenze sufficientemente omologhe con le sequenze polinucleotidiche dell'invenzione in modo da permettere l'ibridazione con tale sequenza in condizioni standard rigorose e con metodi standard (Maniatis, T. et al, 1982). I polinucleotidi qui descritti possono anche essere definiti in termini di identit? pi? specifici e/o di intervalli di somiglianza con quelli qui esemplificati. L'identit? della sequenza sar? in genere superiore al 60%, preferibilmente superiore al 75%, pi? preferibilmente superiore all'80%, ancora pi? preferibilmente superiore al 90%, e pu? essere superiore al 95%. L'identit? e/o la somiglianza di una sequenza pu? essere 49, 50, 51, 51, 52, 53, 54, 54, 55, 56, 57, 58, 58, 59, 59, 60, 61, 61, 62, 63, 64, 64, 65, 66, 67, 68, 68, 69, 70, 71, 72, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, o 99% o maggiore rispetto a una sequenza qui esemplificata. Salvo diversa specificazione, come qui utilizzato, l'identit? percentuale della sequenza e/o la somiglianza di due sequenze pu? essere determinata utilizzando l'algoritmo di Karlin e Altschul (1990), modificato come in Karlin e Altschul (1993). Tale algoritmo ? incorporato nei programmi NBLAST e XBLAST di Altschul et al. (1990). Le ricerche BLAST possono essere eseguite con il programma NBLAST, punteggio = 100, lunghezza della parola = 12, per ottenere sequenze con l'identit? percentuale di sequenza desiderata. Per ottenere allineamenti gapped/allineamenti di sequenze con spazi vuoti a scopo di confronto, Gapped BLAST pu? essere utilizzato come descritto in Altschul et al. (1997). Quando si utilizzano i programmi BLAST e Gapped BLAST, si possono utilizzare i parametri di default dei rispettivi programmi (NBLAST e XBLAST). Si veda il sito web NCBI/N1H. Also included in the present invention are nucleic acid sequences derived from the nucleotide sequences mentioned herein, e.g. functional fragments, mutants, variants, derivatives, analogs and sequences with a% identity. at least 80% with the sequences mentioned here. The term "functional" can? be understood as being able to maintain the same activity. The "fragments" are preferably at least 10 nt long. The "derivatives" can be recombinant or synthetic. The term "derivatives" also refers to polynucleotides pi? long or longer? courts and / or having, for example, a percentage of identity? at least 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 95%, 96%, 97%, 98%, more ? preferably at least 99% with the sequences indicated herein. In the present invention "at least 70% identity" does it mean that the identity? can be at least 70%, or 75%, or 80%, or 85%, or 85%, or 90%, or 95% or 100% identity? of the sequence to the indicated sequences. This applies to all% of identities. mentioned. Preferably, the% of identity? refers to the entire length of the indicated sequence. Furthermore, polynucleotides having the same nucleotide sequences as a polynucleotide exemplified here are included in the scope of the present invention with the exception of nucleotide substitutions, insertions or deletions within the sequence of the polynucleotide, provided that these variant polynucleotides maintain substantially the same activity. relevant functional of the polynucleotides specifically exemplified. Therefore, the polynucleotides reported herein are to be understood as comprising mutants, derivatives, variants and fragments, as discussed above, of the specifically exemplified sequences. The invention in question also contemplates those polynucleotide molecules which have sequences sufficiently homologous with the polynucleotide sequences of the invention so as to allow hybridization with this sequence under strict standard conditions and with standard methods (Maniatis, T. et al, 1982) . The polynucleotides described here can also be defined in terms of identity. pi? specific and / or ranges of similarity with those exemplified here. The identity of the sequence will be? generally higher than 60%, preferably higher than 75%, pi? preferably higher than 80%, even more? preferably higher than 90%, and can? be above 95%. The identity and / or the similarity of a sequence can? be 49, 50, 51, 51, 52, 53, 54, 54, 55, 56, 57, 58, 58, 59, 59, 60, 61, 61, 62, 63, 64, 64, 65, 66, 67 , 68, 68, 69, 70, 71, 72, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90 , 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, or 99% or greater than a sequence exemplified here. Unless otherwise specified, as used here, the identity? percentage of the sequence and / or the similarity of two sequences can? be determined using the algorithm of Karlin and Altschul (1990), modified as in Karlin and Altschul (1993). Such an algorithm? incorporated into the NBLAST and XBLAST programs of Altschul et al. (1990). BLAST searches can be performed with the NBLAST program, score = 100, word length = 12, to obtain sequences with the identity? desired sequence percentage. To get gapped alignments / sequence alignments with blanks for comparison purposes, Gapped BLAST can be used as described in Altschul et al. (1997). When using the BLAST and Gapped BLAST programs, the default parameters of the respective programs (NBLAST and XBLAST) can be used. See the NCBI / N1H website.
Nella presente invenzione sono incluse anche le sequenze di RNA corrispondenti alle sequenze qui divulgate, le sequenze complementari a tali sequenze di RNA o alle sequenze qui esposte, le sequenze complementari inverse a tali sequenze di RNA o alle sequenze qui esposte. Also included in the present invention are the RNA sequences corresponding to the sequences disclosed herein, the complementary sequences to such RNA sequences or to the sequences exposed here, the inverse complementary sequences to these RNA sequences or to the sequences exposed here.
Esempi Examples
Esempio 1 Example 1
MATERIALI E METODI MATERIALS AND METHODS
Plasmidi Plasmids
Per generare il pCCL.PGK.wtRHO+3'UTR, una regione di 250 pb del 3'UTR del gene RHO ? stata amplificata dal DNA genomico di topi transgenici P23H<48 >e clonata nel pCCL-PGK.wtRHO<49 >a valle del codone di STOP del cDNA WT RHO. Per generare il pCCL.P347S.RHO+3'UTR, la regione comprendente l'esone 5 del cDNA di RHO, portatore della mutazione P347S, e una regione di 250 pb del3'UTR di RHO amplificata dal DNA genomico del topo transgenico P347S<14 >sono stati clonati nel vettore pCCL-PGK.wtRHO a valle dell'esone 4 delcDNA RHO. Il plasmide effettore SpCas9_gRNA1 ? stato generato clonando il gRNA1 nelplasmide pX330-U6-Chimeric_BBB-CBh-hSpCas9 (plasmide Addgene # 42230) mediante ibridazione degli oligonucletidi nei siti BbsI. Il plasmide effettore VQRHF1-SpCas9_gRNA5 ? stato ottenuto clonando il gRNA5 nel plasmide pX330-U6-Chimeric_BB-CBh-hSpCas9 mediante oligo-annealing nei siti BbsI, seguita dalla subclonazione della cassetta U6-gRNA5 nel plasmide MSP2440 (Plasmide Addgene # 72250) che porta la cassetta di espressione per la VQRHF1-SpCas9<50>. Per generare i plasmidi effettori portanti il gene della resistenza all?igromicina, la cassetta di espressione per il gene di resistenza all' igromicina sotto il controllo del promotore del virus dell'Herpes Simplex Thymidine Kinase (TK) ? stata subclonata nei plasmidi SpCas9_gRNA1 e VQRHF1-SpCas9_gRNA5 a valle del segnale di poliA della cassetta di espressione SpCas9, generando cos? i plasmidi SpCas9_gRNA1-TKHygro e VQRHF1-SpCas9_gRNA5-TKHygro. Per generare i plasmidi CMV.HA.wtRHO+3'UTR e CMV.HA.P347SRHO+3'UTR, il cDNA umano diRHO portante la mutazione WT o P347S e la regione di 250 pb di RHO 3'UTR sono stati clonati nel plasmide CMV.HA.RHO<51>. I plasmidi mutanti RHO (CMV.HA.RHO delG/delGG/del12.1/InsT/del9/del12.5) sono stati generati utilizzando il Site-direct Mutagenesis Kit (SDM) (NEB, New England Biolabs, Ipswich, Massachusetts, USA), secondo il protocollo del produttore. Coppie di primers (Tabella 2) sono stati progettati per introdurre inserzioni o delezioni nei plasmidi CMV.HA.P347S.RHO+3'UTR e pCCL.PGK.P347S.RHO+3'UTR. Il plasmide pAAV2.1-U6-gRNA1-RHO-GFP, pAAV2.U6-gRNA5.RHO-GFP e pAAV2.1-U6-scramble-RHO-GFP sono stati generati clonando la cassetta di espressione per gRNA1, gRNA5 o gRNA scramble in un plasmide pAAV2.1-RHO-GFP<52 >a monte del promotore RHO utilizzando il sito di restrizione AflII. Il plasmide pAAV2.1-IRBP-SpCas9-spA ? stato generato clonando il promotore proteina intrafotorecettrice legante il retinolo (IRBP) in pAAV-pMecp2-SpCas9-spA (Plasmide Addgene #PX551) utilizzando gli enzimi di restrizione HindIII e AgeI. Il vettore pAAV2.IRBP.VQR-HF1.SpCas9 ? stato generato clonando la cassetta CMV.VQR-HF1.SpCas9-BGHpA nel vettore AAV2.1<53 >seguito dalla sostituzione del promotore CMV con IRBP. To generate the pCCL.PGK.wtRHO + 3'UTR, a 250 bp region of the 3'UTR of the RHO gene? was amplified from the genomic DNA of P23H <48> transgenic mice and cloned into the pCCL-PGK.wtRHO <49> downstream of the STOP codon of the WT RHO cDNA. To generate the pCCL.P347S.RHO + 3'UTR, the region comprising exon 5 of the RHO cDNA, carrying the P347S mutation, and a 250bp region of the 3'UTR of RHO amplified by the genomic DNA of the transgenic mouse P347S < 14> were cloned into the pCCL-PGK.wtRHO vector downstream of exon 4 of the RHO cDNA. The SpCas9_gRNA1 effector plasmid? was generated by cloning gRNA1 into plasmid pX330-U6-Chimeric_BBB-CBh-hSpCas9 (Addgene plasmid # 42230) by hybridizing oligonucletides at BbsI sites. The VQRHF1-SpCas9_gRNA5 effector plasmid? was obtained by cloning gRNA5 into plasmid pX330-U6-Chimeric_BB-CBh-hSpCas9 by oligo-annealing at BbsI sites, followed by subcloning of the U6-gRNA5 cassette into plasmid MSP2440 (Plasmid Addgene # 72250) carrying the expression cassette for VQRHF1 -SpCas9 <50>. To generate the effector plasmids carrying the hygromycin resistance gene, the expression cassette for the hygromycin resistance gene under the control of the Herpes Simplex Thymidine Kinase (TK) virus promoter? has been subcloned in the SpCas9_gRNA1 and VQRHF1-SpCas9_gRNA5 plasmids downstream of the polyA signal of the SpCas9 expression cassette, thus generating? the SpCas9_gRNA1-TKHygro and VQRHF1-SpCas9_gRNA5-TKHygro plasmids. To generate the plasmids CMV.HA.wtRHO + 3'UTR and CMV.HA.P347SRHO + 3'UTR, the human RHO cDNA carrying the WT or P347S mutation and the 250 bp region of RHO 3'UTR were cloned into the plasmid CMV.HA.RHO <51>. RHO mutant plasmids (CMV.HA.RHO delG / delGG / del12.1 / InsT / del9 / del12.5) were generated using the Site-direct Mutagenesis Kit (SDM) (NEB, New England Biolabs, Ipswich, Massachusetts, USA), according to the manufacturer's protocol. Primer pairs (Table 2) were designed to introduce insertions or deletions into CMV.HA.P347S.RHO + 3'UTR and pCCL.PGK.P347S.RHO + 3'UTR plasmids. The plasmid pAAV2.1-U6-gRNA1-RHO-GFP, pAAV2.U6-gRNA5.RHO-GFP and pAAV2.1-U6-scramble-RHO-GFP were generated by cloning the expression cassette for gRNA1, gRNA5 or gRNA scramble in a pAAV2.1-RHO-GFP <52> plasmid upstream of the RHO promoter using the AflII restriction site. The plasmid pAAV2.1-IRBP-SpCas9-spA? was generated by cloning the retinol binding intrafotoreceptor protein (IRBP) promoter into pAAV-pMecp2-SpCas9-spA (Plasmid Addgene # PX551) using HindIII and AgeI restriction enzymes. The vector pAAV2.IRBP.VQR-HF1.SpCas9? was generated by cloning the CMV.VQR-HF1.SpCas9-BGHpA cassette into the AAV2.1 vector <53> followed by the replacement of the CMV promoter with IRBP.
Coltura cellulare Cell culture
HeLa (ATCC CCL2?), CHO (CHO-K1 (ATCC? CCL-61?)), HEK293T (ATCC CRL-3216?) e cellule RPE umane (hTERT RPE-1 (ATCC? CRL-4000?)) sono state coltivate nel terreno modificato di Dulbecco Eagle (DMEM) integrato con il 10% di siero fetale di vitello (FCS), 100 U/mL di penicillina e 100 mg/mL di streptomicina (Lonza Ltd, Basilea), Svizzera). Per il test di degradazione delle proteine, le cellule CHO trasfettate con CMV-HA-P347S, WT e i plasmidi RHO mutanti, sono state trattate con 10 ?g/mL di cicloesimide (CHX) in diversi momenti temporali (0-3-6 ore) o con MG-132 (50 ?M) in diversi tempi (0-4-6 ore). HeLa (ATCC CCL2?), CHO (CHO-K1 (ATCC? CCL-61?)), HEK293T (ATCC CRL-3216?) And human RPE cells (hTERT RPE-1 (ATCC? CRL-4000?)) Were grown in Dulbecco Eagle's modified medium (DMEM) supplemented with 10% fetal calf serum (FCS), 100 U / mL penicillin and 100 mg / mL streptomycin (Lonza Ltd, Basel), Switzerland). For the protein degradation test, CHO cells transfected with CMV-HA-P347S, WT and mutant RHO plasmids, were treated with 10? G / mL of cycloheximide (CHX) at different time points (0-3-6 hours ) or with MG-132 (50? M) in different times (0-4-6 hours).
Produzione virale Viral production
Vettori lentivirali (LV) pseudotipati con la proteina G del virus della stomatite vescicolare sono stati preparati mediante co-trasfezione transiente di cellule HEK293T con i vettori di trasferimento, pMD.Lg/pRRE.Int, pMD2.VSV-Gplasmide di packaging codificante per la proteina dell?envelope , e pRSV-Rev<49>. I vettori AAV sono stati prodotti mediante tripla trasfezione di cellule HEK293 seguita da due cicli di purificazione CsCl2<53>. Per ogni preparazione virale, i titoli virali (GC / ml) sono stati determinati calcolando la media del titolo raggiunto con l'analisi dot-blot<54 >e mediante quantificazione di PCR utilizzando sonde TaqMan (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, USA). Le sonde utilizzate per le analisi di dot-blot e di PCR sono state disegnate per legarsi per con il promotore IRBP del vettore pAAV2.1-IRBPSpCas9-spA e con la regione bGHpA dei vettori codificanti per le cassette di espressione dei gRNA e RHO-GFP. La lunghezza delle sonde variava tra 200 e 700 bp. Lentiviral (LV) vectors pseudotyped with vesicular stomatitis virus G protein were prepared by transient co-transfection of HEK293T cells with the transfer vectors, pMD.Lg / pRRE.Int, pMD2.VSV-Gplasmid coding for the envelope protein, and pRSV-Rev <49>. AAV vectors were produced by triple transfection of HEK293 cells followed by two rounds of CsCl2 <53> purification. For each viral preparation, viral titers (GC / ml) were determined by calculating the mean of the titre achieved with dot-blot analysis <54> and by PCR quantification using TaqMan probes (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, USA) . The probes used for dot-blot and PCR analyzes were designed to bind to the IRBP promoter of the pAAV2.1-IRBPSpCas9-spA vector and to the bGHpA region of the vectors encoding the gRNA and RHO- expression cassettes. GFP. The length of the probes varied between 200 and 700 bp.
Trasformazioni di cellule, isolamento di cloni a singola cellula e determinazione del VCN. Cell transformations, isolation of single cell clones and VCN determination.
La trasfezione di 2,5?10<5 >cellule HeLa ? stata ottenuta utilizzando il reagente di trasfezione Fugene HD (Promega, Madison, Wisconsin, USA) seguendo le istruzioni del produttore. Per ogni reazione di trasfezione, 2 ?g di DNA plasmidico sono stati miscelati con 6 ?L di Fugene (rapporto 3:1). La trasfezione di 2,5 ? 10<5 >cellule HEK293T ? stata eseguita utilizzando il protocollo del CaPO4 con 1 ?g di SpCas9_gRNA1-TKHygro o di VQRHF1-SpCas9_gRNA5-TKHygro. A partire dal giorno dopo la trasfezione, le cellule sono state trattate con 0,2 mg/ml di igromicina per 15 giorni in modo da selezionare le cellule resistenti all? antibiotico. Transfection of 2.5? 10 <5> HeLa cells? was obtained using the Fugene HD transfection reagent (Promega, Madison, Wisconsin, USA) following the manufacturer's instructions. For each transfection reaction, 2µg of plasmid DNA was mixed with 6µL of Fugene (3: 1 ratio). The transfection of 2.5? 10 <5> HEK293T cells? was performed using the CaPO4 protocol with 1? g of SpCas9_gRNA1-TKHygro or VQRHF1-SpCas9_gRNA5-TKHygro. Starting the day after transfection, the cells were treated with 0.2 mg / ml of hygromycin for 15 days in order to select the resistant cells. antibiotic.
La trasfezione di 1?10<5 >cellule RPE umane ? stata eseguita con 1 ?g di SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5 o i rispettivi controlli plasmidici utilizzando il TransIT-XI (Mirus Bio, Madison, USA) seguendo le istruzioni del produttore. La trasfezione di 2,5?10<4 >cellule CHO ? stata ottenuta utilizzando il Transit-XI, seguendo le istruzioni del protocollo. Ogni reazione di trasfezione conteneva 150 ng di vettore esprimente RHO P347S, RHO wt o i mutanti. Per ottenere cloni HeLa esprimenti la rodopsina WT o P347S, le cellule HeLa sono state trasdotte con LV che trasportavano le cassette di espressione RHO WT o P347S. Le bulks trasdotte sono state diluite per ottenere una concentrazione di 0,3 cellule/pozzetto e seminate in una piastra con 96 pozzetti. I DNA genomici (gDNA) sono stati estratti da cloni ottenuti da una singola cellula e la PCR di screening ? stata eseguita sulla cassetta di espressione RHO come segue: primer PGK_F e hRHO_ex1_R (Tabella 2), condizioni di PCR: 30 sec a 94?C, 30 sec a 58?C e 30 sec a 72?C per 30 cicli. I prodotti di PCR sono stati separati su gel di agarosio con 1% di TBE (Tris/Borato/EDTA) e colorati con bromuro di etidio per l'analisi. Transfection of 1? 10 <5> human RPE cells? was performed with 1? g of SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 or the respective plasmid controls using the TransIT-XI (Mirus Bio, Madison, USA) following the manufacturer's instructions. Transfection of 2.5? 10 <4> CHO cells obtained using the Transit-XI, following the protocol instructions. Each transfection reaction contained 150 ng of vector expressing RHO P347S, RHO wt, or mutants. To obtain HeLa clones expressing rhodopsin WT or P347S, HeLa cells were transduced with LV carrying RHO WT or P347S expression cassettes. The transduced bulks were diluted to obtain a concentration of 0.3 cells / well and seeded in a 96-well plate. Were genomic DNAs (gDNAs) extracted from clones obtained from a single cell and PCR screening? was performed on the RHO expression cassette as follows: PGK_F and hRHO_ex1_R primers (Table 2), PCR conditions: 30 sec at 94 ° C, 30 sec at 58 ° C and 30 sec at 72 ° C for 30 cycles. The PCR products were separated on agarose gel with 1% TBE (Tris / Borate / EDTA) and stained with ethidium bromide for analysis.
Per la determinazione del numero di copie di vettore per cellula (VCN), ? stata eseguita una PCR quantitativa con 20 ng di gDNA utilizzando la TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystem) e le sonde specifiche per RHO umano e gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi (GAPDH) (hRHO: Hs00892431m1; GAPDH: Hs03929097_g1, Applied Biosystem Milano, Italia). Le reazioni sono state eseguite a 50?C per 2 minuti e 95?C per 10 min, seguite da 40 cicli a 95?C per 15 sec e 60?C per 1 min. La normalizzazione nello stesso gDNA ? stata eseguita con la GAPDH ed il relativo numero di copie ? stato calcolato utilizzando la quantificazione 2<-??CT>. For the determination of the number of vector copies per cell (VCN),? quantitative PCR with 20 ng of gDNA was performed using the TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystem) and the specific probes for human RHO and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) (hRHO: Hs00892431m1; GAPDH: Hs03929097_g1, Applied Biosystem Milan Italy). The reactions were performed at 50 ° C for 2 minutes and 95 ° C for 10 min, followed by 40 cycles at 95 ° C for 15 sec and 60 ° C for 1 min. Normalization in the gDNA itself? been performed with the GAPDH and the relative number of copies? was calculated using 2 <- ?? CT> quantification.
Analisi semiquantitativa e quantitativa con RT-PCR. Semiquantitative and quantitative analysis with RT-PCR.
L'RNA totale, purificato dai cloni Hela RHO WT o P347S, dalla retina dei topi e da cellule RPE umane ? stato isolato rispettivamente con il kit RNeasy Mini e Micro (Qiagen, Hilden, Germania) secondo le istruzioni del produttore. Il cDNA ? stato sintetizzato in una reazione di 20 ?L mediante il kit Superscript III Reverse Transcription (Invitrogen). L'analisi di RT-PCR semiquantitativa ? stata eseguita con i seguenti oligonucleotidi: hRHO-Cterm_F e WPRE_R, GAPDH.F e GAPDH.R per l'analisi dell?mRNA di cellule HeLa, hRHO-Cterm_F e hRHO_3'UTR_RC, Cas9.F e Cas9.R GFP.F e GFP.R, m.s26rRNA.F e m.s26rRNA.R e PDE6b.F e PDE6b.R per l'analisi dell?mRNA delle retine dei topi trattati.. Cicli di PCR: 94?C 30 sec, 58?C 30 sec e 72?C 30 sec. L'analisi di Real-Time PCR TaqMam ? stata eseguita utilizzando lo strumento ABI Prism 7900 Sequence Detection System (Applied Biosystems Monza, Italia) con TaqMan Universal PCR Master Mix e sonde specifiche perRHO umano, GAPDH umano e murino e Pde6g murino (hRHO: Hs00892431m1, hGAPDH: NM_02046.3, mGAPDH:, mPde6g: Mm00501964_m1; Applied Biosystems Monza, Italia). Le reazioni sono state eseguite a 50?C per 2 min e 95?C per 10 min, seguite da 40 cicli a 95?C per 15 sec e 60?C per 1 min. L'espressione relativa dei geni bersaglio ? stata normalizzata al livello del gene housekeeping GAPDH per i cloni HeLa o del gene housekeeping dei fotorecettori Pde6g nello stesso cDNA utilizzando la quantificazione 2<-??CT>. I valori dei triplicati di Quantit? Relativa (RQ) per ogni campione biologico sono stati mediati. Total RNA, purified from Hela RHO WT or P347S clones, from the retina of mice and from human RPE cells? isolated with the RNeasy Mini and Micro kit (Qiagen, Hilden, Germany) respectively according to the manufacturer's instructions. The cDNA? was synthesized in a 20? L reaction by the Superscript III Reverse Transcription (Invitrogen) kit. Semi-quantitative RT-PCR analysis? was performed with the following oligonucleotides: hRHO-Cterm_F and WPRE_R, GAPDH.F and GAPDH.R for the analysis of the mRNA of HeLa cells, hRHO-Cterm_F and hRHO_3'UTR_RC, Cas9.F and Cas9.R GFP.F and GFP.R, m.s26rRNA.F and m.s26rRNA.R and PDE6b.F and PDE6b.R for mRNA analysis of the retinas of treated mice. PCR cycles: 94? C 30 sec, 58? C 30 sec and 72? C 30 sec. The analysis of Real-Time PCR TaqMam? was performed using the ABI Prism 7900 Sequence Detection System instrument (Applied Biosystems Monza, Italy) with TaqMan Universal PCR Master Mix and specific probes for human RHO, human and murine GAPDH and murine Pde6g (hRHO: Hs00892431m1, hGAPDH: NM_02046.3, mGAPDH: , mPde6g: Mm00501964_m1; Applied Biosystems Monza, Italy). The reactions were performed at 50 ° C for 2 min and 95 ° C for 10 min, followed by 40 cycles at 95 ° C for 15 sec and 60 ° C for 1 min. Relative expression of target genes? was normalized to the GAPDH housekeeping gene level for HeLa clones or the Pde6g photoreceptor housekeeping gene in the same cDNA using 2 <- ?? CT> quantification. The values of the triplicates of Quantit? Relative (RQ) for each biological sample were averaged.
Sequenziamento profondo mirato (?Targeted deep sequencing?) specifici e analisi offtarget Specific deep sequencing (? Targeted deep sequencing?) And off-target analysis
Il DNA genomico ? stato estratto da cloni HeLa trasfettati con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5, da cellule HEK293T trasfettate con SpCas9_gRNA1-TKHygro o VQRHF1-SpCas9_gRNA5-TKHygro e selezionate con igromycina, e dalle retine dei topi utilizzando QIAamp DNA mini o micro kit (Qiagen) seguendo le istruzioni del produttore. Per l'analisi NGS, le regioni genomiche fiancheggianti i siti target dei gRNA sono state amplificate mediante PCR utilizzando il sistema di polimerasi del DNA AccuPrime Taq (Thermo Fisher) e i primers della Tabella 2. I prodotti di PCR sono stati utilizzati per la preparazione delle librerie. In breve, i primers hRHO-Cterm_F e WPRE_R e i primers hRHO-Cterm_F e hRHO_3'UTR_RC (primers per l'amplificazione della 1? PCR) sono stati utilizzati, rispettivamente, per amplificare specificamente il transgene RHO P347S nei cloni stabili HeLa ed il gene RHO P347S nei topi transgenici. ? stata poi necessaria una seconda amplificazione con diversi primers (primers per l'amplificazione della 2? PCR). Per l'analisi off-target eseguita in cellule HEK293T selezionate con igromicina, sono stati utilizzati singole coppie di primers specifici(primers per l'amplificazione della 1? PCR). Per la preparazione della libreria NGS, sono stati aggiunti specifici codici a barre ad ogni frammento di DNA mediante un numero limitato di cicli di PCR (n = 8) utilizzando primers definiti come "primers per l'amplificazione della 3? PCR". Quantit? equimolari di libreria sono state miscelate, diluite e sequenziate con un sistema Illumina MiSeq dal CIBIO di Trento. La percentuale di indels ? stata quantificata dal webtool CRISPResso. L'analisi off-target per ogni gRNA ? stata effettuata utilizzando il seguente webtool COSMID<28>. L'analisi off-target ? stata effettuata mediante NGS e la percentuale di indels (inserzioni e delezioni) ? stata quantificata con il webtool CRISPRessoV2. Genomic DNA? was extracted from HeLa clones transfected with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5, from HEK293T cells transfected with SpCas9_gRNA1-TKHygro or VQRHF1-SpCas9_gRNA5-TKHygro, and selected with Qtyro micrographs and DNAs from the microchip kits (DNAi) of the manufacturer. For NGS analysis, the genomic regions flanking the gRNA target sites were amplified by PCR using the AccuPrime Taq DNA polymerase system (Thermo Fisher) and the primers from Table 2. The PCR products were used for the preparation of the libraries. Briefly, the hRHO-Cterm_F and WPRE_R primers and the hRHO-Cterm_F and hRHO_3'UTR_RC primers (primers for 1? PCR amplification) were used, respectively, to specifically amplify the RHO P347S transgene in stable HeLa clones and the RHO P347S in transgenic mice. ? A second amplification with different primers was then necessary (primers for the amplification of the 2nd PCR). For off-target analysis performed in hygromycin-selected HEK293T cells, single pairs of specific primers (primers for 1? PCR amplification) were used. For the preparation of the NGS library, specific barcodes were added to each DNA fragment by means of a limited number of PCR cycles (n = 8) using primers defined as "primers for the amplification of the 3? PCR". Quantity Equimolar library were mixed, diluted and sequenced with an Illumina MiSeq system from CIBIO in Trento. The percentage of indels? been quantified by the CRISPResso webtool. Off-target analysis for each gRNA? was performed using the following COSMID <28> webtool. Off-target analysis? was carried out using NGS and the percentage of indels (insertions and deletions)? been quantified with the CRISPRessoV2 webtool.
Analisi di Western blotting Western blotting analysis
I lisati cellulari sono stati estratti con il buffer RIPA: 50 mM Tris-HCl pH 8.0, 150 mM c/v NaCl, 1 mM EDTA, 1% v/v NP-40, 0.1% c/v SDS, 0.05% c/v deossicolato di sodio con l?aggiunta del mix di inibitori delle proteasi (Roche, Basilea, Svizzera)<55 >ad una concentrazione del 2%.60 ?g di estratti proteici derivanti dal clone HeLa e 20 ?g di estratti proteici di cellule CHO trasfettate, sono stati caricati su gel di elettroforesi sodio dodecil-solfato (SDS) al 12% di poliacrilammide (PAGE). Dopo l'elettroforesi, i campioni sono stati trasferiti su membrane in PVDF (GE Healthcare). Le membrane sono state incubate con l?anticorpo primario monoclonale 4D2 (1:500, Millipore, Burlington, Massachusetts USA) o l?anticorpo primario monoclonale anti-HA (Sigma, 1:1.000), e un anticorpo anti-B-actina (Abcam, Cambridge, UK) per la normalizzazione della quantit? proteica. L'anticorpo anti-topo coniugato con perossidasi di rafano (diluito 1:10.000 per l'analisi dell'espressione dei mutanti RHO, 1:5.000 per l'espressione della rodopsina nei cloni HeLa) ? stato utilizzato per la rilevazione della chemiluminescenza (Pierce). La quantificazione ? stata effettuata mediante analisi densitometrica delle immagini scansionate utilizzando il software ImageJ. Cell lysates were extracted with RIPA buffer: 50 mM Tris-HCl pH 8.0, 150 mM w / v NaCl, 1 mM EDTA, 1% v / v NP-40, 0.1% c / v SDS, 0.05% w / v sodium deoxycholate with the addition of the mix of protease inhibitors (Roche, Basel, Switzerland) <55> at a concentration of 2% .60? g of protein extracts deriving from the HeLa clone and 20? g of cell protein extracts Transfected CHOs were loaded onto 12% polyacrylamide sodium dodecyl sulfate (SDS) electrophoresis gel (PAGE). After electrophoresis, the samples were transferred to PVDF membranes (GE Healthcare). Membranes were incubated with the primary monoclonal 4D2 antibody (1: 500, Millipore, Burlington, Massachusetts USA) or the primary monoclonal anti-HA antibody (Sigma, 1: 1,000), and an anti-B-actin antibody (Abcam , Cambridge, UK) for the normalization of the quantity? protein. The anti-mouse antibody conjugated with horseradish peroxidase (diluted 1: 10,000 for RHO mutant expression analysis, 1: 5,000 for rhodopsin expression in HeLa clones)? was used for the detection of chemiluminescence (Pierce). The quantification? was performed by densitometric analysis of the scanned images using the ImageJ software.
Immunofluorescenza e analisi di ?In-Cell Western? Immunofluorescence and? In-Cell Western?
Per l?analisi mediante immunofluorescenza, le cellule sono state fissate utilizzando con v/v paraformaldeide (PFA) al 4% e permeabilizzate con 0,01% (v/v) di Tritone X-100/PBS, mentre le cellule non permeabilizzate sono rimaste in PBS. I siti di legame non specifici sono stati bloccati utilizzando una soluzione di blocco composta dal 3% di albumina di siero bovino (BSA) e dal 10% di siero di capra normale in PBS. Le cellule non permeabilizzate sono state incubate con l? anticorpo primario 4D2 (Millipore, 1:500) e l? anticorpo primario anti-HA (Sigma, 1:1.000) in soluzione bloccante; le cellule permeabilizzate sono state incubate con l? anticorpo primario anti-HA (Sigma, 1:500) e l?anticorpo anti-Proteina Legante l? Immunoglobulina (BIP) (Sigma, 1:200). Come anticorpi secondari sono stati utilizzati anticorpi coniugati con Alexafluor488 antitopo (da capra) (1:1.000) e con Alexafluor594 anti-coniglio (da capra) (1:1.000). Dopo il lavaggio, ? stata eseguita l'incubazione con 6-diamidino-2-fenilindolo DAPI (1:5.000), poi sono stati montati i vetrini con il Dako Fluorescent Mounting Medium (Dako Omnis). L'immunofluorescenza ? stata visualizzata con il microscopio confocale a scansione laser Zeiss LSM 520 ed analizzata con il software ZEISS ZEN Microscope<56>. For immunofluorescence analysis, cells were fixed using 4% v / v paraformaldehyde (PFA) and permeabilized with 0.01% (v / v) Triton X-100 / PBS, while non-permeabilized cells were remained in PBS. Non-specific binding sites were blocked using a blocking solution consisting of 3% bovine serum albumin (BSA) and 10% normal goat serum in PBS. The non-permeabilized cells were incubated with L? primary antibody 4D2 (Millipore, 1: 500) and l? primary anti-HA antibody (Sigma, 1: 1,000) in blocking solution; the permeabilized cells were incubated with l? primary anti-HA antibody (Sigma, 1: 500) and anti-binding protein antibody l? Immunoglobulin (BIP) (Sigma, 1: 200). Antibodies conjugated with Alexafluor488 antitope (from goat) (1: 1,000) and with Alexafluor594 anti-rabbit (from goat) (1: 1,000) were used as secondary antibodies. After washing,? Incubation was performed with 6-diamidino-2-phenylindole DAPI (1: 5,000), then the slides were mounted with the Dako Fluorescent Mounting Medium (Dako Omnis). Immunofluorescence? was visualized with the Zeiss LSM 520 confocal laser scanning microscope and analyzed with the ZEISS ZEN Microscope <56> software.
Per eseguire l'analisi di 'In-Cell Western' le cellule sono state fissate, trattate con soluzione bloccante e colorate con l?anticorpo anti-HA (Sigma, 1:1.000). ? stato utilizzato l'anticorpo secondario IRDye 680RD anti-topo (da capra) (LI-COR Biosciences, Lincoln, Nebraska, USA). L'acquisizione ? stata effettuata utilizzando l'Odyssey Imager (LI-COR Biosciences). To perform the 'In-Cell Western' analysis the cells were fixed, treated with blocking solution and stained with anti-HA antibody (Sigma, 1: 1,000). ? The secondary anti-mouse IRDye 680RD antibody (from goat) (LI-COR Biosciences, Lincoln, Nebraska, USA) was used. The acquisition? was performed using the Odyssey Imager (LI-COR Biosciences).
Citotossicit? Cytotoxicity
Il saggio di citotossicit? eseguito mediante il Cytotoxicity Detection Kit (LDH, Roche) ? stato utilizzato per la quantificazione della morte cellulare, che si basa sulla misurazione della concentrazione di lattato deidrogenasi (LDH) rilasciata nel surnatante dal citosol delle cellule danneggiate. I cloni stabili HeLa trasfettati sono stati incubati con la miscela di reazione fornita dal kit e sono stati trattati seguendo le istruzioni del produttore. Le cellule HeLa non trasfettate sono state usate come "basso controllo" (rilascio spontaneo di LDH), mentre il Triton 100X ? stato aggiunto al campione "alto controllo" (massimo rilascio di LDH). L'assorbanza ? stata misurata a 492 nm da uno spettrofotometro (Safire, Tecan, UK). La percentuale di citotossicit? del campione ? stata misurata seguendo questa equazione: Citotossicit? (%) = (valore esp. -basso controllo)/ (alto controllo - basso controllo) x 100. The cytotoxicity assay performed using the Cytotoxicity Detection Kit (LDH, Roche)? been used for the quantification of cell death, which is based on measuring the concentration of lactate dehydrogenase (LDH) released in the supernatant by the cytosol of damaged cells. Transfected stable HeLa clones were incubated with the reaction mix provided by the kit and processed according to the manufacturer's instructions. Untransfected HeLa cells were used as "low control" (spontaneous LDH release), while the Triton 100X? was added to the "high control" sample (maximum LDH release). Absorbance? was measured at 492 nm by a spectrophotometer (Safire, Tecan, UK). The percentage of cytotoxicity? of the sample? was measured following this equation: Cytotoxicity? (%) = (exp.value - low control) / (high control - low control) x 100.
Cura degli animali Animal care
I topi sono stati ospitati nello stabulario del TIGEM (Pozzuoli, Italia) e mantenuti in un ciclo di 12 ore di luce/buio. I topi transgenici P347S sono stati gentilmente forniti dal Prof. Enrico Surace. I topi transgenici P347S sono stati mantenuti come F0 incrociandoli con se stessi, e sono stati incrociati con i topi C57BL/6J acquistati dalla Envigo Italy SRL (Udine, Italia) per generare topi sperimentali F1. The mice were housed in the TIGEM enclosure (Pozzuoli, Italy) and kept in a 12 hour light / dark cycle. The P347S transgenic mice were kindly provided by Prof. Enrico Surace. The P347S transgenic mice were maintained as F0 by crossing them with themselves, and were crossed with the C57BL / 6J mice purchased from Envigo Italy SRL (Udine, Italy) to generate experimental F1 mice.
Iniezione subretinica di vettori AAV in topi transgenici P347S Subretinal injection of AAV vectors into P347S transgenic mice
Questo studio ? stato realizzato in accordo con l? Associazione per la Ricerca in Visione e Oftalmologia per l?Uso di Animali nella ricerca in Visione e Oftalmologia e con il regolamento del Ministero della Salute italiano per le procedure sugli animali (autorizzazione del Ministero della Salute n. 147/2015-PR). La chirurgia ? stata eseguita in anestesia generale e tutte le prove sono state eseguite per ridurre al minimo le sofferenze degli animali. I topi di una settimana sono stati anestetizzati con un'iniezione intraperitoneale di 2 mL/100 g di peso corporeo con Ketamina/medetomidina, poi i vettori AAV2/8 sono stati somministrati subretinalmente attraverso un approccio transclerale transcoroidale, come descritto da Liang et al.<57>. Gli occhi sono stati iniettati con 1 ?L di soluzione vettoriale. La dose AAV2/8 (GC /occhio) era di 1x10<9 >di ogni vettore/occhio, quindi, la co-iniezione ha portato ad un massimo di 2x10<9 >GC/occhio. This study ? was made in accordance with l? Association for Research in Vision and Ophthalmology for the Use of Animals in Research in Vision and Ophthalmology and with the regulation of the Italian Ministry of Health for procedures on animals (authorization of the Ministry of Health No. 147/2015-PR). Surgery? was performed under general anesthesia and all tests were performed to minimize the suffering of the animals. One-week-old mice were anesthetized with an intraperitoneal injection of 2 mL / 100 g body weight with ketamine / medetomidine, then AAV2 / 8 vectors were administered subretinally via a transcoroidal transcleral approach, as described by Liang et al. <57>. The eyes were injected with 1 µL of vector solution. The AAV2 / 8 dose (GC / eye) was 1x10 <9> of each vector / eye, therefore, co-injection resulted in a maximum of 2x10 <9> GC / eye.
Registrazioni elettrofisiologiche Electrophysiological recordings
I topi P347S sono stati adattati al buio per 3 ore. I topi sono stati anestetizzati con ketamina e medetomidina e posizionati in un apparato stereotassico, sotto una luce rossa fioca. Le pupille sono state dilatate con una goccia di 0,5% di tropicalamide (Visufarma, Roma, Italia), e la temperatura corporea ? stata mantenuta a 37,5?C. I lampi di luce sono stati generati da uno stimolatore di Ganzfeld (CSO, Costruzione Strumenti Oftalmici, Firenze, Italia). I segnali elettrofisiologici sono stati registrati attraverso elettrodi dorati/con placcatura in oro inseriti sotto le palpebre inferiori a contatto con la cornea. Gli elettrodi di ogni occhio riferivano ad un elettrodo ad ago inserito per via sottocutanea a livello della corrispondente regione frontale. I diversi elettrodi erano collegati ad un amplificatore a due canali. Dopo il completamento delle risposte ottenute in condizioni di oscurit? (scotopica), la sessione di registrazione proseguiva con lo scopo di analizzare il pathway visivo dei coni in risposta alla luce (fotopico). Per ridurre al minimo il rumore, le diverse risposte ottenute in seguito all?esposizione dalla luce sono state mediate per ognistep di luminescenza. La massima risposta scotopica dei bastoncelli e dei coni ? stata misurata in condizioni di buio (scotopica) con due flash di 0,7 Hz e un'intensit? luminosa di 20 cd s/m2, le risposte fotopiche dei coni sono state isolate in condizioni di luce con una luce bianca di fondo continuo di 50 cd s/m2, con 10 flash di 0,7 Hz e un'intensit? luminosa di 20 cd s/m2. P347S mice were dark adapted for 3 hours. Mice were anesthetized with ketamine and medetomidine and placed in a stereotaxic apparatus, under dim red light. The pupils were dilated with a 0.5% drop of tropicalamide (Visufarma, Rome, Italy), and the body temperature? been kept at 37.5 ° C. The flashes of light were generated by a Ganzfeld stimulator (CSO, Ophthalmic Instruments Construction, Florence, Italy). Electrophysiological signals were recorded through gold / gold-plated electrodes inserted under the lower lids in contact with the cornea. The electrodes of each eye referred to a needle electrode inserted subcutaneously at the level of the corresponding frontal region. The different electrodes were connected to a two-channel amplifier. After the completion of the answers obtained in conditions of darkness? (scotopic), the recording session continued with the aim of analyzing the visual pathway of the cones in response to light (photopic). To minimize noise, the different responses obtained following exposure to light were averaged for each stage of luminescence. The maximum scotopic response of rods and cones? was measured in dark conditions (scotopic) with two flashes of 0.7 Hz and an intensity? luminous of 20 cd s / m2, the photopic responses of the cones were isolated in light conditions with a continuous white background light of 50 cd s / m2, with 10 flashes of 0.7 Hz and an intensity? bright of 20 cd s / m2.
Analisi della risposta pupillare alla luce Analysis of the pupillary response to light
Le risposte pupillari alla luce dei topi P347S sono state registrate in condizioni di oscurit? utilizzando la fotocamera retinica TRC-50IX collegata ad un dispositivo ad accoppiamento di carica della fotocamera digitale NikonD1H (Topcon Biomedical Systems). I topi sono stati esposti a stimoli di luce a diversi lux per circa 10 secondi e un'immagine per occhio ? stata acquisita utilizzando il software IMAGEnet (Topcon Biomedical Systems). Per ogni occhio, il diametro della pupilla ? stato normalizzato al diametro dell'occhio (dal lato temporale a quello nasale). Pupillary light responses of P347S mice were recorded in dark conditions. using the TRC-50IX retinal camera connected to a charge-coupled device of the NikonD1H (Topcon Biomedical Systems) digital camera. Were the mice exposed to light stimuli at several lux for about 10 seconds and one image per eye? acquired using IMAGEnet (Topcon Biomedical Systems) software. For each eye, the pupil diameter? state normalized to the diameter of the eye (from the temporal to the nasal side).
Analisi istologica Histological analysis
I topi sono stati sacrificati e gli occhi sono stati fissati con fissativo di Davidson (acqua deionizzata, 10% acido acetico, 20% formalina, 35% etanolo) durante la notte, seguito dalla disidratazione in etanoli seriali e dall? incorporazione in blocchi di paraffina. Microsezioni di dieci micrometri di spessore sono state tagliate lungo il meridiano orizzontale e progressivamente distribuite su vetrini. Mice were sacrificed and eyes fixed with Davidson's fixative (deionized water, 10% acetic acid, 20% formalin, 35% ethanol) overnight, followed by dehydration in serial ethanols and by? incorporation into paraffin blocks. Micro-sections ten micrometers thick were cut along the horizontal meridian and progressively distributed on slides.
La retina di topo incorporata nella paraffina ? stata trattata con un tampone al citrato per il recupero dell'antigene, incubata con anticorpi primari e sviluppata con 3,3?-Diamminobenzidina (DAB) utilizzando un colorante IHC automatico Bond-III di Leica Biosystems secondo le istruzioni del produttore. Gli anticorpi primari utilizzati sono stati: 1D4 monoclonale (1:1000, un dono di Robert Molday),4D2 monoclonale (1:30.000) (Millipore, Burlington, Massachusetts USA) e anti-GFP monoclonale (1:2.000, Proteintech, Manchester UK). Le immagini sono state acquisite in campo chiaro con un microscopio Zeiss LSM 510 AxioCam. The mouse retina embedded in paraffin? was treated with a citrate buffer for antigen retrieval, incubated with primary antibodies and developed with 3,3? -Diaminobenzidine (DAB) using a Leica Biosystems Bond-III automatic IHC dye according to the manufacturer's instructions. The primary antibodies used were: monoclonal 1D4 (1: 1000, a gift from Robert Molday), monoclonal 4D2 (1: 30,000) (Millipore, Burlington, Massachusetts USA) and monoclonal anti-GFP (1: 2,000, Proteintech, Manchester UK ). The images were acquired in bright field with a Zeiss LSM 510 AxioCam microscope.
Analisi statistiche. Statistical analysis.
I dati sono stati analizzati per verificare la significativit? statistica utilizzando l'ANOVA a due vie o il t-test di Student. Tutti i valori di ciascun gruppo sono stati espressi come media ? SEM. Tutti i confronti di gruppo sono stati considerati significativi a P < 0,05, P < 0,01, P < 0,001. Was the data analyzed to verify significance? statistics using two-way ANOVA or Student's t-test. Were all values of each group expressed as mean? SEM. All group comparisons were considered significant at P <0.05, P <0.01, P <0.001.
RISULTATI RESULTS
Il sistema CRISPR/Cas9 modifica specificamente la mutazione RHO P347S in vitro. The CRISPR / Cas9 system specifically modifies the RHO P347S mutation in vitro.
L'inattivazione mediata dal sistema CRISPR/Cas9 delle mutazioni dominanti nel gene RHO potrebbe ridurre e ritardare la degenerazione del fotorecettore e la perdita della vista nei pazienti affetti da RP. Per colpire in modo specifico la mutazione P347S, causata da una transizione da C a T nell'esone 5 del gene RHO, sono stati progettati due gRNA. La guida RNA1 porta la mutazione puntiforme (T) nella sequenza seed, come ultimo nucleotide dei 20 nt del protospacer, e guida la SpCas9 al riconoscimento della sequenza PAM 5'-CGG-3'. Sul filamento complementare inverso, il gRNA5 guida la variante ad alta fedelt? VQRHF1-SpCas9 alla sequenza PAM 5'-CGAG-3' che include la mutazione puntiforme (A, nel filamento complementare inverso) (Fig. 1a). In assenza di linee cellulari umane che esprimono costitutivamente la rodopsina, le cellule HeLa sono state ingegnerizzate con un lentivirus (LV) esprimente dal promotore della fosfoglicerato chinasi (PGK), il cDNA RHO WT o P347S seguito da una regione lunga 250 pb del 3'UTR per un'analisi pi? completa dei mutanti tradotti in seguito al taglio mediato dal sistema CRISPR. Due cloni portanti due copie di RHO WT o P347S (Fig. 6a) che esprimono un livello comparabile di rodopsina (Fig. 6b) sono stati selezionati e utilizzati per ulteriori esperimenti. CRISPR / Cas9-mediated inactivation of dominant mutations in the RHO gene could reduce and delay photoreceptor degeneration and vision loss in RP patients. To specifically target the P347S mutation, caused by a C to T transition in exon 5 of the RHO gene, two gRNAs were designed. The guide RNA1 carries the point mutation (T) in the seed sequence, as the last nucleotide of the 20 nt of the protospacer, and guides the SpCas9 to the recognition of the PAM 5'-CGG-3 'sequence. On the reverse complementary strand, the gRNA5 drives the high fidelity variant? VQRHF1-SpCas9 to the PAM 5'-CGAG-3 'sequence which includes the point mutation (A, in the reverse complementary strand) (Fig. 1a). In the absence of human cell lines constitutively expressing rhodopsin, HeLa cells were engineered with a lentivirus (LV) expressing the phosphoglycerate kinase (PGK) promoter, RHO WT or P347S cDNA followed by a 250 bp 3 'long region. UTR for a pi? full of the translated mutants following the CRISPR-mediated cut. Two clones carrying two copies of RHO WT or P347S (Fig. 6a) expressing a comparable level of rhodopsin (Fig. 6b) were selected and used for further experiments.
Per valutare la specificit? e l'efficienza dei gRNAs, i cloni HeLa RHO WT e P347S sono stati trasfettati con plasmidi effettori che esprimono il gRNA1 o gRNA5 e le rispettive nucleasi SpCas9 (SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5), o con plasmidi senza gRNA come controlli negativi, e analizzati mediante sequenziamento genico di nuova generazione (NGS). To evaluate the specificity? and the efficiency of the gRNAs, the HeLa RHO WT and P347S clones were transfected with effector plasmids expressing gRNA1 or gRNA5 and the respective SpCas9 nucleases (SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5), or with plasmids without gRNAs analyzed by next generation gene sequencing (NGS).
L'analisi CRISPResso (http://crispresso.pinellolab.partners.org/)<27 >delle reads di sequenze derivanti dal clone HeLa RHO P347S trasfettato con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5 ha dimostrato un editing del 65,7% e del 28,6% , rispettivamente, in un esperimento rappresentativo (Fig. 7a, b), mentre le sequenze ottenute dal clone RHO WT trasfettato sono state modificate il 6% e l?1%, rispettivamente dal gRNA1 e dal gRNA5 (Fig.7c, d). L'analisi NGS su tre esperimenti indipendenti ha confermato l'alta efficienza e specificit? del gRNA1 (62,0 ?1,8) e del gRNA5 (25,4% ?1,6) nel bersagliare la mutazione RHO P347S, con la modifica appena rilevabile di RHO WT (gRNA1, 6,2 ? 0,1; gRNA5, 0,9 ? 0,1) (Fig. 1b). Per eliminare ulteriormente eventuali distorsioni dovute alla diversa efficienza di trasfezione tra i cloni HeLa WT e P347S, l'editing allele-specifico generato da SpCas9_gRNA1 e VQRHF1-SpCas9_gRNA5 ? stato analizzato nel clone HeLa P347S mediante NGS sulle copie transgeniche RHO P347S o gli alleli endogeni RHO WT. L'analisi allele-specifica ha mostrato che il 97,7% e il 98,5% di tutti gli indels generati nel clone HeLa P347S da SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5, rispettivamente, si sono verificati nel transgene mutante (Fig.1c), confermando l'editing altamente specifico sulla mutazione P347S. CRISPResso analysis (http://crispresso.pinellolab.partners.org/)<27> of the sequence reads deriving from the HeLa RHO P347S clone transfected with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 showed an editing of 65.7% and 28 , 6%, respectively, in a representative experiment (Fig.7a, b), while the sequences obtained from the transfected RHO WT clone were modified 6% and 1%, respectively by gRNA1 and gRNA5 (Fig.7c, d ). The NGS analysis on three independent experiments confirmed the high efficiency and specificity. gRNA1 (62.0 ± 1.8) and gRNA5 (25.4% ± 1.6) in targeting the RHO P347S mutation, with the barely detectable modification of RHO WT (gRNA1, 6.2 ± 0.1; gRNA5, 0.9? 0.1) (Fig. 1b). To further eliminate any distortions due to the different transfection efficiency between the HeLa WT and P347S clones, the allele-specific editing generated by SpCas9_gRNA1 and VQRHF1-SpCas9_gRNA5? was analyzed in the HeLa P347S clone by NGS on the RHO P347S transgenic copies or the endogenous RHO WT alleles. Allele-specific analysis showed that 97.7% and 98.5% of all indels generated in the HeLa clone P347S by SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5, respectively, occurred in the mutant transgene (Fig.1c), confirming the highly specific editing on the P347S mutation.
Il principale svantaggio del sistema CRISPR/Cas9 ? la possibilit? di indurre effetti indesiderati fuori target (off-targets) a livello genomico. Il webtool<28 >COSMID ha previsto 28 e 6 possibili effetti off-target a livello genomico per il gRNA1 e il gRNA5, rispettivamente. Gli autori hanno indagato, mediante NGS, i primi 10 off-targets predetti per il gRNA1 mappati nelle regioni intrageniche, e tutti i potenziali off-targets previsti per il gRNA5 (Fig.1d). In breve, una cassetta di resistenza all? igromicina sotto il controllo del promotore della timidina chinasi (TK) ? stata clonata in entrambi i plasmidi effettori (SpCas9_gRNA1-TKHygro e VQRHF1SpCas9_gRNA5-TKHygro) con lo scopo di analizzare i siti off-target in cellule HEK293T igroselezionate non clonali esprimenti la nucleasi Cas9 ed il gRNA. Il sequenziamento profondo delle regioni off-target ha mostrato un taglio rilevabile nelle sequenze introniche di quattro geni, 3 predetti per il gRNA1 e 1 per il gRNA5 (Fig. 1d). L'analisi CRISPResso delle potenziali modifiche dei siti di splicing non ha previsto alcun rischio di interferenza con i segnali di splicing canonici degli introni colpiti (Fig. 8a). (Fig. 8b e c). The main drawback of the CRISPR / Cas9 system? the possibility? to induce off-target effects at the genomic level. The <28> COSMID webtool predicted 28 and 6 possible off-target effects at the genomic level for gRNA1 and gRNA5, respectively. The authors investigated, by means of NGS, the first 10 predicted off-targets for gRNA1 mapped in the intragenic regions, and all potential off-targets predicted for gRNA5 (Fig.1d). In short, a resistance box to? hygromycin under the control of the thymidine kinase (TK) promoter? was cloned in both effector plasmids (SpCas9_gRNA1-TKHygro and VQRHF1SpCas9_gRNA5-TKHygro) with the aim of analyzing off-target sites in non-clonal hygroselected HEK293T cells expressing Cas9 nuclease and gRNA. Deep sequencing of the off-target regions showed detectable cleavage in the intronic sequences of four genes, 3 predicted for gRNA1 and 1 for gRNA5 (Fig. 1d). CRISPResso analysis of potential splice site changes did not predict any risk of interference with the canonical splice signals of affected introns (Fig. 8a). (Fig.8b and c).
Infatti l?espressione di questi geni tagliati non ? stata modificata in seguito al taglio intronico in cellule umane immortalizzate di epitelio pigmentato retinico umano (hRPE)<29 >trasfettate con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (Fig. 8b e c). In fact, the expression of these genes not cut? was modified following intronic cleavage in immortalized human retinal pigment epithelium (hRPE) cells <29> transfected with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (Fig. 8b and c).
La modifica specifica della regione P347S porta alla degradazione efficiente della proteina mutante RHO The specific modification of the P347S region leads to the efficient degradation of the mutant RHO protein
Per caratterizzare meglio le varianti RHO generate dall?editing del gene, gli autori hanno analizzato la frequenza e il tipo di indels generati mediante CRISPResso nel clone HeLa RHO P347S trasfettato con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5 e hanno indagato se piccole inserzioni o delezioni create dalla riparazione NHEJ che comprende gli ultimi codoni del gene P347S RHO genererebbero mutazioni frameshift che a loro volta permetteranno di distruggere l'allele mutato. Tale analisi, eseguita su una finestra compresa tra-10 10 nucleotidi intorno ai siti target, ha rivelato che gli indels pi? frequenti generati dal gRNA1 sono delezioni di 1-2nt le quali si verificano intorno alle posizioni da -2 a 1 rispetto al sito di taglio (Fig. 1e). Al contrario, l'inserimento di un nucleotide T nel sito di taglio ? l'indel pi? frequente dei campioni trattati con gRNA5 (Fig. 1f). Con il fine di approfondire questa analisi, gli autori hanno calcolato la frequenza delle delezioni, delle sostituzioni e delle inserzioni generate nei campioni trattati con gRNA1 e gRNA5. I risultati hanno identificato le delezioni come modifiche pi? frequenti per entrambi i gRNA (88,9% e 47,8% di tutti gli indels, Fig. 1g) ma, ? interessante notare che una maggiore prevalenza di sostituzioni e inserzioni ? stata ottenuta nei campioni trattati con gRNA5 (32,8% e 19,4% di tutti gli indels) rispetto ai campioni trattati con gRNA1(9,9% e 1,9% di tutti gli indels) (Fig. 1g). L'analisi di distribuzione degli indels ha evidenziato delezioni estese, fino a 80 nt, e inserzioni, fino a 13 nt, nei campioni trattati con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (Fig. 9). In particolare, nonostante le differenze nel tipo di indel e nella loro distribuzione, l'81,5% e il 68,9% di tutte le sequenze modificate ha generato mutazioni frameshift (Fig. 1h), che suggerisce un forte potenziale di distruzione dell?allele RHO P347S. To better characterize the RHO variants generated by gene editing, the authors analyzed the frequency and type of indels generated by CRISPResso in the HeLa RHO P347S clone transfected with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 and investigated whether small insertions or deletions created by the repair NHEJ comprising the last codons of the P347S RHO gene would generate frameshift mutations which in turn will allow to destroy the mutated allele. This analysis, performed on a window ranging from -10 to 10 nucleotides around the target sites, revealed that the indels pi? Frequently generated by gRNA1 are 1-2nt deletions which occur around positions -2 to 1 with respect to the cleavage site (Fig. 1e). Conversely, the insertion of a T nucleotide into the cleavage site? the indel pi? frequent of samples treated with gRNA5 (Fig. 1f). In order to deepen this analysis, the authors calculated the frequency of deletions, substitutions and insertions generated in the samples treated with gRNA1 and gRNA5. The results identified the deletions as major changes. frequent for both gRNAs (88.9% and 47.8% of all indels, Fig. 1g) but,? Interestingly, a higher prevalence of replacements and listings? was obtained in samples treated with gRNA5 (32.8% and 19.4% of all indels) compared to samples treated with gRNA1 (9.9% and 1.9% of all indels) (Fig. 1g). The distribution analysis of indels revealed extensive deletions, up to 80 nt, and insertions, up to 13 nt, in the samples treated with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 (Fig. 9). In particular, despite the differences in indel type and distribution, 81.5% and 68.9% of all modified sequences generated frameshift mutations (Fig. 1h), which suggests a strong potential for destruction of the ? RHO P347S allele.
Considerando che la Cas9 genera un taglio a livello della regione RHO C-terminale ? stato eseguito uno studio in vitro sulla localizzazione e sulla degradazione dei mutanti RHO generati in seguito all? editing genomico. I sei mutanti pi? frequenti identificati da CRISPResso in seguito al taglio mediato dal gRNA1 o dal gRNA5 hanno portato ad uno spostamento del frame di lettura (delG, delGG e insT, Fig. 10) o alla delezione in frame di una regione che include il codone di stop TAA e alla generazione cos? di nuovi codoni di stop a valle di quello canonico (del9, del12.1, del12.5, Fig. 10). Considering that Cas9 generates a cut at the level of the C-terminal RHO region? an in vitro study was performed on the localization and degradation of the RHO mutants generated following the? genomic editing. The six mutants pi? frequencies identified by CRISPResso following gRNA1 or gRNA5-mediated shearing led to a shift of the reading frame (delG, delGG and insT, Fig. 10) or to the deletion in frame of a region that includes the stop codon TAA and to the generation cos? of new stop codons downstream of the canonical one (del9, del12.1, del12.5, Fig. 10).
La localizzazione cellulare di queste sei proteine mutanti RHO ? stata studiata mediante immunofluorescenza in cellule CHO trasfettate con plasmidi esprimenti le varianti RHO fuse nella regione N-terminale con il tag dell?emoagglutinina influenzale umana(HA). Tutte le varianti mutanti hanno mostrato una localizzazione della rodopsina a livello della membrana plasmatica (Fig. 2a) come osservato per la rodopsina WT e P347S (Fig. 11), contrariamente da quanto osservato per la rodopsina P23H che risultava trattenuta nel reticolo endoplasmatico (ER)<30>. In aggiunta, il saggio di ?In-Cell Western? eseguito su cellule CHO non permeabilizzate e permeabilizzate e trasfettate con i sei mutanti RHO selezionati, ha permesso di quantificare la localizzazione delle proteine mutate a livello della membrana plasmatica. The cellular localization of these six RHO mutant proteins? was studied by immunofluorescence in CHO cells transfected with plasmids expressing RHO variants fused in the N-terminal region with the human influenza hemagglutinin (HA) tag. All mutant variants showed localization of rhodopsin at the plasma membrane (Fig.2a) as observed for rhodopsin WT and P347S (Fig. 11), contrary to what was observed for rhodopsin P23H which was retained in the endoplasmic reticulum (ER ) <30>. In addition, the essay by? In-Cell Western? performed on non-permeabilized and permeabilized CHO cells and transfected with the six selected RHO mutants, it allowed to quantify the localization of the mutated proteins at the plasma membrane level.
Il test ha confermato la localizzazione di tutti i mutanti analizzati prevalentemente sulla membrana plasmatica, cos? come la ritenzione nell? ER della rodopsina P23H (Fig. 12a, b). L'espressione persistente dei mutanti di rodopsina generati in seguito all?'editing potrebbe compromettere i benefici terapeutici di questa strategia. Pertanto, l'espressione della rodopsina WT, P347S e dei mutanti RHO ? stata valutata mediante western blot in cellule CHO due giorni dopo la trasfezione (Fig.2b e Fig.12c). Il tasso di degradazione dei mutanti RHO ? stato misurato nelle cellule CHO trasfettate in seguito al trattamento con l'inibitore della traduzione proteica cicloesimide (CHX). Al contrario della rodopsina P347S, le proteine della rodopsina generate da delezioni di 9 e di 12-nt venivano degradate molto rapidamente, con una riduzione del 60-95% dell?espressione dopo 6 ore di inibizione della traduzione(Fig. 2c). The test confirmed the localization of all the mutants analyzed mainly on the plasma membrane, so? as the retention in? ER of rhodopsin P23H (Fig.12a, b). The persistent expression of rhodopsin mutants generated following editing could compromise the therapeutic benefits of this strategy. Therefore, the expression of rhodopsin WT, P347S and RHO mutants? was evaluated by western blot in CHO cells two days after transfection (Fig.2b and Fig.12c). The degradation rate of RHO mutants? was measured in CHO cells transfected following treatment with the protein translation inhibitor cycloheximide (CHX). Unlike rhodopsin P347S, rhodopsin proteins generated by 9 and 12-nt deletions were degraded very rapidly, with a 60-95% reduction in expression after 6 hours of translation inhibition (Fig. 2c).
II trattamento con l'inibitore del proteasoma MG-132 in diversi intervalli temporali (0, 4, 6 ore) ha rivelato che la degradazione dei mutanti della rodopsina del9, del12.1 e del12.5 era mediata dal proteasoma (Fig. 2d). La degradazione dei mutanti pi? frequenti generati dal taglio generato dalla Cas9 dimostra una significativa riduzione della rodopsina, osservata in cellule HeLa P347S trasfettate con i plasmidi effettori SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5. Allo stesso modo, la proteina rodopsina P347S ha mostrato una riduzione di espressione del 40% in seguito alla trasfezione con i plasmidi effettori nelle cellule HeLa esprimenti P347S (Fig.3a, b). Inoltre, la trascrizione della rodopsina P347S ? risultata significativamente ridotta post editing come dimostrato mediante RTqPCR (Fig. 3c). I plasmidi di controllo non hanno condizionato espressione della proteina RHO P347S e, in particolare, l?espressione della rodopsina WT non ? stata modificata in seguito al trattamento con SpCas9_gRNA1 o VQRHF1-SpCas9_gRNA5, come si poteva prevedere considerando la specificit? dell?editing per l?allele P347S (Fig. 3a, b e c).? interessante notare che il clone HeLa esprimente la mutazione P347S ha mostrato una maggiore vitalit? cellulare in seguito al silenziamento dell?espressione del gene RHO P347S mediante editing genomico. Infatti, il test di citotossicit? ha mostrato che il clone P347S presentava una vitalit? inferiore (90%) rispetto al clone HeLa WT (99%), mentre in seguito al trattamento con la Cas9 ed il gRNA specifico ? stato dimostrato un aumento del 50-60% della vitalit? cellulare rispetto ai controlli negativi, suggerendo che la riduzione di circa il 60% della proteina P347S RHO era sufficiente a ridurre significativamente l'effetto negativo dominante della mutazione di RHO in vitro (Fig. 3d). Treatment with the proteasome inhibitor MG-132 at different time intervals (0, 4, 6 hours) revealed that the degradation of the rhodopsin mutants del9, del12.1 and del12.5 was mediated by the proteasome (Fig. 2d) . The degradation of mutants pi? frequency generated by Cas9-generated cleavage demonstrates a significant reduction in rhodopsin, observed in HeLa P347S cells transfected with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5 effector plasmids. Similarly, the P347S rhodopsin protein showed a 40% reduction in expression following transfection with effector plasmids in P347S-expressing HeLa cells (Fig.3a, b). Furthermore, the transcript of rhodopsin P347S? was significantly reduced post editing as demonstrated by RTqPCR (Fig. 3c). The control plasmids did not affect the expression of the RHO P347S protein and, in particular, the expression of the rhodopsin WT did not? been modified following treatment with SpCas9_gRNA1 or VQRHF1-SpCas9_gRNA5, how could it be predicted considering the specificity? editing for the P347S allele (Fig. 3a, b and c). Interestingly, the HeLa clone expressing the P347S mutation showed greater viability. cellular following silencing of RHO P347S gene expression by genomic editing. In fact, the cytotoxicity test? showed that the P347S clone presented a viability? lower (90%) than the HeLa WT clone (99%), while following treatment with Cas9 and the specific gRNA? a 50-60% increase in vitality has been demonstrated? cellular compared to negative controls, suggesting that approximately 60% reduction of the P347S RHO protein was sufficient to significantly reduce the dominant negative effect of the RHO mutation in vitro (Fig. 3d).
Il taglio specifico della mutazione P347S coinvolge fino al 30% dei fotorecettori del topo Con lo scopo di traslare in vivo i risultati ottenuti in vitro in un modello preclinico di RP, gli autori hanno trattato topi transgenici portatori dell'allele RHO umano con mutazione P347S<14>. Per migliorare il potenziale traslazionale del presente approccio, i componenti del sistema CRISPR/Cas9 sono stati inseriti in vettori AAV2/8. Il trasporto del sistema CRISPR/Cas9 o di geni terapeutici in vettori AAV si ? dimostrato molto efficace per il trattamento delle malattie della retina in vari studi preclinici<31, 32, 33>. Con il fine di limitare l'espressione della SpCas9 ai fotorecettori gli autori hanno utilizzato il promotore della proteina intrafotorecettrice legante il retinolo (IRBP), mentre l'espressione della GFP, guidata dal promotore della rodopsina, ha permesso di identificare l'espressione dei gRNAs negli occhi iniettati. In breve, i vettori AAV effettori sono vettori AAV che esprimono la SpCas9 WT o VQRHF1 in combinazione con AAV che esprimono il gRNA1 o il gRNA5, mentre i vettori AAV di controllo sono quelli associati con AAV che esprimono gRNA scramble (Fig. 4a). I topi transgenici P347S al giorno P7 hanno ricevuto una singola iniezione subretinica per occhio di due vettori AAV2/8 che trasportavano la SpCas9 WT o VQRHF1 in combinazione con i gRNA effettori o il gRNA scamble. Quattro settimane dopo l'iniezione (P40), le analisi molecolari delle retine trattate hanno mostrato una coespressione dei geni SpCas9, GFP e Pde6b (Fig. 13), che indicava la presenza dei vettori AAV nei fotorecettori in seguito all?iniezione subretinica. In seguito, sono stati valutati la frequenza ed il tipo di indel nel locus target e l'inattivazione del trascritto mutante P347S . L'analisi NGS ha rilevato indels nel gene RHO fino al 14% in 11 retine in seguito al trattamento con SpCas9+gRNA1, e indels fino al 30% in 15 retine trattate con VQRHF1-SpCas9+gRNA5. Nelle retine trattate con il gRNA di controllo (n= 6, dati non mostrati) non sono stati rilevati indels nel gene RHO. (Fig. 4b). Le alterazioni pi? comuni nei siti target erano paragonabili ai tipi di indels osservati in vitro (Fig. 4c), suggerendo una destabilizzazione dei trascritti della rodopsina mutante e delle proteine mutanti, con un potenziale beneficio terapeutico nel contrastare la degenerazione dei fotorecettori. La presente strategia, in grado di bersagliare in modo specifico il gene umano RHO P347S, ha portato ad una significativa riduzione, dal 20% al 60%, dell'mRNA P347S in 11 su 20 retine esprimenti i vettori effettori rispetto alle retine controlaterali iniettate con vettori di controllo (Fig. 4d). The specific cleavage of the P347S mutation involves up to 30% of the photoreceptors of the mouse With the aim of translating in vivo the results obtained in vitro into a preclinical model of RP, the authors treated transgenic mice carrying the human RHO allele with the P347S <mutation. 14>. To enhance the translational potential of this approach, the components of the CRISPR / Cas9 system have been inserted into AAV2 / 8 vectors. The transport of the CRISPR / Cas9 system or of therapeutic genes in AAV vectors yes? proven very effective for the treatment of retinal diseases in various preclinical studies <31, 32, 33>. In order to limit the expression of SpCas9 to photoreceptors, the authors used the promoter of the retinol-binding intrafotoreceptor protein (IRBP), while the expression of GFP, driven by the rhodopsin promoter, allowed to identify the expression of gRNAs in the injected eyes. Briefly, effector AAV vectors are AAV vectors expressing SpCas9 WT or VQRHF1 in combination with AAV expressing gRNA1 or gRNA5, while control AAV vectors are those associated with AAV expressing gRNA scramble (Fig.4a). P347S transgenic mice at day P7 received a single subretinal injection per eye of two AAV2 / 8 vectors carrying SpCas9 WT or VQRHF1 in combination with effector gRNAs or exchange gRNA. Four weeks after injection (P40), molecular analyzes of the treated retinas showed coexpression of the SpCas9, GFP and Pde6b genes (Fig. 13), which indicated the presence of AAV vectors in photoreceptors following subretinal injection. Subsequently, the frequency and type of indel in the target locus and the inactivation of the P347S mutant transcript were evaluated. NGS analysis detected indels in the RHO gene up to 14% in 11 retinas following treatment with SpCas9 + gRNA1, and indels up to 30% in 15 retinas treated with VQRHF1-SpCas9 + gRNA5. In the retinas treated with the control gRNA (n = 6, data not shown) no indels were detected in the RHO gene. (Fig.4b). The alterations pi? common at the target sites were comparable to the types of indels observed in vitro (Fig. 4c), suggesting a destabilization of mutant rhodopsin transcripts and mutant proteins, with a potential therapeutic benefit in counteracting photoreceptor degeneration. This strategy, capable of specifically targeting the human RHO P347S gene, led to a significant reduction, from 20% to 60%, of the P347S mRNA in 11 out of 20 retinas expressing effector vectors compared to contralateral retinas injected with control vectors (Fig. 4d).
La localizzazione della rodopsina ? stata studiata a P50 nella retina iniettata con i vettori effettorie vettori di controllo (Fig. 4e). Nella retina iniettata con vettori di controllo la rodopsina totale (RHO WT murino RHO P37S umano) ? stata rilevata utilizzando l'anticorpo 4D2 in grado di legarsi alla regione aN-terminale della proteina, il quale riconosce la rodospina WT e mutante. La localizzazione ? stata osservata prevalentemente nello strato nucleare esterno (ONL) e, in misura minore, nel segmento interno (IS) e nel segmento esterno (OS). Al contrario, nella retina iniettata con i vettori effettori in grado di ridurre l?espressione del gene dominante RHO hP347S, la rodopsina era pi? evidente nell? IS e nell? OS, suggerendo il ripristino di una corretta localizzazione nell? OS. Con lo scopo di confermare questi dati, la rodopsina WT murina endogena ? stata specificamente colorata utilizzando l'anticorpo 1D4 in grado di riconoscere un epitopo nella regione C-terminale della rodopsina, che comprende il residuo P347, senza legarsi con la proteina mutante. Nella retina trasdotta con i vettori di controllo ? stata identificata la localizzazione di RHO murino prevalentemente nel corpo cellulare del bastoncello nell? ONL, lungo l?IS e anche nell? OS. La trasduzione con vettori effettori ha preservato la localizzazione della rodopsina WT endogena principalmente a livello dell? OS. La colorazione per le GFP sia negli occhi di controllo che in quelli trattati ha identificato la porzione trasdotta della retina (Fig. 14). The localization of rhodopsin? was studied at P50 in the retina injected with effector vectors and control vectors (Fig. 4e). Total rhodopsin (RHO WT murine RHO P37S human) in the retina injected with control vectors? It was detected using the 4D2 antibody capable of binding to the aN-terminal region of the protein, which recognizes the WT and mutant rodospin. The localization? it has been observed predominantly in the outer nuclear layer (ONL) and, to a lesser extent, in the inner segment (IS) and in the outer segment (OS). In contrast, in the retina injected with effector vectors capable of reducing the expression of the dominant RHO hP347S gene, rhodopsin was more? evident in? IS and in? OS, suggesting the restoration of a correct localization in the? OS. In order to confirm these data, endogenous murine rhodopsin WT? was specifically stained using the 1D4 antibody capable of recognizing an epitope in the C-terminal region of rhodopsin, which includes the P347 residue, without binding to the mutant protein. In the retina transduced with the control vectors? The localization of murine RHO has been identified mainly in the cell body of the rod in? ONL, along the IS and also in the? OS. Transduction with effector vectors preserved the localization of endogenous rhodopsin WT mainly at the level of the OS. Staining for GFP in both control and treated eyes identified the transduced portion of the retina (Fig. 14).
Efficacia terapeutica del knockdown mediato da CRISPR/Cas della mutazione P347S nei topi. Therapeutic efficacy of CRISPR / Cas-mediated knockdown of the P347S mutation in mice.
Gli autori hanno poi indagato se il silenziamento allele-specifico del mutante P347S ha un'efficacia terapeutica in un modello murino di RP<4 >esprimente RHO P347S<14>. La funzione retinica dei topi transgenici P347S trattati con vettori AAV effettori e di controllo ? stata esaminata 1 mese dopo l'iniezione (P40) sia mediante elettroretinografia (ERG) che attraverso l?analisi del la risposta pupillare alla luce. L'analisi di ERG ha mostrato un significativo miglioramento delle ampiezze delle onde b a 20cd.s/m<2 >nelle retine trattate con SpCas9+gRNA1 o VQRHF1-SpCas9+gRNA5 rispetto ai loro controlli rispettivi (Fig. 5a). Il miglioramento dell'attivit? elettrica della retina ? stato evidenziato dalle risposte post-fococettoriali agli stimoli luminosi, che si traducono in una costrizione transitoria della pupilla. Tale variazione ? meno evidente e non statisticamente significativa negli occhi iniettati con AAV VQRHF1-SpCas9+gRNA5 rispetto al loro controllo. Al contrario, gli occhi iniettati con AAV SpCas9+gRNA1 hanno mostrato una costrizione pupillare graduale significativamente pi? alta rispetto agli occhi iniettati con il gRNA scramble(Fig. 5b). The authors then investigated whether allele-specific silencing of the P347S mutant has therapeutic efficacy in a mouse model of RP <4> expressing RHO P347S <14>. Retinal function of P347S transgenic mice treated with effector and control AAV vectors? was examined 1 month after injection (P40) both by electroretinography (ERG) and by analyzing the pupillary response to light. ERG analysis showed a significant improvement in b-wave amplitudes at 20cd.s / m <2> in retinas treated with SpCas9 + gRNA1 or VQRHF1-SpCas9 + gRNA5 compared to their respective controls (Fig. 5a). The improvement of the activity? of the retina? was evidenced by post-focus responses to light stimuli, which result in a transient constriction of the pupil. Such a variation? less evident and not statistically significant in the eyes injected with AAV VQRHF1-SpCas9 + gRNA5 compared to their control. In contrast, eyes injected with AAV SpCas9 + gRNA1 showed significantly more gradual pupillary constriction. high compared to eyes injected with gRNA scramble (Fig. 5b).
Questi risultati complessivamente indicano che un editing specifico con lo scopo di silenziare selettivamente una mutazione dominante nel gene RHO ? promettente per rallentare la degenerazione del fotorecettore osservata nelle RPs dominanti. These results together indicate that specific editing with the aim of selectively silencing a dominant mutation in the RHO gene? promising for slowing photoreceptor degeneration observed in dominant RPs.
DISCUSSIONE DISCUSSION
La retinite pigmentosa (RP) causa la morte progressiva dei fotorecettori e nel peggiore dei casi la cecit?. Il trattamento della RP ? una sfida molto ambiziosa in quanto la morte dei bastoncelli precede l'insorgenza dei sintomi. Pertanto, un intervento terapeutico precoce volto a bloccare o a ridurre la degenerazione dei bastoncelli potrebbe essere un approccio efficace per preservare la vista nei pazienti affetti da RP. Questo era l'obiettivo dei precedenti studi sui nutrienti nella RP, e i risultati sono stati valutati nel corso di diversi anni<34, 35, 36.>Retinitis pigmentosa (RP) causes progressive photoreceptor death and, in the worst case, blindness. Treatment of RP? a very ambitious challenge as rod death precedes the onset of symptoms. Therefore, early therapeutic intervention aimed at blocking or reducing rod degeneration could be an effective approach to preserving vision in patients with RP. This was the goal of previous nutrient studies in RP, and the results have been evaluated over several years <34, 35, 36.>
Pi? recentemente, sono stati studiati approcci di terapia genica volti a correggere le mutazioni identificate nei geni che causano la RP<4, 37, 38>. In questo studio, gli autori hanno diretto il proprio impegno nella proposta di un approccio di modificazione genica mediato dal sistema CRISPR/Cas9 diretto verso una mutazione comune eterozigote a carico del gene RHO che causa una forma di RP autosomica dominante (adRP) (RP4, OMIM 613731). Il database ClinVar Miner<39 >elenca 156 varianti nel gene RHO, di cui 50 di esse sono varianti patogene o probabili patogene associate alla RP4 (https://clinvarminer.genetics.utah.edu/variants-by-gene/RHO). In questo scenario, l'abbattimento di entrambi gli alleli seguito da un'integrazione genica rappresenta l'approccio pi? conveniente da perseguire. Infatti, la strategia ?ablate-and-replace? (rimozione e sostituzione) potrebbe essere utilizzata per il trattamento di tutte le mutazioni patogene del gene RHO, aggirando cos? l'eterogeneit? allelica della malattia. Tuttavia, questa strategia richiede una modificazione biallelica, un obiettivo difficile da raggiungere in vivo. Inoltre, il livello soglia della proteina rodopsina nella cellula rappresenta una questione cruciale. Per la rodopsina, c'? un sottile equilibrio tra insufficienza e tossicit?<40, 41 >che richiede una fine regolazione della sostituzione o dell'aumento della rodopsina WT. In effetti, l'approccio "soppressione e sostituzione" comporta il rischio di convertire una condizione dominante pi? mite in una grave RP recessiva, qualora la sostituzione non sia efficace come la soppressione. Al contrario, un silenziamento specifico e permanente dell'allele mutante da parte del sistema CRISPR/Cas9, come proposto in questo studio, impedirebbe gli effetti patogeni della mutazione dominante, preservando al contempo l'allele WT, il quale non richiederebbe nemmeno il problema etico della distruzione di un gene funzionale umano. Pi? recently, gene therapy approaches aimed at correcting the mutations identified in the genes that cause RP <4, 37, 38> have been investigated. In this study, the authors directed their efforts to propose a CRISPR / Cas9 system-mediated gene modification approach directed towards a heterozygous common mutation in the RHO gene that causes an autosomal dominant form of RP (adRP) (RP4, OMIM 613731). The ClinVar Miner <39> database lists 156 variants in the RHO gene, of which 50 of them are pathogenic or probable pathogenic variants associated with RP4 (https://clinvarminer.genetics.utah.edu/variants-by-gene/RHO). In this scenario, the killing of both alleles followed by gene integration represents the most effective approach. convenient to pursue. In fact, the? Ablate-and-replace? (removal and replacement) could be used for the treatment of all pathogenic mutations of the RHO gene, thus bypassing it? the heterogeneity? allelic of the disease. However, this strategy requires biallelic modification, which is difficult to achieve in vivo. Furthermore, the threshold level of the rhodopsin protein in the cell represents a crucial issue. For rhodopsin, c '? a subtle balance between insufficiency and toxicity <40, 41> which requires fine regulation of the substitution or increase of rhodopsin WT. Indeed, the "suppression and substitution" approach carries the risk of converting a dominant condition into a more subdued one. mild in severe recessive PR, when replacement is not as effective as suppression. Conversely, a specific and permanent silencing of the mutant allele by the CRISPR / Cas9 system, as proposed in this study, would prevent the pathogenic effects of the dominant mutation, while preserving the WT allele, which would not even require the ethical problem. the destruction of a human functional gene.
Diversi studi hanno dimostrato gli effetti benefici del sistema CRISPR/Cas9 nel trattamento di adRP in modelli preclinici1<2, 20, 21>. La maggior parte degli studi riportati sono stati progettati per correggere la mutazione P23H, la mutazione pi? frequente in Nord America, rappresentante l'8% dei casi adRP. Ad oggi una strategia di modificazione genica focalizzata sulla mutazione C-terminale nel gene RHO umano non ? stata ancora descritta e, in particolare, la correzione della P347S non ? mai stata affrontata. Several studies have demonstrated the beneficial effects of the CRISPR / Cas9 system in the treatment of adRP in preclinical models1 <2, 20, 21>. Most of the reported studies were designed to correct the P23H mutation, the pi? frequent in North America, accounting for 8% of adRP cases. To date, a gene modification strategy focused on the C-terminal mutation in the human RHO gene is not? has been described yet and, in particular, the correction of the P347S is not? never been addressed.
Qui, gli autori descrivono l?utilizzo del sistema CRISPR/Cas9 per silenziare la mutazione RHO P347S, una mutazione dominante prevalente nella popolazione europea in grado di causare una grave forma di adRP. SpCas9 e la sua variante ad alta fedelt? (VQRHF1), associata ai gRNA specifici per la mutazione, sono stati impiegati per silenziare la mutazione P347S in linee cellulari HeLa ingegnerizzate e in topi transgenici P347S. Gli esperimenti in vitro hanno dimostrato che entrambe le varianti SpCas9, WT SpCas9 e VQRHF1-SpCas9, hanno provocato un taglio efficiente e specifico per la mutazione, anche se la variante ad alta fedelt? ha evidenziato un profilo pi? sicuro con un effetto off-target in 1 solo sito a livello genomico senza modificare l?espressione del gene off-target. In particolare, l'analisi genomica degli indels ? stata fondamentale per prevedere il destino dei mutanti pi? frequenti al momento del taglio mediato dal sistema CRISPR/Cas9. Il taglio a doppio filamento di una mutazione dominante seguita dalla riparazione del DNA attraverso il meccanismo di NHEJ potrebbe, in linea di principio, generare nuovi mutanti della rodopsina portando ad un effetto negativo dominante sulla proteina WT. Una approfondita caratterizzazione in vitro dei mutanti pi? frequenti generati post-editing ha dimostrato una degradazione mediata dal proteasoma dei pi? comuni mutanti frame-shifted e, , i mutanti in-frame che presentano una coda citoplasmatica pi? lunga. Infatti, i mutanti RHO localizzati sulla membrana plasmatica potrebbero essere degradati dal meccanismo di endocitosi di controllo della qualit? delle proteine che si verifica in presenza di proteine della membrana plasmatica non native<42>. Questi risultati evidenziano inoltre la sicurezza del taglio nel dominio C-terminale della rodopsina, ampliando l'applicazione dell'editing mediato da CRISPR nella regione 3' terminale di geni mutati. Here, the authors describe the use of the CRISPR / Cas9 system to silence the RHO P347S mutation, a dominant mutation prevalent in the European population capable of causing severe adRP. SpCas9 and its high fidelity variant? (VQRHF1), associated with mutation-specific gRNAs, were employed to silence the P347S mutation in engineered HeLa cell lines and in P347S transgenic mice. In vitro experiments demonstrated that both SpCas9 variants, WT SpCas9 and VQRHF1-SpCas9, resulted in efficient and mutation-specific cleavage, albeit the high-fidelity variant? has highlighted a profile pi? safe with an off-target effect in only 1 site at the genomic level without modifying the expression of the off-target gene. In particular, the genomic analysis of indels? was fundamental to predict the fate of the mutants pi? frequent at the time of the cut mediated by the CRISPR / Cas9 system. Double-stranded cleavage of a dominant mutation followed by DNA repair via the NHEJ mechanism could, in principle, generate new rhodopsin mutants leading to a dominant negative effect on the WT protein. A thorough in vitro characterization of the pi? frequent generated post-editing demonstrated proteasome-mediated degradation of pi? common frame-shifted mutants and,, in-frame mutants exhibiting a larger cytoplasmic tail. long. Indeed, the RHO mutants located on the plasma membrane could be degraded by the quality control mechanism of endocytosis? protein occurring in the presence of non-native plasma membrane proteins <42>. These results also highlight the safety of cleavage in the C-terminal domain of rhodopsin, expanding the application of CRISPR-mediated editing in the 3 'terminal region of mutated genes.
In aggiunta alla sicurezza, l'editing specifico della mutazione eseguito in vitro ha dimostrato un robusto abbattimento dell'espressione P347S che ha migliorato significativamente la vitalit? delle cellule che esprimono stabilmente la rodopsina P347S, a supporto della tesi che la degradazione della proteina P347S RHO in vivo potrebbe migliorare il fenotipo RP. Per dimostrare tale ipotesi, gli autori hanno trasferito il sistema di editing mediato da CRISPR/Cas9 alla retina dei topi transgenici P347S utilizzando vettori AAV2/8. I vettori AAV2/8 trasportano in modo efficiente i geni ai fotorecettori nella retina<43, 44 >e il successo dell?utilizzo dei vettori CRISPR-AAV nelle malattie della retina sono gi? state dimostrate<45, 46, 47>. I topi transgenici P347S hanno ricevuto una singola iniezione di vettori AAV2/8 effettori o di controllo. Un mese dopo, durante la degenerazione dei bastoncelli, le analisi molecolari hanno rivelato una variabile ma efficace abbattimento permanente dell'espressione del gene umano RHO P347S in seguito alla modificazione genica specifica della mutazione mediata da entrambe le varianti SpCas9. Anche se la frequenza degli indels differisce significativamente da quella osservata in vitro, i tipi di indels somigliano al pattern osservato in vitro suggerendo un effetto comparabile sulla proteina P347S rodopsina in vivo. Evidenze significative di beneficio terapeutico sono state ottenute attraverso l?analisi della risposta alla luce pupillare (PLR) e con elettroretinografia (ERG). Il confronto dell?analisi di ERG tra gli occhi trattati e gli occhi di controllo a P40 ha dimostrato risposte significativamente migliorate negli occhi trattati rispetto ai controlli. In addition to safety, mutation-specific editing performed in vitro demonstrated robust knockdown of P347S expression that significantly improved viability. of cells stably expressing P347S rhodopsin, supporting the thesis that degradation of the P347S RHO protein in vivo could improve the RP phenotype. To demonstrate this hypothesis, the authors transferred the CRISPR / Cas9-mediated editing system to the retina of P347S transgenic mice using AAV2 / 8 vectors. AAV2 / 8 vectors efficiently transport genes to photoreceptors in the retina <43, 44> and the successful use of CRISPR-AAV vectors in retinal diseases is already in progress. been proven <45, 46, 47>. P347S transgenic mice received a single injection of AAV2 / 8 effector or control vectors. One month later, during rod degeneration, molecular analyzes revealed a variable but effective permanent suppression of human RHO P347S gene expression following mutation-specific gene modification mediated by both SpCas9 variants. Although the frequency of indels differs significantly from that observed in vitro, the types of indels resemble the pattern observed in vitro suggesting a comparable effect on the P347S rhodopsin protein in vivo. Significant evidence of therapeutic benefit was obtained through pupillary light response analysis (PLR) and electroretinography (ERG). Comparison of ERG analysis between treated eyes and control eyes at P40 demonstrated significantly improved responses in treated eyes compared to controls.
Gli effetti benefici osservati mediante analisi ERG sono stati osservati anche a P50 attraverso analisi istologiche sulla retina trattata e di controllo. La dislocazione e la ritenzione di rodopsina nell? ONL ? stata parzialmente salvata nella retina iniettata con vettori AAV2/8, mostrando una maggiore localizzazione della rodopsina murina WT nell? OS come conseguenza della riduzione dell'effetto dominante esercitato daRHO P347S umano. ? importante notare il fatto che, sebbene la struttura dello strato nucleare esterno non sia stata significativamente migliorata dal trattamento, ? stato registrato un significativo recupero funzionale mediante ERG e PLR dimostrando che la riduzione dell'espressione dell?allele P347S ? stata sufficiente a migliorare la funzione dei bastoncelli sopravvissuti, ma non ne evita significativamente la morte. The beneficial effects observed by ERG analyzes were also observed at P50 through histological analyzes on the treated and control retina. The dislocation and retention of rhodopsin in the? ONL? was partially saved in the retina injected with AAV2 / 8 vectors, showing a greater localization of murine rhodopsin WT in the? OS as a consequence of the reduction of the dominant effect exerted by human RHO P347S. ? It is important to note that although the structure of the outer nuclear layer has not been significantly improved by the treatment,? a significant functional recovery was recorded by ERG and PLR demonstrating that the reduction of the expression of the allele P347S? was sufficient to improve the function of the surviving rods, but did not significantly prevent their death.
Nel complesso, il presente studio fornisce la prova di concetto per l?utilizzo del sistema CRISPR/Cas9 per silenziare in modo specifico l?allele portante una delle mutazioni pi? comuni del gene RHO associata alla adRP. L?utilizzo dell? SpCas9 WT o della variante VQRHF1, le quali presentano un'efficienza simile in questo studio, potrebbe essere utile per il 62% delle varianti patogene e probabili patogene del gene RHO, elencate nel Clinvar Miner Database, che mostrano sequenze genomiche adatte all'inattivazione allelica specifica della mutazione (Tabella 1), senza la necessit? di una terapia di integrazione con il gene RHO. La traduzione di questo approccio di editing genomico trarrebbe beneficio dallo sviluppo di sistemi di delivery virale o non virale pi? efficienti e non tossici dal punto di vista clinico, che permettano il targeting e l'editing di un numero maggiore di fotorecettori. L'editing del genoma allele-specifico presenta quindi il potenziale per diventare l'intervento terapeutico di scelta per il preciso silenziamento delle mutazioni che causano la degenerazione retinica dominante. Overall, this study provides the proof of concept for using the CRISPR / Cas9 system to specifically silence the allele carrying one of the strongest mutations. of the RHO gene associated with adRP. The use of? SpCas9 WT or variant VQRHF1, which exhibit similar efficiency in this study, could be useful for 62% of the pathogenic and probable pathogenic variants of the RHO gene, listed in the Clinvar Miner Database, showing genomic sequences suitable for allelic inactivation specific of the mutation (Table 1), without the need? of an integration therapy with the RHO gene. Would the translation of this genomic editing approach benefit from the development of more viral or non-viral delivery systems? clinically efficient and non-toxic, allowing targeting and editing of a greater number of photoreceptors. Allele-specific genome editing therefore has the potential to become the therapeutic intervention of choice for the precise silencing of mutations that cause dominant retinal degeneration.
Tabelle Tables
Tabella 1. Elenco di 50 varianti di RHO patogene e probabili patogene associate alla Retinite Pigmentosa 4 dominante secondo il database Clinvar Miner (versione 2020-03-02). Table 1. List of 50 pathogenic and probable pathogenic RHO variants associated with dominant Retinitis Pigmentosa 4 according to the Clinvar Miner database (version 2020-03-02).
Le varianti sono riportate nella prima colonna secondo la nomenclatura autorizzata dalla Human The variants are shown in the first column according to the nomenclature authorized by Human
Genome Variation Society (HGVS). La seconda colonna indica se la variante ? patogenica o Genome Variation Society (HGVS). The second column indicates whether the variant? pathogenic or
probabilmente patogenica. La terza colonna riporta le SpCas9 (WT o VQR) che potrebbero essere probably pathogenic. The third column reports the SpCas9 (WT or VQR) that could be
utilizzate per ottenere una modifica specifica della mutazione secondo il requisito utilizzato in used to achieve a specific modification of the mutation according to the requirement used in
questo studio (PAM che include la mutazione e il mismatch nella sequenza seed del gRNA). La this study (PAM including mutation and mismatch in the gRNA seed sequence). There
dicitura "Non specifico" indica che ad oggi non ? disponibile alcun disegno. La colonna nxt "Not specific" indicates that to date not? any design available. The nxt column
rappresenta parte del cDNA RHO umano che ospita la mutazione (in grassetto) responsabile della represents part of the human RHO cDNA that hosts the mutation (in bold) responsible for
RP4. Le lettere maiuscole indicano gli esoni, gli introni sono in minuscolo. Le linee tratteggiate RP4. Capital letters indicate exons, introns are lowercase. The dotted lines
indicano le delezioni. La sequenza PAM putativa riconosciuta dalla variante WT o VQR ? indicate deletions. The putative PAM sequence recognized by the WT or VQR variant?
sottolineata. L'ultima colonna riporta il numero di riferimento delle varianti secondo la banca dati underlined. The last column shows the reference number of the variants according to the database
del polimorfismo a singolo nucleotide (dbSNP). of single nucleotide polymorphism (dbSNP).
Table 2 Primer utilizzato in questo studio Table 2 Primer used in this study
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102020000008014A IT202000008014A1 (en) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Guide RNA and their uses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102020000008014A IT202000008014A1 (en) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Guide RNA and their uses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
IT202000008014A1 true IT202000008014A1 (en) | 2021-10-15 |
Family
ID=71111733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT102020000008014A IT202000008014A1 (en) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Guide RNA and their uses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
IT (1) | IT202000008014A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015153791A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-08 | Editas Medicine, Inc. | Crispr/cas-related methods and compositions for treating herpes simplex virus type 2 (hsv-2) |
WO2018009562A1 (en) | 2016-07-05 | 2018-01-11 | The Johns Hopkins University | Crispr/cas9-based compositions and methods for treating retinal degenerations |
WO2019102381A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Casebia Therapeutics Llp | Materials and methods for treatment of autosomal dominant retinitis pigmentosa |
WO2019210268A2 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | The Broad Institute, Inc. | Sequencing-based proteomics |
WO2019217943A1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Beam Therapeutics Inc. | Methods of editing single nucleotide polymorphism using programmable base editor systems |
-
2020
- 2020-04-15 IT IT102020000008014A patent/IT202000008014A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015153791A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-08 | Editas Medicine, Inc. | Crispr/cas-related methods and compositions for treating herpes simplex virus type 2 (hsv-2) |
WO2018009562A1 (en) | 2016-07-05 | 2018-01-11 | The Johns Hopkins University | Crispr/cas9-based compositions and methods for treating retinal degenerations |
WO2019102381A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Casebia Therapeutics Llp | Materials and methods for treatment of autosomal dominant retinitis pigmentosa |
WO2019210268A2 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | The Broad Institute, Inc. | Sequencing-based proteomics |
WO2019217943A1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Beam Therapeutics Inc. | Methods of editing single nucleotide polymorphism using programmable base editor systems |
Non-Patent Citations (72)
Title |
---|
"Biochemistry And Molecular Biology -Hybridization With Nucleic Acid Probes", ELSEVIER, article "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assay" |
"NCBI", Database accession no. 19661 |
"UniProtKB", Database accession no. Q99ZW2 |
ALLOCCA M ET AL.: "Novel adeno-associated virus serotypes efficiently transduce murine photoreceptors", JOURNAL OF VIROLOGY, vol. 81, 2007, pages 11372 - 11380, XP002528463, DOI: 10.1128/JVI.01327-07 |
APAJA PMLUKACS GL: "Protein homeostasis at the plasma membrane", PHYSIOLOGY (BETHESDA, vol. 29, 2014, pages 265 - 277 |
ATHANASIOU D ET AL., PROG RETIN EYE RES., vol. 62, January 2018 (2018-01-01), pages 1 - 23 |
ATHANASIOU D ET AL.: "Rescue of mutant rhodopsin traffic by metformin-induced AMPK activation accelerates photoreceptor degeneration", HUMAN MOLECULAR GENETICS, vol. 26, 2017, pages 305 - 319 |
ATHANASIOU D ET AL.: "The molecular and cellular basis of rhodopsin retinitis pigmentosa reveals potential strategies for therapy", PROG RETIN EYE RES, vol. 62, 2018, pages 1 - 23 |
BENATI D ET AL.: "CRISPR/Cas9-Mediated In Situ Correction of LAMB3 Gene in Keratinocytes Derived from a Junctional Epidermolysis Bullosa Patient", MOLECULAR THERAPY : THE JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY OF GENE THERAPY, vol. 26, 2018, pages 2592 - 2603 |
BENATI DPATRIZI CRECCHIA A: "Gene editing prospects for treating inherited retinal diseases", JOURNAL OF MEDICAL GENETICS, 2019 |
BENNETT J ET AL.: "Safety and durability of effect of contralateral-eye administration of AAV2 gene therapy in patients with childhood-onset blindness caused by RPE65 mutations: a follow-on phase 1 trial", LANCET, vol. 388, 2016, pages 661 - 672, XP029682913, DOI: 10.1016/S0140-6736(16)30371-3 |
BERSON EL ET AL.: "A randomized trial of vitamin A and vitamin E supplementation for retinitis pigmentosa", ARCH OPHTHALMOL, vol. 111, 1993, pages 761 - 772 |
BERSON ELROSNER BSANDBERG MADRYJA TP: "Ocular findings in patients with autosomal dominant retinitis pigmentosa and a rhodopsin gene defect (Pro-23-His", ARCH OPHTHALMOL, vol. 109, 1991, pages 92 - 101 |
BERSON ELROSNER BWEIGEL-DIFRANCO CDRYJA TP: "Sandberg MA. Disease progression in patients with dominant retinitis pigmentosa and rhodopsin mutations", INVESTIGATIVE OPHTHALMOLOGY & VISUAL SCIENCE, vol. 43, 2002, pages 3027 - 3036 |
CEHAJIC-KAPETANOVIC J ET AL.: "Initial results from a first-in-human gene therapy trial on X-linked retinitis pigmentosa caused by mutations in RPGR", NATURE MEDICINE, vol. 26, 2020, pages 354 - 359, XP037060284, DOI: 10.1038/s41591-020-0763-1 |
CHEN JCDOUDNA JA, NATURE, 2017 |
CHEN Y ET AL.: "A novel small molecule chaperone of rod opsin and its potential therapy for retinal degeneration", NATURE COMMUNICATIONS, vol. 9, 2018, pages 1976, XP055537253, DOI: 10.1038/s41467-018-04261-1 |
CHUN-HONG XIA ET AL: "Essential function of NHE8 in mouse retina demonstrated by AAV-mediated CRISPR/Cas9 knockdown", EXPERIMENTAL EYE RESEARCH., vol. 176, 26 June 2018 (2018-06-26), LONDON., pages 29 - 39, XP055755355, ISSN: 0014-4835, DOI: 10.1016/j.exer.2018.06.026 * |
CIA-HIN LAU ET AL: "In vivo genome editing in animals using AAV-CRISPR system: applications to translational research of human disease", F1000RESEARCH, vol. 6, 20 December 2017 (2017-12-20), pages 2153, XP055573337, DOI: 10.12688/f1000research.11243.1 * |
CIDECIYAN AV ET AL.: "Effect of an intravitreal antisense oligonucleotide on vision in Leber congenital amaurosis due to a photoreceptor cilium defect", NATURE MEDICINE, vol. 25, 2019, pages 225 - 228, XP036693183, DOI: 10.1038/s41591-018-0295-0 |
CIDECIYAN AV ET AL.: "Mutation-independent rhodopsin gene therapy by knockdown and replacement with a single AAV vector", PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, vol. 115, 2018, pages E8547 - E8556, XP055648909, DOI: 10.1073/pnas.1805055115 |
CONCEPCION FMENDEZ ACHEN J: "The carboxyl-terminal domain is essential for rhodopsin transport in rod photoreceptors", VISION RESEARCH, vol. 42, 2002, pages 417 - 426 |
CRADICK TJQIU PLEE CMFINE EJBAO G: "COSMID: A Web-based Tool for Identifying and Validating CRISPR/Cas Off-target Sites", MOLECULAR THERAPY NUCLEIC ACIDS, vol. 3, 2014, pages e214, XP055186449, DOI: 10.1038/mtna.2014.64 |
D L GREENWALD ET AL: "Mutation-independent rescue of a novel mouse model of Retinitis Pigmentosa", GENE THERAPY, vol. 20, no. 4, 19 July 2012 (2012-07-19), pages 425 - 434, XP055197805, ISSN: 0969-7128, DOI: 10.1038/gt.2012.53 * |
DANIELA BENATI ET AL: "Specific knock-down of C-terminal dominant mutation in Rhodopsin gene by CRISPR/Cas9 system", HUMAN GENE THERAPY, vol. 29, no. 12, 1 December 2018 (2018-12-01), pages A105, XP055755231 * |
DERETIC DSCHMERL SHARGRAVE PAARENDT AMCDOWELL JH: "Regulation of sorting and post-Golgi trafficking of rhodopsin by its C-terminal sequence QVS(A)PA", PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, vol. 95, 1998, pages 10620 - 10625 |
DIAKATOU MMANES GBOCQUET BMEUNIER IKALATZIS V: "Genome Editing as a Treatment for the Most Prevalent Causative Genes of Autosomal Dominant Retinitis Pigmentosa", INT JMOL SCI, vol. 20, 2019 |
DIAS MF ET AL.: "Molecular genetics and emerging therapies for retinitis pigmentosa: Basic research and clinical perspectives", PROG RETIN EYE RES, vol. 63, 2018, pages 107 - 131 |
DORIA MFERRARA AAURICCHIO A: "AAV2/8 vectors purified from culture medium with a simple and rapid protocol transduce murine liver, muscle, and retina efficiently", HUMAN GENE THERAPY METHODS, vol. 24, 2013, pages 392 - 398 |
DRITTANTI LRIVET CMANCEAU PDANOS OVEGA M: "High throughput production, screening and analysis of adeno-associated viral vectors", GENE THERAPY, vol. 7, 2000, pages 924 - 929, XP002242834, DOI: 10.1038/sj.gt.3301191 |
DRYJA TP ET AL.: "A point mutation of the rhodopsin gene in one form of retinitis pigmentosa", NATURE, vol. 343, 1990, pages 364 - 366 |
DUNN KCAOTAKI-KEEN AEPUTKEY FRHJELMELAND LM: "ARPE-19, a human retinal pigment epithelial cell line with differentiated properties", EXP EYE RES, vol. 62, 1996, pages 155 - 169, XP002181837 |
FERNANDEZ-SAN JOSE P ET AL.: "Prevalence of Rhodopsin mutations in autosomal dominant Retinitis Pigmentosa in Spain: clinical and analytical review in 200 families", ACTA OPHTHALMOL, vol. 93, 2015, pages e38 - 44 |
GARAFALO AV ET AL.: "Progress in treating inherited retinal diseases: Early subretinal gene therapy clinical trials and candidates for future initiatives", PROG RETIN EYE RES, 2019, pages 100827 |
GIANNELLI SG ET AL.: "Cas9/sgRNA selective targeting of the P23H Rhodopsin mutant allele for treating retinitis pigmentosa by intravitreal AAV9.PHP.B-based delivery", HUMAN MOLECULAR GENETICS, vol. 27, 2018, pages 761 - 779, XP055700284, DOI: 10.1093/hmg/ddx438 |
GORBATYUK MJUSTILIEN VLIU JHAUSWIRTH WWLEWIN AS: "Preservation of photoreceptor morphology and function in P23H rats using an allele independent ribozyme", EXP EYE RES, vol. 84, 2007, pages 44 - 52, XP005727365, DOI: 10.1016/j.exer.2006.08.014 |
GREENWALD DLCASHMAN SMKUMAR-SINGH R: "Mutation-independent rescue of a novel mouse model of Retinitis Pigmentosa", GENE THERAPY, vol. 20, 2013, pages 425 - 434, XP055197805, DOI: 10.1038/gt.2012.53 |
HAMEL C: "Retinitis pigmentosa", ORPHANET J RARE DIS, vol. 1, 2006, pages 40, XP021026250, DOI: 10.1186/1750-1172-1-40 |
HENDEL A ET AL., NAT BIOTECH, 2015 |
HENRIE A ET AL.: "ClinVar Miner: Demonstrating utility of a Web-based tool for viewing and filtering ClinVar data", HUMAN MUTATION, vol. 39, 2018, pages 1051 - 1060 |
HOFFMAN DRLOCKE KGWHEATON DHFISH GESPENCER RBIRCH DG: "A randomized, placebo-controlled clinical trial of docosahexaenoic acid supplementation for X-linked retinitis pigmentosa", AM J OPHTHALMOL, vol. 137, 2004, pages 704 - 718, XP004731596, DOI: 10.1016/S0002-9394(03)01408-9 |
KIM E ET AL.: "In vivo genome editing with a small Cas9 orthologue derived from Campylobacter jejuni", NATURE COMMUNICATIONS, vol. 8, 2017, pages 14500 |
KLEINSTIVER BP ET AL.: "Broadening the targeting range of Staphylococcus aureus CRISPR-Cas9 by modifying PAM recognition", NATURE BIOTECHNOLOGY, vol. 33, 2015, pages 1293 - 1298, XP055309933, DOI: 10.1038/nbt.3404 |
KLEINSTIVER BP ET AL.: "High-fidelity CRISPR-Cas9 nucleases with no detectable genome-wide off-target effects", NATURE, vol. 529, 2016, pages 490 - 495, XP055650074, DOI: 10.1038/nature16526 |
KOJI M. NISHIGUCHI ET AL: "Single AAV-mediated mutation replacement genome editing in limited number of photoreceptors restores vision in mice", NATURE COMMUNICATIONS, vol. 11, no. 1, 24 January 2020 (2020-01-24), pages 482, XP055755357, DOI: 10.1038/s41467-019-14181-3 * |
LATELLA MC ET AL.: "In vivo Editing of the Human Mutant Rhodopsin Gene by Electroporation of Plasmid-based CRISPR/Cas9 in the Mouse Retina", MOLECULAR THERAPY NUCLEIC ACIDS, vol. 5, 2016, pages e389, XP055557441, DOI: 10.1038/mtna.2016.92 |
LAVAIL MM ET AL.: "Phenotypic characterization of P23H and S334ter rhodopsin transgenic rat models of inherited retinal degeneration", EXP EYE RES, vol. 167, 2018, pages 56 - 90 |
LEWIN ASROSSMILLER BMAO H: "Gene augmentation for adRP mutations in RHO", COLD SPRING HARB PERSPECT MED, vol. 4, 2014, pages a017400 |
LI P ET AL.: "Allele-Specific CRISPR-Cas9 Genome Editing of the Single-Base P23H Mutation for Rhodopsin-Associated Dominant Retinitis Pigmentosa", CRISPR J, vol. 1, 2018, pages 55 - 64 |
LI TSNYDER WKOLSSON JEDRYJA TP: "Transgenic mice carrying the dominant rhodopsin mutation P347S: evidence for defective vectorial transport of rhodopsin to the outer segments", PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, vol. 93, 1996, pages 14176 - 14181 |
LIANG FQANAND VMAGUIRE AMBENNETT J: "Intraocular delivery of recombinant virus", METHODS MOL MED, vol. 47, 2001, pages 125 - 139, XP001134937 |
MAEDER ML ET AL.: "Development of a gene-editing approach to restore vision loss in Leber congenital amaurosis type 10", NATURE MEDICINE, vol. 25, 2019, pages 229 - 233, XP036693196, DOI: 10.1038/s41591-018-0327-9 |
MARRAFFINI LA: "CRISPR-Cas immunity in prokaryotes", NATURE, vol. 526, 2015, pages 55 - 61 |
MILLINGTON-WARD S ET AL.: "Suppression and replacement gene therapy for autosomal dominant disease in a murine model of dominant retinitis pigmentosa", MOLECULAR THERAPY : THE JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY OF GENE THERAPY, vol. 19, 2011, pages 642 - 649, XP055068878, DOI: 10.1038/mt.2010.293 |
MUSSOLINO C ET AL.: "Zinc-finger-based transcriptional repression of rhodopsin in a model of dominant retinitis pigmentosa", EMBO MOLECULAR MEDICINE, vol. 3, 2011, pages 118 - 128, XP002735474, DOI: 10.1002/emmm.201000119 |
NATURE, vol. 523, no. 7561, 23 July 2015 (2015-07-23), pages 481 - 485 |
NATURE, vol. 556, no. 7699, 5 April 2018 (2018-04-05), pages 57 - 63 |
NISHIGUCHI KMFUJITA KMIYA FKATAYAMA SNAKAZAWA T: "Single AAV-mediated mutation replacement genome editing in limited number of photoreceptors restores vision in mice", NATURE COMMUNICATIONS, vol. 11, 2020, pages 482 |
OHGANE KDODO KHASHIMOTO Y: "Retinobenzaldehydes as proper-trafficking inducers of folding-defective P23H rhodopsin mutant responsible for retinitis pigmentosa", BIOORGMED CHEM, vol. 18, 2010, pages 7022 - 7028, XP027286058 |
OLSSON JE ET AL.: "Transgenic mice with a rhodopsin mutation (Pro23His): a mouse model of autosomal dominant retinitis pigmentosa", NEURON, vol. 9, 1992, pages 815 - 830, XP027463336, DOI: 10.1016/0896-6273(92)90236-7 |
PARMEGGIANI F: "Clinics, epidemiology and genetics of retinitis pigmentosa", CURR GENOMICS, vol. 12, 2011, pages 236 - 237 |
PINELLO L ET AL.: "Analyzing CRISPR genome-editing experiments with CRISPResso", NATURE BIOTECHNOLOGY, vol. 34, 2016, pages 695 - 697 |
PRICE BA ET AL.: "Rhodopsin gene expression determines rod outer segment size and rod cell resistance to a dominant-negative neurodegeneration mutant", PLOS ONE, vol. 7, 2012, pages e49889 |
SACCHETTI MMANTELLI FMERLO DLAMBIASE A: "Systematic Review of Randomized Clinical Trials on Safety and Efficacy of Pharmacological and Nonpharmacological Treatments for Retinitis Pigmentosa", J OPHTHALMOL, 2015, pages 737053 |
SCIENCE, vol. 351, no. 6268, 1 January 2016 (2016-01-01), pages 84 - 88 |
SOPHIA MILLINGTON-WARD ET AL: "Suppression and Replacement Gene Therapy for Autosomal Dominant Disease in a Murine Model of Dominant Retinitis Pigmentosa", MOLECULAR THERAPY, vol. 19, no. 4, 11 January 2011 (2011-01-11), pages 642 - 649, XP055068878, ISSN: 1525-0016, DOI: 10.1038/mt.2010.293 * |
TORNABENE P ET AL.: "Intein-mediated protein trans-splicing expands adeno-associated virus transfer capacity in the retina", SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE, 2019, pages 11 |
TSAI YT ET AL.: "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-Based Genome Surgery for the Treatment of Autosomal Dominant Retinitis Pigmentosa", OPHTHALMOLOGY, vol. 125, 2018, pages 1421 - 1430, XP085448365, DOI: 10.1016/j.ophtha.2018.04.001 |
VERBAKEL SK ET AL.: "Non-syndromic retinitis pigmentosa", PROGRETIN EYE RES, vol. 66, 2018, pages 157 - 186, XP085477528, DOI: 10.1016/j.preteyeres.2018.03.005 |
WANG L ET AL.: "A mutation-independent CRISPR-Cas9-mediated gene targeting approach to treat a murine model of ornithine transcarbamylase deficiency", SCI ADV, vol. 6, 2020, pages eaax5701 |
YU W ET AL.: "Nrl knockdown by AAV-delivered CRISPR/Cas9 prevents retinal degeneration in mice", NATURE COMMUNICATIONS, vol. 8, 2017, pages 14716, XP055479667, DOI: 10.1038/ncomms14716 |
ZHANG Y ET AL.: "Enhanced CRISPR-Cas9 correction of Duchenne muscular dystrophy in mice by a self-complementary AAV delivery system", SCI ADV, vol. 6, 2020, pages eaay6812 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3662066B1 (en) | Cellular models of and therapies for ocular diseases | |
US11427824B2 (en) | Compositions and methods for the treatment of myotonic dystrophy | |
JP7211940B2 (en) | Compositions and methods for the treatment of myotonic dystrophy | |
US20180110877A1 (en) | DUAL AAV VECTOR SYSTEM FOR CRISPR/Cas9 MEDIATED CORRECTION OF HUMAN DISEASE | |
Deng et al. | Stability and safety of an AAV vector for treating RPGR-ORF15 X-linked retinitis pigmentosa | |
US11931375B2 (en) | Treatment of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) | |
Patrizi et al. | Allele-specific editing ameliorates dominant retinitis pigmentosa in a transgenic mouse model | |
US20220168450A1 (en) | Treatment of amyotrophic lateral sclerosis and disorders associated with the spinal cord | |
US20210254103A1 (en) | Treatment of amyotrophic lateral sclerosis and disorders associated with the spinal cord | |
JP2022505139A (en) | Genome editing methods and constructs | |
US20210130794A1 (en) | Adeno-associated virus compositions for restoring pah gene function and methods of use thereof | |
WO2020210724A1 (en) | Htra1 modulation for treatment of amd | |
BR112021010793A2 (en) | METHODS OF DETECTION, PREVENTION, REVERSAL AND TREATMENT OF NEUROLOGICAL DISEASES | |
US11806408B2 (en) | Methods and compositions for treating cone-rod retinal dystrophy | |
JP2023541443A (en) | Recombinant adeno-associated virus (rAAV) encoding GJB2 and its use. | |
Von Jonquieres et al. | Emerging concepts in vector development for glial gene therapy: Implications for leukodystrophies | |
IT202000008014A1 (en) | Guide RNA and their uses | |
US20230167438A1 (en) | Compositions and uses thereof for treatment of angelman syndrome | |
Liu et al. | Allele-specific gene-editing approach for vision loss restoration in RHO-associated retinitis pigmentosa | |
LLADO SANTAEULARIA | THERAPEUTIC GENOME EDITING IN RETINA AND LIVER | |
US20230220361A1 (en) | Crispr-cas9 mediated disruption of alcam gene inhibits adhesion and trans-endothelial migration of myeloid cells | |
US20230340038A1 (en) | Recombinant adeno associated virus (raav) encoding gjb2 and uses thereof | |
Surace et al. | Clarissa Patrizi, Manel Llado, 2 Daniela Benati, Carolina Iodice, 2 Elena Marrocco, 2 Rosellina Guarascio, 3 | |
Gopalappa et al. | In vivo adenine base editing rescues adrenoleukodystrophy in a humanized mouse model | |
Cao | Application of Gene Editing to Promote Axon Regeneration in Retinal Ganglion Cells after Optic Nerve Injury |