[レビュー] 細胞外小胞 (EVs) を加工して遺伝子編集用CRISPR RNPを送達する : crisp

[出典] REVIEW "Engineering extracellular vesicles to deliver CRISPR ribonucleoprotein for gene editing" Whitley JA, Cai H. J Extracell Vesicles. 2023-09-18. https://doi.org/10.1002/jev2.12343 [著者所属] U Georgia (USA)；本文 17頁

　EVsは、免疫原性が低く、大容量であることから、治療用の分子をデリバリーする担体として期待されている。CRISPR RNPも、EVsの生合成を通じてEVsにカプセル化する手法が実現されたことで、小胞に物理的、化学的、生物学的な操作を加える必要がなくなっている。ジョージア大学の研究チームは今回、CRISPR RNPをEVsにカプセル化する戦略として、それぞれ特徴のある16種類同定し、概観した。カプセル化プロセスを促進する分子メカニズムに従って、遺伝子融合に基づくウイルス様粒子へのCas9 RNPのカプセル化戦略が6種類、タンパク質テザリングに基づくEVへのカプセル化戦略が7種類、sgRNA結合カプセル化に基づくカプセル化戦略が3種類である。

　また、EVの生合成の際に、EVの膜表面に、送達する目標を標的する分子を組み込むことで、トロピズムが付与され、特定の細胞タイプへの送達効率を向上させる戦略も取り上げた。この分子としては、ウイルスエンベロープタンパク質、リガンドペプチドを含む組換えタンパク質、単鎖可変領域フラグメント (scFv) 抗体、インテグリンなどが挙げられる。

　しかし、こうした戦略を臨床試験へと展開するにはまだ限界がある。中でも、Cas9 RNPをカプセル化するためのウイルスタンパク質の組み込みは、宿主の免疫反応による生体適合性の問題を引き起こしている。今後の研究では、ウイルスタンパク質を含まないEVの遺伝子工学的設計、EVの送達特異性の向上、EVに基づく相同性指向性修復の促進を図る必要がある。

　とはいえ、CRISPR RNPのカプセル化技術とトロピズム技術の統合は、遺伝子治療や疾患治療におけるCRISPR RNPのEVsベースの送達にとるべき戦略である。

[図表一覧]

FIGURE 1. Encapsulation of Cas9 RNP into EVs. (a) Encapsulation of Cas9 RNP by physical/chemical approaches.
FIGURE 2. Features of VLPs encapsulating Cas9 RNP generated by genetic fusion.
FIGURE 3. Genetic features of EVs encapsulating Cas9 RNP generated by protein tethering.
FIGURE 4. Genetic features of EVs/VLPs encapsulating Cas9 RNP by active participation of sgRNA.
FIGURE 5. Strategies to acquire tropism for EVs-based delivery.
TABLE 1. Advantages and disadvantages of Cas9 plasmid DNA (pDNA), mRNA, and Cas9/sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex for gene editing.
TABLE 2. Strategies to encapsulate CRISPR/Cas9 RNP into EVs for delivery.
TABLE 3. Advantages and disadvantages of CRISPR/Cas9 RNP encapsulation strategies.
TABLE 4. Strategies to acquire tropism by incorporating viral envelope proteins.
TABLE 5. Strategies to acquire tropism by incorporating recombinant proteins.
TABLE 6. Strategies to acquire tropism by incorporating scFv antibodies or integrins.

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