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JP2023521524A - Modified cells and methods for the treatment of hemoglobinopathies - Google Patents

Modified cells and methods for the treatment of hemoglobinopathies Download PDF

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JP2023521524A
JP2023521524A JP2022534449A JP2022534449A JP2023521524A JP 2023521524 A JP2023521524 A JP 2023521524A JP 2022534449 A JP2022534449 A JP 2022534449A JP 2022534449 A JP2022534449 A JP 2022534449A JP 2023521524 A JP2023521524 A JP 2023521524A
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JP
Japan
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cells
population
modified
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hbg1
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Application number
JP2022534449A
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Japanese (ja)
Inventor
ゴリ、ジェニファー・レア
オウペパン・ドゥ・ラモット-ドリュージー、エドゥアール
ヒース、ジャック
ズリス、ジョン・アンソニー
チャン、カイシン
Original Assignee
エディタス・メディシン、インコーポレイテッド
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Publication date
Application filed by エディタス・メディシン、インコーポレイテッド filed Critical エディタス・メディシン、インコーポレイテッド
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Abstract

HBG1及びHBG2遺伝子座の一部、BCL11A遺伝子の赤血球特異的エンハンサーの一部又はそれらの組み合わせを細胞内で改変し、且つ胎児型ヘモグロビンの発現を増加させるためのゲノム編集システム、ガイドRNA及びCRISPR媒介方法が提供される。Genome editing system, guide RNA and CRISPR-mediated modification for intracellular modification of a portion of the HBG1 and HBG2 loci, a portion of the erythrocyte-specific enhancer of the BCL11A gene, or a combination thereof, and increased expression of fetal hemoglobin. A method is provided.

Description

優先権主張
本出願は、どちらも図面を含めてそれらの全体が参照により本明細書に援用される、2019年12月8日に出願された米国仮特許出願第62/945,190号明細書及び2020年11月18日に出願された米国仮特許出願第63/115,518号明細書の優先権を主張する。
PRIORITY CLAIM This application is based on U.S. Provisional Patent Application No. 62/945,190, filed Dec. 8, 2019, both of which are hereby incorporated by reference in their entireties, including drawings. and claims priority from U.S. Provisional Patent Application No. 63/115,518, filed November 18, 2020.

配列表
本出願は、EFS-Webを通じてASCII形式で提出された配列表を含み、その内容全体が参照により援用される。2020年12月8日に作成されたASCIIコピーは、SequenceListing.txtという名称であり、サイズが699KBである。
SEQUENCE LISTING This application contains a Sequence Listing which has been submitted in ASCII format via EFS-Web, the entire contents of which are incorporated by reference. The ASCII copy created on Dec. 8, 2020 is SequenceListing. txt and has a size of 699 KB.

本開示は、標的核酸配列を改変するか又は標的核酸配列の発現を調節するためのゲノム編集システム及び方法並びにヘモグロビンサブユニットをコード化する遺伝子の改変及び/又は異常ヘモグロビン症の治療に関連したそれらの用途に関する。 The present disclosure provides genome editing systems and methods for modifying a target nucleic acid sequence or modulating expression of a target nucleic acid sequence and those related to modification of genes encoding hemoglobin subunits and/or treatment of hemoglobinopathies. Regarding the use of

ヘモグロビン(Hb)は、赤血球(RBC)中の酸素を肺から組織に運ぶ。出生前の発達中から出生直後にかけて、ヘモグロビンは、2つのアルファ(α)-グロビン鎖と2つのガンマ(γ)-グロビン鎖とから構成される四量体タンパク質である胎児型ヘモグロビン(HbF)の形態で存在する。グロビンスイッチングとして知られているプロセスを通じて、HbFは、HbFのγ-グロビン鎖がベータ(β)-グロビン鎖で置換されている四量体タンパク質である成人ヘモグロビン(HbA)によって大部分が置換される。平均的な成人は、総ヘモグロビンから1%未満のHbFを作る(Thein 2009)。α-ヘモグロビン遺伝子は、16番染色体上に存在する一方、β-ヘモグロビン遺伝子(HBB)、Aγ-グロビン鎖(HBG1、γグロビンAとしても知られる)及びGγ-グロビン鎖(HBG2、γグロビンGとしても知られる)は、グロビン遺伝子クラスター(グロビン遺伝子座とも称される)内の11番染色体上に位置する。 Hemoglobin (Hb) carries oxygen in red blood cells (RBCs) from the lungs to the tissues. During prenatal development and shortly after birth, hemoglobin is transformed into fetal hemoglobin (HbF), a tetrameric protein composed of two alpha (α)-globin chains and two gamma (γ)-globin chains. Exists in form. Through a process known as globin switching, HbF is largely replaced by adult hemoglobin (HbA), a tetrameric protein in which the γ-globin chains of HbF are replaced by beta (β)-globin chains. . The average adult makes less than 1% HbF from total hemoglobin (Thein 2009). The α-hemoglobin gene resides on chromosome 16, while the β-hemoglobin gene (HBB), the Aγ-globin chain (HBG1, also known as γ-globin A) and the Gγ-globin chain (HBG2, also known as γ-globin G) ) is located on chromosome 11 within the globin gene cluster (also called the globin locus).

HBBの変異は、鎌状赤血球症(SCD)及びβ-サラセミア(β-Thal)をはじめとするヘモグロビン障害(すなわち異常ヘモグロビン症)を引き起こし得る。米国内では、およそ93,000人が異常ヘモグロビン症と診断されている。世界的には、毎年30万人の子供が異常ヘモグロビン症を有して産まれている(Angastiniotis 1998)。これらの病状は、HBB変異と関連しているため、これらの症状は、典型的には、グロビンがHbFからHbAに切り替わるまで顕在化しない。 Mutations in HBB can lead to hemoglobinopathies (ie, hemoglobinopathies), including sickle cell disease (SCD) and β-thalassemia (β-Thal). Approximately 93,000 people in the United States have been diagnosed with hemoglobinopathies. Worldwide, 300,000 children are born with hemoglobinopathies each year (Angastiniotis 1998). Since these pathologies are associated with HBB mutations, these symptoms typically do not become apparent until globin switches from HbF to HbA.

SCDは、米国で最も一般的な遺伝性血液疾患であり、約8万人が罹患している(Brousseau 2010)。SCDは、アフリカ系の祖先を有する人々で最も一般的であり、SCDの有病率は、500人に1人である。アフリカでは、SCDの有病率は、1500万人である(Aliyu 2008)。SCDは、インド系、サウジアラビア系、地中海系の人々でもより一般的である。ヒスパニック系米国人では、鎌状赤血球症の有病率は、1,000人に1人である(Lewis 2014)。 SCD is the most common inherited blood disorder in the United States, affecting approximately 80,000 people (Brousseau 2010). SCD is most common in people of African ancestry, with a prevalence of SCD of 1 in 500 people. In Africa, the prevalence of SCD is 15 million (Aliyu 2008). SCD is also more common in people of Indian, Saudi and Mediterranean descent. Among Hispanic Americans, the prevalence of sickle cell disease is 1 in 1,000 (Lewis 2014).

SCDは、HBB遺伝子のc.17A>T(HbS変異)の1つのホモ接合性変異によって引き起こされる。鎌状変異は、HBB上の点変異(GAG>GTG)であり、それは、エクソン1のアミノ酸6位におけるグルタミン酸のバリンによる置換をもたらす。β-ヘモグロビン鎖の6位のバリンは、疎水性であり、酸素結合していないとき、β-グロビンタンパク質の立体配座に変化をもたらす。この立体配座の変化は、酸素不在下でHbSタンパク質の重合を引き起こし、RBCの変形(すなわち鎌状化)をもたらす。SCDは、常染色体劣性遺伝するため、2つのHbS対立遺伝子を有する患者のみがこの疾患を有する。ヘテロ接合対象は、鎌状赤血球形質を有しており、重度の脱水又は酸素欠乏状態に置かれると、貧血及び/又は痛みを伴う発症に苦しむこともある。 SCD is the c. Caused by one homozygous mutation of 17A>T (HbS mutation). A sickle mutation is a point mutation (GAG>GTG) on HBB that results in a substitution of valine for glutamic acid at amino acid position 6 of exon 1. The valine at position 6 of the β-hemoglobin chain is hydrophobic and causes a conformational change in the β-globin protein when not oxygen bound. This conformational change causes polymerization of the HbS protein in the absence of oxygen, resulting in RBC deformation (ie, sickling). SCD is inherited autosomal recessively, so only patients with two HbS alleles have the disease. Heterozygous subjects have sickle cell trait and may suffer from anemia and/or painful episodes if left severely dehydrated or oxygen deprived.

鎌状RBCは、貧血、鎌状赤血球の危機、血管閉塞の発症、再生不良性発症及び急性胸部症候群をはじめとする複数の症状を引き起こす。鎌状RBCは、野生型赤血球よりも弾性が低いため、毛細血管床を容易に通過できず、閉塞及び虚血(すなわち血管閉塞)を引き起こす。血管閉塞症は、鎌状赤血球が臓器の毛細血管床の血流を妨げると起こり、疼痛、虚血及び壊死をもたらす。これらのエピソードは、典型的には、5~7日間続く。脾臓は、機能不全RBCを除去する役割を果たし、したがって典型的には幼児期に拡大し、頻繁に血管閉塞の発症を被る。小児期の終わりまでに、SCD患者の脾臓は、多くの場合に梗塞を起こし、脾粉砕につながる。溶血は、SCDの恒常的な特徴であり、貧血をもたらす。鎌状細胞は、循環中で10~20日間生存する一方、健常赤血球は、90~120日間生存する。SCD対象は、必要に応じて輸血され、適切なヘモグロビン濃度が維持される。頻繁な輸血は、対象をHIV、B型肝炎及びC型肝炎感染のリスクにさらす。対象は、急性胸部発作並びに四肢、末端臓器及び中枢神経系の梗塞の問題を抱えることもある。 Sickle RBCs cause multiple symptoms including anemia, sickle cell crisis, episodes of vascular occlusion, aplastic episodes and acute chest syndrome. Sickle-shaped RBCs are less elastic than wild-type erythrocytes and cannot easily pass through capillary beds, causing obstruction and ischemia (ie, vascular occlusion). Vascular occlusion occurs when sickle cells block blood flow in the capillary beds of an organ, resulting in pain, ischemia and necrosis. These episodes typically last 5-7 days. The spleen plays a role in removing dysfunctional RBCs and is therefore typically enlarged in early childhood and frequently suffers episodes of vascular occlusion. By the end of childhood, the spleen of SCD patients is often infarcted, leading to splenic crush. Hemolysis is a constant feature of SCD and leads to anemia. Sickle cells survive 10-20 days in circulation, while healthy red blood cells survive 90-120 days. SCD subjects are transfused as needed to maintain adequate hemoglobin levels. Frequent blood transfusions put subjects at risk for HIV, hepatitis B and hepatitis C infection. Subjects may also suffer from acute chest attacks and infarcts of the extremities, end organs and central nervous system.

SCDを有する対象は、平均寿命が低下する。SCDを有する患者の予後は、発症及び貧血の生涯にわたる慎重な管理によって着実に改善している。2001年現在、鎌状赤血球症を有する対象の平均余命は、50代半ば~後半である。現在のSCDの治療法は、発症中の水分補給及び疼痛管理並びに必要に応じて貧血を矯正するための輸血を伴う。 Subjects with SCD have a reduced life expectancy. The prognosis of patients with SCD is steadily improving with careful lifelong management of onset and anemia. As of 2001, life expectancy for subjects with sickle cell disease is in the mid to late fifties. Current treatment of SCD involves hydration and pain control during episodes and blood transfusions to correct anemia as needed.

サラセミア(例えば、β-Thal、δ-Thal及びβ/δ-Thal)は、慢性貧血を引き起こす。β-Thalは、世界中でおよそ10万人に1人が罹患すると推定される。その有病率は、欧州系をはじめとする特定の集団で高く、その有病率は、およそ1万人に1人である。β-Thalメジャーは、より重篤な病型であり、生涯にわたる輸血及びキレート療法で治療しない限り、生命を脅かす。米国では、β-Thalメジャーの対象者は、約3,000人である。β-Thal中間型は、輸血を必要としないが、それは、成長遅延及び著しい全身性異常を引き起こすことがあり、生涯にわたるキレート療法を必要とすることが多い。HbAは、成人RBCのヘモグロビンの大部分を占めているが、成人ヘモグロビンの約3%は、2つのγ-グロビン鎖が2つのδ(Δ)-グロビン鎖で置き換えられているHbA変異型であるHbA2の形態である。δ-Thalは、HBD発現の喪失を引き起こすΔヘモグロビン遺伝子(HBD)の変異に関連している。HBD変異の共遺伝は、HbA2のレベルを正常範囲に低下させることにより、β-Thal(すなわちβ/δ-Thal)の診断を遮蔽し得る(Bouva 2006)。β/δ-Thalは、通常、両方の対立遺伝子中のHBB及びHBD配列の欠失によって引き起こされる。ホモ接合型(δo/δo βo/βo)患者では、HBGが発現されて、HbFのみの産生がもたらされる。 Thalassemias (eg β-Thal, δ-Thal and β/δ-Thal) cause chronic anemia. β-Thal is estimated to affect approximately 1 in 100,000 people worldwide. Its prevalence is high in certain populations, including Europeans, with a prevalence of approximately 1 in 10,000. β-Thal major is the more severe form and is life threatening unless treated with lifelong blood transfusions and chelation therapy. In the United States, there are about 3,000 subjects with β-Thal major. β-Thal intermediate does not require transfusions, but it can cause growth retardation and profound systemic abnormalities, often requiring lifelong chelation therapy. HbA accounts for the majority of hemoglobin in adult RBCs, but about 3% of adult hemoglobin is a HbA variant in which two γ-globin chains are replaced by two δ(Δ)-globin chains. It is the form of HbA2. Delta-Thal is associated with mutations in the delta hemoglobin gene (HBD) that cause loss of HBD expression. Co-inheritance of HBD mutations may mask the diagnosis of β-Thal (ie β/δ-Thal) by reducing the level of HbA2 to the normal range (Bouva 2006). β/δ-Thal is usually caused by deletion of HBB and HBD sequences in both alleles. In homozygous (δo/δo βo/βo) patients, HBG is expressed leading to the production of HbF only.

SCDと同様に、β-Thalは、HBB遺伝子の変異によって引き起こされる。β-Thalをもたらす最も一般的なHBB変異は、c.-136C>G、c.92+1G>A、c.92+6T>C、c.93-21G>A、c.118C>T、c.316-106C>G、c.25_26delAA、c.27_28insG、c.92+5G>C、c.118C>T、c.135delC、c.315+1G>A、c.-78A>G、c.52A>T、c.59A>G、c.92+5G>C、c.124_127delTTCT、c.316-197C>T、c.-78A>G、c.52A>T、c.124_127delTTCT、c.316-197C>T、c.-138C>T、c.-79A>G、c.92+5G>C、c.75T>A、c.316-2A>G及びc.316-2A>Cである。これら及びβ-Thalに関連する他の変異は、β-グロビン鎖の変異又は欠失を引き起こし、これは、正常なHbα-ヘモグロビンとβ-ヘモグロビンとの比率に混乱を引き起こす。過剰なα-グロビン鎖は、骨髄の赤血球前駆体中で沈殿する。 Like SCD, β-Thal is caused by mutations in the HBB gene. The most common HBB mutations resulting in β-Thal are c. -136C>G, c. 92+1G>A, c. 92+6T>C, c. 93-21G>A, c. 118C>T, c. 316-106C>G, c. 25_26delAA, c. 27_28insG, c. 92+5G>C, c. 118C>T, c. 135 del C, c. 315+1G>A, c. -78A>G, c. 52A>T, c. 59A>G, c. 92+5G>C, c. 124_127delTTCT, c. 316-197C>T, c. -78A>G, c. 52A>T, c. 124_127delTTCT, c. 316-197C>T, c. −138C>T, c. -79A>G, c. 92+5G>C, c. 75T>A, c. 316-2A>G and c. 316-2A>C. These and other mutations associated with β-Thal cause mutations or deletions in the β-globin chain, which cause perturbations in the ratio of normal Hb α-hemoglobin to β-hemoglobin. Excess α-globin chains are deposited in erythroid progenitors in the bone marrow.

β-Thalメジャーにおいて、HBBの両方の対立遺伝子は、β-グロビン産生の完全な欠如(β/βと表記される)をもたらすナンセンス、フレームシフト又はスプライシング変異を含む。β-Thalメジャーは、β-グロビン鎖の重篤な減少をもたらし、RBCのα-グロビン鎖の著しい沈殿及び高重症度貧血につながる。 In β-Thal major, both alleles of HBB contain a nonsense, frameshift or splicing mutation that results in a complete lack of β-globin production (denoted as β 00 ). β-Thal major results in severe depletion of β-globin chains, leading to marked precipitation of α-globin chains in RBCs and high-severity anemia.

β-Thal中間型は、HBBの5’又は3’非翻訳領域の変異、HBBのプロモーター領域若しくはポリアデニル化シグナルの変異又はHBB遺伝子内のスプライシング変異から生じる。患者の遺伝子型は、βo/β+又はβ+/β+と表記される。βoは、β-グロビン鎖の発現の不在を表し;β+は、機能不全であるが、存在するβ-グロビン鎖を表す。表現型発現は、患者間で変動する。β-Thal中間型には、β-グロビンのいくらかの産生があるため、赤血球前駆体中のより少ないα-グロビン鎖沈殿及びβ-Thalメジャーよりも低重症度の貧血をもたらす。しかし、慢性貧血に続発する赤血球系統の増殖には、より重大な帰結がある。 β-Thal intermediates arise from mutations in the 5' or 3' untranslated region of HBB, mutations in the promoter region or polyadenylation signal of HBB, or splicing mutations within the HBB gene. A patient's genotype is designated as βo/β+ or β+/β+. βo represents the absence of expression of β-globin chains; β+ represents dysfunctional but present β-globin chains. Phenotypic expression varies between patients. β-Thal intermediate has some production of β-globin, resulting in less α-globin chain precipitation in erythroid precursors and less severe anemia than β-Thal major. However, proliferation of the erythroid lineage secondary to chronic anemia has more serious consequences.

β-Thalメジャーを有する対象は、6か月齢~2歳で発症して、成長障害、発熱、肝脾腫及び下痢に苦しむ。適切な治療としては、定期的な輸血が挙げられる。β-Thalメジャーの治療としては、脾臓摘出及びヒドロキシ尿素による治療も挙げられる。患者が定期的に輸血を受けている場合、20歳代の初めまで正常に発育する。その時点において、患者は、鉄の過負荷の合併症を予防するためのキレート療法を(継続的な輸血に加えて)必要とする。鉄の過負荷は、成長の遅延又は性成熟の遅延として顕在化し得る。成人期では、不十分なキレート療法は、心筋症、心不整脈、肝線維症及び/又は肝硬変、糖尿病、甲状腺及び副甲状腺の異常、血栓症及び骨粗鬆症をもたらすこともある。頻繁な輸血は、対象をHIV、B型肝炎及びC型肝炎感染のリスクにもさらす。 Subjects with β-Thal major develop between 6 months and 2 years of age and suffer from failure to thrive, fever, hepatosplenomegaly and diarrhea. Appropriate treatment includes regular blood transfusions. Treatment for β-Thal major also includes splenectomy and treatment with hydroxyurea. If patients receive regular blood transfusions, they develop normally into their early twenties. At that point, patients require chelation therapy (in addition to ongoing blood transfusions) to prevent complications of iron overload. Iron overload can be manifested as retarded growth or delayed sexual maturity. In adulthood, inadequate chelation therapy can lead to cardiomyopathy, cardiac arrhythmias, liver fibrosis and/or cirrhosis, diabetes, thyroid and parathyroid abnormalities, thrombosis and osteoporosis. Frequent blood transfusions also put subjects at risk for HIV, hepatitis B and hepatitis C infection.

β-Thal中間型の対象は、一般的に2歳~6歳に存在する。対象は、一般に、輸血を必要としない。しかし、慢性貧血を代償するための赤血球系統の慢性肥大化に起因する骨の異常が発生する。対象は、骨粗鬆症に起因する長骨の骨折を有することもある。髄外赤血球形成が一般的であり、脾臓、肝臓及びリンパ節の腫脹をもたらす。これは、脊髄圧迫及び神経学的問題を引き起こすこともある。対象は、下肢潰瘍に罹患して、脳卒中、肺塞栓症及び深部静脈血栓症をはじめとする血栓性事象のリスクも高くなる。β-Thal中間型の治療法としては、脾臓摘出、葉酸補給、ヒドロキシ尿素治療、髄外腫瘤に対する放射線治療が挙げられる。キレート療法は、鉄の過負荷を発症した対象で使用される。 Subjects with β-Thal intermediate form are generally present between the ages of 2-6 years. Subjects generally do not require blood transfusions. However, bone abnormalities occur due to chronic hypertrophy of the erythroid lineage to compensate for chronic anemia. The subject may also have a long bone fracture due to osteoporosis. Extramedullary erythropoiesis is common, resulting in swelling of the spleen, liver and lymph nodes. This can lead to spinal cord compression and neurological problems. Subjects also suffer from leg ulcers and are at increased risk of thrombotic events including stroke, pulmonary embolism and deep vein thrombosis. Treatments for β-Thal intermediate include splenectomy, folic acid supplementation, hydroxyurea therapy, and radiation therapy for extramedullary masses. Chelation therapy is used in subjects who develop iron overload.

β-Thal患者では、余命が低下することが多い。輸血療法を受けていないβ-Thalメジャーを有する対象は、一般に、20歳代又は30歳代に死亡する。定期的な輸血及び適切なキレート療法を受けているβ-Thalメジャーを有する対象は、50歳代を超えて生存し得る。鉄毒性に続発する心不全は、β-Thalメジャー対象の鉄毒性に起因する主な死因である。 β-Thal patients often have a reduced life expectancy. Subjects with β-Thal major who do not receive transfusion therapy generally die in their twenties or thirties. Subjects with β-Thal major who receive regular blood transfusions and appropriate chelation therapy can live well into their 50s. Heart failure secondary to iron toxicity is the leading cause of death due to iron toxicity in β-Thal major subjects.

現在、SCD及びβ-Thalに対する様々な新規治療法が開発されている。現在、遺伝子治療を介した抗鎌状化HBB遺伝子の送達が臨床試験で調査されている。しかし、このアプローチの長期的な有効性及び安全性は、不明である。HLA適合させた同種異系幹細胞ドナーからの造血幹細胞(HSC)の移植は、SCD及びβ-Thalを治癒させることが実証されているが、この処理は、対象を移植に備えるために必要であるアブレーション療法に関連するものをはじめとするリスクを伴い、生命を脅かす日和見感染症のリスク及び移植後の移植片対宿主病のリスクを増加させる。さらに、適合する同種異系ドナーが同定され得ないことが多い。したがって、これら及び他の異常ヘモグロビン症を管理するための改善された方法に対する必要性がある。 Currently, various new treatments for SCD and β-Thal are being developed. Delivery of the anti-sickling HBB gene via gene therapy is currently being investigated in clinical trials. However, the long-term efficacy and safety of this approach are unknown. Transplantation of hematopoietic stem cells (HSC) from HLA-matched allogeneic stem cell donors has been demonstrated to cure SCD and β-Thal, but this procedure is necessary to prepare the subject for transplantation. It carries risks, including those associated with ablation therapy, and increases the risk of life-threatening opportunistic infections and post-transplant graft-versus-host disease. Moreover, often a matching allogeneic donor cannot be identified. Accordingly, there is a need for improved methods for managing these and other hemoglobinopathies.

特定の実施形態において本明細書に提供されるのは、HBG遺伝子プロモーターに1つ又は複数のインデルを有する、複数の改変CD34+又は造血幹細胞を含む改変細胞の第1の集団である。これらの実施形態のうちのあるものでは、複数の改変細胞は、CCAATボックス標的領域にインデルを含む。 Provided herein in certain embodiments is a first population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells having one or more indels in the HBG gene promoter. In some of these embodiments, the plurality of modified cells contains an indel in the CCAAT box target region.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、複数の改変細胞中の細胞の1つ又は複数は、HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方にHBG1/2c.-104~-121の欠失を含む。これらの実施形態のうちのあるものでは、HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、5.5%以上、6%以上、6.5%以上、7%以上、7.5%以上、8%以上、8.5%以上、9%以上、9.5%以上、10%以上、10.5%以上、11%以上、11.5%以上、12%以上、12.5%以上、13%以上、13.5%以上、14%以上、14.5%以上、又は15%以上、又は15.5%以上を構成する。これらの実施形態のうちのあるものでは、HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの25%未満を構成する。 In certain embodiments of the first population of engineered cells provided herein, one or more of the cells in the plurality of engineered cells comprise HBG1/2c. Contains deletions from -104 to -121. In some of these embodiments, HBG1/2c. -104 to -121 deletion is ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3%, ≥3.5% of indels in multiple modified cells as a whole , 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, 5.5% or more, 6% or more, 6.5% or more, 7% or more, 7.5% or more, 8% or more, 8.5% or more , 9% or more, 9.5% or more, 10% or more, 10.5% or more, 11% or more, 11.5% or more, 12% or more, 12.5% or more, 13% or more, 13.5% or more , 14% or more, 14.5% or more, or 15% or more, or 15.5% or more. In some of these embodiments, HBG1/2c. Deletions from -104 to -121 collectively constitute less than 25% of the indels in multiple modified cells.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上が、少なくとも4塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% of the indels in the plurality of modified cells as a whole Greater than or equal to 85%, 90% or more, or 95% or more are deletions of at least 4 base pairs.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの25%以上、30%以上、35%以上、40%以上、45%以上、50%以上、55%以上、60%以上、又は65%以上が、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)修復以外の修復機構によって導入された、少なくとも4塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 25% or more, 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% of the indels in the plurality of modified cells as a whole Greater than or equal to 50% or more, 55% or more, 60% or more, or 65% or more are deletions of at least 4 base pairs introduced by a repair mechanism other than microhomology-mediated end joining (MMEJ) repair.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの25%以上、30%以上、35%以上、40%以上、45%以上、50%以上、55%以上、60%以上、又は65%以上が、例えば、標準的NHEJ修復などの非相同末端結合(NHEJ)修復によって導入された少なくとも4塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 25% or more, 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% of the indels in the plurality of modified cells as a whole Greater than or equal to 50%, 55% or more, 60% or more, or 65% or more are deletions of at least 4 base pairs introduced by non-homologous end joining (NHEJ) repair, eg, standard NHEJ repair.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、又は92%以上が、1~25塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% of the indels in the plurality of modified cells as a whole Greater than or equal to 75%, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 92% or more are deletions of 1-25 base pairs.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、又は85%以上が、3~25塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% of the indels in the plurality of modified cells as a whole Greater than 75%, 80% or more, or 85% or more are deletions of 3-25 base pairs.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、又は80%以上が、4~25塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% of the indels in the plurality of modified cells as a whole Greater than, 75% or more, or 80% or more are deletions of 4-25 base pairs.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中のインデルの50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、又は72%以上が、5~25塩基対の欠失である。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% of the indels in the plurality of modified cells as a whole more, or more than 72%, are deletions of 5-25 base pairs.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、改変細胞は、第1のgRNA標的化ドメインとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のgRNAを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達し、インデルを生成することによって製造される。これらの実施形態のうちのあるものでは、第1のRNP複合体は、電気穿孔によって未改変細胞の第1の集団に送達される。特定の実施形態では、未改変細胞の第1の集団は、鎌状赤血球症を有する対象からのものである。特定の実施形態では、第1のgRNAは、5’末端及び3’末端を含み、5’末端にDNA伸長を有し、3’末端に2’-O-メチル-3’-ホスホロチオエート修飾を有する。これらの実施形態のうちのあるものでは、5’末端のDNA伸長は、配列番号1235~1250のいずれかに記載される配列を含む。特定の実施形態では、第1のgRNA標的化ドメインは、配列番号1254に記載される配列を含む。特定の実施形態では、第1のgRNAは、配列番号1051に記載される配列を含む。特定の実施形態では、改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼは、配列番号1097に記載される配列を含む。特定の実施形態では、改変細胞の第1の集団は、未改変細胞の第1の集団よりも高い胎児型ヘモグロビン(HbF)レベルを有する。 In certain embodiments of the first population of engineered cells provided herein, the engineered cells comprise a first gRNA comprising a first gRNA targeting domain and a Cpf1 RNA-directed nuclease or a modified Cpf1 RNA-directed nuclease. to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells to generate indels. In some of these embodiments, the first RNP complex is delivered to the first population of unmodified cells by electroporation. In certain embodiments, the first population of unmodified cells is from a subject with sickle cell disease. In certain embodiments, the first gRNA comprises a 5' end and a 3' end and has a DNA extension at the 5' end and a 2'-O-methyl-3'-phosphorothioate modification at the 3' end. . In some of these embodiments, the 5' terminal DNA extension comprises a sequence set forth in any of SEQ ID NOS: 1235-1250. In certain embodiments, the first gRNA targeting domain comprises the sequence set forth in SEQ ID NO:1254. In certain embodiments, the first gRNA comprises the sequence set forth in SEQ ID NO:1051. In certain embodiments, the modified Cpf1 RNA-inducing nuclease comprises the sequence set forth in SEQ ID NO:1097. In certain embodiments, the first population of modified cells has a higher fetal hemoglobin (HbF) level than the first population of unmodified cells.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、複数の改変細胞中の細胞の1つ又は複数は、(a)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-104~-121の欠失;(b)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-110~-115の欠失;(c)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-112~-115の欠失;(d)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-113~-115の欠失;(e)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-111~-115の欠失;(f)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-111~-117の欠失;(g)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-102~-114の欠失;(h)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-114~-118の欠失;(i)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-112~-116の欠失;又は(j)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-113~-117の欠失を含む。 In certain embodiments of the first population of engineered cells provided herein, one or more of the cells in the plurality of engineered cells has (a) HBG1/HBG1 at the HBG1 promoter, the HBG2 promoter, or both. 2c. -104 to -121 deletion; (b) HBG1/2 c. -110 to -115 deletion; (c) HBG1/2 c. -112 to -115; (d) HBG1/2 c. -113 to -115 deletion; (e) HBG1/2 c. -111 to -115 deletion; (f) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -111 to -117 deletion; (g) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -102 to -114 deletion; (h) HBG1/2c in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -114 to -118 deletion; (i) HBG1/2c in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -112 to -116; or (j) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. Contains deletions from -113 to -117.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞は、(a)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-104~-121の欠失;及び(b)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-110~-115の欠失を含む。特定の実施形態では、HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、5.5%以上、6%以上、6.5%以上、7%以上、7.5%以上、8%以上、8.5%以上、9%以上、9.5%以上、10%以上、10.5%以上、11%以上、11.5%以上、12%以上、12.5%以上、13%以上、13.5%以上、14%以上、14.5%以上、又は15%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの1%~15.5%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。 In certain embodiments of the first population of engineered cells provided herein, the plurality of engineered cells as a whole comprises (a) HBG1/2c. -104 to -121; and (b) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. Contains deletions from -110 to -115. In certain embodiments, HBG1/2c. -104 to -121 deletion is ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3%, ≥3.5% of indels in multiple modified cells as a whole , 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, 5.5% or more, 6% or more, 6.5% or more, 7% or more, 7.5% or more, 8% or more, 8.5% or more , 9% or more, 9.5% or more, 10% or more, 10.5% or more, 11% or more, 11.5% or more, 12% or more, 12.5% or more, 13% or more, 13.5% or more , 14% or more, 14.5% or more, or 15% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. -104 to -121 deletions collectively constitute 1% to 15.5% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -110 to -115 deletion is ≥0.5%, ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3% of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. The −110 to −115 deletions collectively constitute 0.5% to 6% of the indels in multiple modified cells.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞は、(a)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-104~-121の欠失;(b)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-110~-115の欠失;(c)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-112~-115の欠失;(d)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-113~-115の欠失;(e)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-111~-115の欠失;(f)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-111~-117の欠失;(g)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-102~-114の欠失;(h)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-114~-118の欠失;(i)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-112~-116の欠失;及び(j)HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はその双方におけるHBG1/2c.-113~-117の欠失を含む。特定の実施形態では、HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、5.5%以上、6%以上、6.5%以上、7%以上、7.5%以上、8%以上、8.5%以上、9%以上、9.5%以上、10%以上、10.5%以上、11%以上、11.5%以上、12%以上、12.5%以上、13%以上、13.5%以上、14%以上、14.5%以上、又は15%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの1%~15.5%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-112~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-112~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-113~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-113~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-111~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-111~-115の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-111~-117の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-111~-117の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-102~-114の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-102~-114の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-114~-118の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-114~-118の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-112~-116の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-112~-116の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-113~-117の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%以上、1%以上、1.5%以上、2%以上、2.5%以上、3%以上、3.5%以上、4%以上、4.5%以上、5%以上、又は5.5%以上を構成する。特定の実施形態では、HBG1/2c.-113~-117の欠失は、全体としての複数の改変細胞中のインデルの0.5%~6%を構成する。 In certain embodiments of the first population of engineered cells provided herein, the plurality of engineered cells as a whole comprises (a) HBG1/2c. -104 to -121 deletion; (b) HBG1/2 c. -110 to -115 deletion; (c) HBG1/2 c. -112 to -115; (d) HBG1/2 c. -113 to -115 deletion; (e) HBG1/2 c. -111 to -115 deletion; (f) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -111 to -117 deletion; (g) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -102 to -114 deletion; (h) HBG1/2c in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -114 to -118 deletion; (i) HBG1/2c in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. -112 to -116; and (j) HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or both. Contains deletions from -113 to -117. In certain embodiments, HBG1/2c. -104 to -121 deletion is ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3%, ≥3.5% of indels in multiple modified cells as a whole , 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, 5.5% or more, 6% or more, 6.5% or more, 7% or more, 7.5% or more, 8% or more, 8.5% or more , 9% or more, 9.5% or more, 10% or more, 10.5% or more, 11% or more, 11.5% or more, 12% or more, 12.5% or more, 13% or more, 13.5% or more , 14% or more, 14.5% or more, or 15% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. -104 to -121 deletions collectively constitute 1% to 15.5% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -110 to -115 deletion is ≥0.5%, ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3% of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. The −110 to −115 deletions collectively constitute 0.5% to 6% of the indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -112 to -115 deletion is ≥0.5%, ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3% of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. Deletions of −112 to −115 collectively constitute 0.5% to 6% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -113 to -115 deletion is 0.5% or more, 1% or more, 1.5% or more, 2% or more, 2.5% or more, 3% or more of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. The −113 to −115 deletion collectively constitutes 0.5% to 6% of the indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -111 to -115 deletion is ≥0.5%, ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3% of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. Deletions of −111 to −115 collectively constitute 0.5% to 6% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -111 to -117 deletion is 0.5% or more, 1% or more, 1.5% or more, 2% or more, 2.5% or more, 3% or more of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. Deletions of −111 to −117 collectively constitute 0.5% to 6% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -102 to -114 deletion is ≥0.5%, ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3% of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. Deletions of −102 to −114 collectively constitute 0.5% to 6% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -114 to -118 deletion is 0.5% or more, 1% or more, 1.5% or more, 2% or more, 2.5% or more, 3% or more of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. The −114 to −118 deletion collectively constitutes 0.5% to 6% of the indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -112 to -116 deletion is ≥0.5%, ≥1%, ≥1.5%, ≥2%, ≥2.5%, ≥3% of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. Deletions of −112 to −116 collectively constitute 0.5% to 6% of indels in multiple modified cells. In certain embodiments, HBG1/2c. -113 to -117 deletion is 0.5% or more, 1% or more, 1.5% or more, 2% or more, 2.5% or more, 3% or more of indels in multiple modified cells as a whole , 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, or 5.5% or more. In certain embodiments, HBG1/2c. Deletions of −113 to −117 collectively constitute 0.5% to 6% of indels in multiple modified cells.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞は、表25の14個のサンプル全てに存在する108個の欠失を含む。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, the plurality of modified cells as a whole comprises 108 deletions present in all 14 samples of Table 25.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞は、表25で0.1%以上の「インデル中の平均%」を有するとして特定されるインデルを含む。これらの実施形態のうちのあるものでは、全体としての複数の改変細胞は、表25の全てのインデルを含む。 In certain embodiments of the first population of modified cells provided herein, the plurality of modified cells as a whole is identified in Table 25 as having an "average % in indels" of 0.1% or greater. including indels that are In some of these embodiments, the plurality of modified cells as a whole comprises all of the indels of Table 25.

本明細書で提供される改変細胞の第1の集団の特定の実施形態では、全体として複数の改変細胞は、複数の改変されたCD34+又は造血幹細胞を含み、複数の改変されたCD34+又は造血幹細胞を含み、HBG遺伝子プロモーターに1つ又は複数のインデルを有する、改変細胞の第2の集団よりも少なくとも10%多い少なくとも4塩基対の欠失を含み、ここで、改変細胞の第2の集団のインデルは、配列番号339を含むgRNA標的ドメインを有する第2のgRNAとCas9 RNAガイドヌクレアーゼとを含む第2のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第2の集団に送達することによって生成される。これらの実施形態のうちのあるものでは、第2のRNP複合体は、電気穿孔によって未改変細胞の第2の集団に送達される。特定の実施形態では、未改変細胞の第2の集団は、鎌状赤血球症を有する対象からのものである。特定の実施形態では、改変細胞の第1の集団は、改変細胞の第2の集団よりも高いHbFレベルを有する。これらの実施形態のうちのあるものでは、第2の集団中の複数の改変細胞は、CCAATボックス標的領域内にインデルを含む。 In certain embodiments of the first population of engineered cells provided herein, the plurality of engineered cells collectively comprises a plurality of engineered CD34+ or hematopoietic stem cells, and a plurality of engineered CD34+ or hematopoietic stem cells and at least 4 base pair deletions at least 10% more than the second population of modified cells with one or more indels in the HBG gene promoter, wherein The indels induced a second RNP complex comprising a second gRNA with a gRNA targeting domain comprising SEQ ID NO: 339 and a Cas9 RNA-guided nuclease into multiple unmodified CD34+ or unmodified cells, including hematopoietic stem cells. Produced by delivering to a population. In some of these embodiments, the second RNP complex is delivered to the second population of unmodified cells by electroporation. In certain embodiments, the second population of unmodified cells is from a subject with sickle cell disease. In certain embodiments, the first population of modified cells has a higher HbF level than the second population of modified cells. In some of these embodiments, the plurality of modified cells in the second population contain indels within the CCAAT box target region.

特定の実施形態において本明細書に提供されるのは、HBG遺伝子プロモーターに1又は複数のインデルを有する、複数の改変CD34+又は造血幹細胞を含む改変細胞の第1の集団において、HbFの発現を誘導する方法であり、方法は、第1のgRNA標的化ドメインとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のgRNAを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達し、インデルを生成することを含む。特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中の得られたインデルの60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上は、少なくとも4塩基対の欠失である。特定の実施形態では、改変細胞の第1の集団は、未改変細胞の第1の集団と比較して、増加したHbFレベルを示す。特定の実施形態では、第1のRNP複合体は、電気穿孔によって未改変細胞の第1の集団に送達される。 Provided herein in certain embodiments is the induction of HbF expression in a first population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells having one or more indels in the HBG gene promoter. wherein a first RNP complex comprising a first gRNA comprising a first gRNA targeting domain and a Cpf1 RNA-guided nuclease or a modified Cpf1 RNA-guided nuclease is administered to a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic delivering to a first population of unmodified cells comprising stem cells to generate indels. In certain embodiments, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% of the resulting indels in the plurality of modified cells as a whole % or more are deletions of at least 4 base pairs. In certain embodiments, the first population of modified cells exhibits increased HbF levels compared to the first population of unmodified cells. In certain embodiments, the first RNP complex is delivered to the first population of unmodified cells by electroporation.

特定の実施形態において本明細書に提供されるのは、HBG遺伝子プロモーターに1つ又は複数のインデルを有する、複数の改変CD34+細胞を含む改変細胞の第1の集団から培養された赤血球(RBC)の第1の集団において、鎌状化を低減する方法であり、方法は、第1のgRNA標的化ドメインとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のgRNAを含む第1のRNP複合体を、複数の未変更CD34+細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達してインデルを生成し、次に改変細胞の第1の集団からのRBCの第1の集団を培養することを含む。特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞中の得られたインデルの60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上は、少なくとも4塩基対の欠失である。特定の実施形態では、RBCの第1の集団は、未改変細胞の第1の集団から培養されたRBCの第2の集団と比較して、脱酸素時に有意に減少した鎌状化を示す。特定の実施形態では、RBCの第1の集団は、例えば、相対酸素圧によって測定されるように、RBCの第2の集団よりも有意に低い酸素分圧で鎌状化する。特定の実施形態では、RBCの第1の集団は、RBCの第2の集団よりも脱酸素時に有意に高い最小伸長指数を有する。特定の実施形態では、RBCの第1の集団は、RBCの第2の集団よりも脱酸素時に有意に高い速度を有する。特定の実施形態では、RBCの第1の集団は、RBCの第2の集団よりも高いHbFレベルを有する。 In certain embodiments, provided herein are red blood cells (RBCs) cultured from a first population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ cells having one or more indels in the HBG gene promoter comprising a first gRNA comprising a first gRNA targeting domain and a Cpf1 RNA-guided nuclease or a modified Cpf1 RNA-guided nuclease. Delivering RNP complexes to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ cells to generate indels, then culturing a first population of RBCs from the first population of modified cells Including. In certain embodiments, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% of the resulting indels in the plurality of modified cells as a whole % or more are deletions of at least 4 base pairs. In certain embodiments, the first population of RBCs exhibits significantly reduced sickling upon deoxygenation compared to a second population of RBCs cultured from the first population of unmodified cells. In certain embodiments, the first population of RBCs sickles at a significantly lower partial pressure of oxygen than the second population of RBCs, eg, as measured by relative oxygen tension. In certain embodiments, the first population of RBCs has a significantly higher minimal elongation index upon deoxygenation than the second population of RBCs. In certain embodiments, the first population of RBCs has a significantly higher velocity upon deoxygenation than the second population of RBCs. In certain embodiments, the first population of RBCs has a higher HbF level than the second population of RBCs.

特定の実施形態において本明細書に提供されるのは、第1の標的化ドメインとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のgRNAを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達し、複数の改変されたCD34+又は造血幹細胞を含み、HBG遺伝子プロモーターに1つ又は複数のインデルを含む、改変細胞の第1の集団を生成し、次に、得られた改変細胞の第1の集団を対象に投与して、鎌状赤血球症の1つ又は複数の症状を緩和することを含む、それを必要とする対象における鎌状赤血球症の1つ又は複数の症状を緩和する方法である。特定の実施形態では、得られた複数の改変CD34+細胞又は造血幹細胞全体において、得られたインデルの60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上が、少なくとも4塩基対の欠失である。特定の実施形態では、方法は、投与後、約1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、10週間、12週間、16週間、20週間、1か月間、2か月間、3か月間、4か月間、5か月間、6か月間、8か月間、12か月間、1年間、2年間、3年間、4年間、5年間、5年間を超えて、改変細胞の第1の集団から培養された複数の改変赤血球子孫細胞を含む改変赤血球子孫細胞の集団を検出することをさらに含む。特定の実施形態では、培養細胞は、骨髄(BM)移植CD34+造血幹細胞又はそれに由来する血液細胞、例えば、骨髄前駆細胞又は分化型骨髄細胞、例えば、赤血球、肥満細胞、筋芽細胞;又はリンパ系前駆細胞又は分化型リンパ球細胞、例えば、Tリンパ球又はBリンパ球又はNK細胞を含んでもよい。特定の実施形態では、方法は、例えば、投与後少なくとも1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、10週間、12週間、16週間、20週間、1か月間、2か月間、3か月間、4か月間、5か月間、6か月間、8か月間、12か月間、1年間、2年間、3年間、4年間、5年間、5年間を超えて、骨髄における複数のHSCクローンの長期生着をもたらす。特定の実施形態では、方法は、健常対象と比較して、総ヘモグロビンの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも99%の長期の発現をもたらす。特定の実施形態では、方法は、例えば、分化の偏りなしで、例えば、赤血球系統の分化の偏りなしで、全ての造血細胞系統の再構成をもたらす。 Provided herein in certain embodiments are a plurality of first RNP complexes comprising a first gRNA comprising a first targeting domain and a Cpf1 RNA-guided nuclease or modified Cpf1 RNA-guided nuclease. to a first population of unmodified cells comprising unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells, a second population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells, and containing one or more indels in the HBG gene promoter; generating one population and then administering the resulting first population of modified cells to a subject to alleviate one or more symptoms of sickle cell disease A method of alleviating one or more symptoms of sickle cell disease in a subject. In certain embodiments, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more of the obtained indels in the plurality of modified CD34+ cells or hematopoietic stem cells obtained. % or more, or 95% or more are deletions of at least 4 base pairs. In certain embodiments, the method is about 1 week, 2 weeks, 3 weeks, 4 weeks, 5 weeks, 6 weeks, 7 weeks, 8 weeks, 10 weeks, 12 weeks, 16 weeks, 20 weeks, 1 week after administration. 1 month, 2 months, 3 months, 4 months, 5 months, 6 months, 8 months, 12 months, 1 year, 2 years, 3 years, 4 years, 5 years, more than 5 years and detecting a population of modified red blood cell progeny cells comprising a plurality of modified red blood cell progeny cells cultured from the first population of modified cells. In certain embodiments, the cultured cells are bone marrow (BM)-engrafted CD34+ hematopoietic stem cells or blood cells derived therefrom, e.g., myeloid progenitor cells or differentiated myeloid cells, e.g., erythrocytes, mast cells, myoblasts; It may also include progenitor cells or differentiated lymphocytic cells such as T lymphocytes or B lymphocytes or NK cells. In certain embodiments, the method comprises, for example, at least 1 week, 2 weeks, 3 weeks, 4 weeks, 5 weeks, 6 weeks, 7 weeks, 8 weeks, 10 weeks, 12 weeks, 16 weeks, 20 weeks after administration, 1 month, 2 months, 3 months, 4 months, 5 months, 6 months, 8 months, 12 months, 1 year, 2 years, 3 years, 4 years, 5 years, 5 years , resulting in long-term engraftment of multiple HSC clones in bone marrow. In certain embodiments, the method comprises long-term reduction of at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, or at least 99% of total hemoglobin compared to healthy subjects. bring about expression. In certain embodiments, the method results in reconstitution of all hematopoietic cell lineages, eg, without a differentiation bias, eg, without a differentiation bias of the erythroid lineage.

特定の実施形態において本明細書に提供されるのは、鎌状赤血球症を有する対象からの複数の改変CD34+細胞から培養された複数の赤血球(RBC)を含む細胞集団であり、各改変細胞は、HBG遺伝子プロモーターにインデルを含む。特定の実施形態では、全体としての複数の改変細胞は、表25の14個のサンプル全てに存在する108個の欠失を含む。特定の実施形態では、細胞集団は、第1の標的化ドメインとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含むgRNAを含むRNP複合体を、鎌状赤血球症を有する対象からの複数の未改変CD34+細胞に送達して、インデルを生成し;複数の改変CD34+細胞からRBCを培養することによって製造される。 Provided herein, in certain embodiments, is a cell population comprising a plurality of red blood cells (RBCs) cultured from a plurality of modified CD34+ cells from a subject with sickle cell disease, each modified cell comprising , contains an indel in the HBG gene promoter. In certain embodiments, the plurality of modified cells as a whole comprises 108 deletions present in all 14 samples of Table 25. In certain embodiments, the cell population comprises a RNP complex comprising a gRNA comprising a first targeting domain and a Cpf1 RNA-inducing nuclease or modified Cpf1 RNA-inducing nuclease from a plurality of untreated subjects with sickle cell disease. delivered to modified CD34+ cells to generate indels; manufactured by culturing RBCs from multiple modified CD34+ cells.

特定の実施形態において本明細書に提供されるのは、鎌状赤血球症を有する対象からの複数の改変CD34+細胞から培養された複数の赤血球(RBC)を含む細胞集団であり、各改変細胞は、HBG遺伝子プロモーターにインデルを含む。特定の実施形態では、HBG遺伝子プロモーター中のインデルの60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上が、少なくとも4塩基対の欠失である。特定の実施形態では、細胞集団は、第1の標的化ドメインとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含むgRNAを含むRNP複合体を、鎌状赤血球症を有する対象からの複数の未改変CD34+細胞に送達して、インデルを生成し;複数の改変CD34+細胞からRBCを培養することによって製造される。 Provided herein, in certain embodiments, is a cell population comprising a plurality of red blood cells (RBCs) cultured from a plurality of modified CD34+ cells from a subject with sickle cell disease, each modified cell comprising , contains an indel in the HBG gene promoter. In certain embodiments, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more of the indels in the HBG gene promoter have at least 4 bases paired deletions. In certain embodiments, the cell population comprises a RNP complex comprising a gRNA comprising a first targeting domain and a Cpf1 RNA-inducing nuclease or modified Cpf1 RNA-inducing nuclease from a plurality of untreated subjects with sickle cell disease. delivered to modified CD34+ cells to generate indels; manufactured by culturing RBCs from multiple modified CD34+ cells.

特定の実施形態では、細胞集団は、本明細書で提供される複数のRBCを含み、複数のRBCは、鎌状赤血球症を有する対象の未改変CD34+細胞から培養されたRBCの集団よりも、例えば、相対酸素圧によって測定されるように著しく低い酸素分圧で鎌状化し、鎌状赤血球症を有する対象の未改変CD34+細胞から培養されたRBCの集団よりも、脱酸素時の最小伸長指数が有意に高く、及び/又は鎌状赤血球症を有する対象の未改変CD34+細胞から培養されたRBCの集団よりも、脱酸素時に有意に高い速度を有する。 In certain embodiments, the cell population comprises a plurality of RBCs provided herein, wherein the plurality of RBCs is more than a population of RBCs cultured from unmodified CD34+ cells of a subject with sickle cell disease. For example, a minimal elongation index upon deoxygenation than a population of RBCs cultured from unmodified CD34+ cells of a subject with sickle cell disease, sickling at significantly lower partial pressures of oxygen as measured by relative oxygen tension and/or have significantly higher velocities upon deoxygenation than populations of RBCs cultured from unmodified CD34+ cells of subjects with sickle cell disease.

本明細書では、1つ又は複数のγ-グロビン遺伝子のプロモーター領域(例えば、HBG1、HBG2又はHBG1及びHBG2)を改変し、胎児型ヘモグロビン(HbF)の発現を増加させるための、ゲノム編集システム、リボ核タンパク質(RNP)複合体、ガイドRNA、修飾Cpf1タンパク質(Cpf1変異型)を含めたCpf1タンパク質及びCRISPR媒介方法が提供される。特定の実施形態では、RNP複合体は、野生型Cpf1又は修飾Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ(修飾Cpf1タンパク質)と複合体化したガイドRNA(gRNA)を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、gRNA標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、gRNA標的化ドメインは、配列番号1002、1254、1258、1260、1262及び1264からなる群から選択される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表13に記載されるgRNA配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、配列番号1022、1023、1041~1105からなる群から選択される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。 Genome editing systems for modifying the promoter region of one or more γ-globin genes (e.g., HBG1, HBG2 or HBG1 and HBG2) to increase the expression of fetal hemoglobin (HbF), Cpf1 proteins, including ribonucleoprotein (RNP) complexes, guide RNAs, modified Cpf1 proteins (Cpf1 variants) and CRISPR-mediated methods are provided. In certain embodiments, the RNP complex may comprise a guide RNA (gRNA) complexed with wild-type Cpf1 or a modified Cpf1 RNA-inducing nuclease (modified Cpf1 protein). In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, a gRNA can include a gRNA targeting domain. In certain embodiments, the gRNA targeting domain may comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1002, 1254, 1258, 1260, 1262 and 1264. In certain embodiments, the gRNA may comprise a gRNA sequence listed in Table 13. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1022, 1023, 1041-1105. In certain embodiments, the RNP complexes can include RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15).

本発明者らは、修飾Cpf1タンパク質に複合体化したgRNAを含むRNP複合体の送達が標的核酸の編集の増加をもたらし得ることを本明細書において発見した。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、1つ又は複数の修飾を含有し得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾としては、限定することなく、野生型Cpf1アミノ酸配列の1つ若しくは複数の変異、野生型Cpf1核酸配列の1つ若しくは複数の変異、核局在化シグナル(NLS)の1つ若しくは複数の変異、精製タグ(例えば、Hisタグ)の1つ若しくは複数の変異又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、gRNAは、修飾されているか又は未修飾gRNAであり得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質を含むRNP複合体は、標的核酸の編集を増加させ得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質を含むRNP複合体は、編集を増加させて生産的インデルの増加をもたらし得る。様々な実施形態において、標的核酸の編集の増加は、標的核酸のPCR増幅と、引き続く配列解析(例えば、サンガー配列決定法、次世代配列決定法)などであるが、これらに限定されるものではない、当業者に知られている任意の手段とによって評価され得る。 The inventors have discovered herein that delivery of RNP complexes comprising gRNA complexed to modified Cpf1 proteins can result in increased editing of target nucleic acids. In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may contain one or more modifications. In certain embodiments, the one or more modifications include, without limitation, one or more mutations of the wild-type Cpf1 amino acid sequence, one or more mutations of the wild-type Cpf1 nucleic acid sequence, nuclear localization One or more mutations in the signal (NLS), one or more mutations in the purification tag (eg His tag) or combinations thereof may be included. In certain embodiments, the modified Cpf1 comprises SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110-17 ( Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, the gRNA can be modified or unmodified gRNA. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). In certain embodiments, RNP complexes comprising modified Cpf1 proteins can increase editing of target nucleic acids. In certain embodiments, RNP complexes containing modified Cpf1 proteins can increase editing resulting in increased productive indels. In various embodiments, increased editing of the target nucleic acid includes, but is not limited to, PCR amplification of the target nucleic acid followed by sequence analysis (e.g., Sanger sequencing, next generation sequencing). can be evaluated by any means known to those skilled in the art.

本発明者らは、未修飾又は修飾Cpf1タンパク質に複合体化した修飾gRNAを含むRNP複合体の送達が標的核酸の編集の増加をもたらし得ることも本明細書において発見した。特定の実施形態では、修飾gRNAは、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾をはじめとする1つ若しくは複数の修飾、1つ、若しくは複数、若しくは一続きのデオキシリボ核酸(DNA)塩基(本明細書では「DNA延長」とも称される)、1つ、若しくは複数、若しくは一続きのリボ核酸(RNA)塩基(本明細書では「RNA延長」とも称される)又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、DNA延長は、配列番号1235~1250に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、RNA延長は、配列番号1231~1234、1251~1253に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。特定の実施形態では、修飾gRNAを含むRNP複合体は、標的核酸の編集を増加させ得る。特定の実施形態では、修飾gRNAを含むRNP複合体は、編集を増加させて生産的インデルの増加をもたらし得る。 The inventors have also discovered herein that delivery of RNP complexes comprising modified gRNA complexed to unmodified or modified Cpf1 protein can result in increased editing of target nucleic acids. In certain embodiments, the modified gRNA has one or more modifications, including phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2′-O-methyl modifications, one or more, or one A series of deoxyribonucleic acid (DNA) bases (also referred to herein as "DNA extensions"), one or more, or a stretch of ribonucleic acid (RNA) bases (also referred to herein as "RNA extensions") ) or combinations thereof. In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. For example, in certain embodiments, the DNA extension can include sequences set forth in SEQ ID NOS:1235-1250. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. For example, in certain embodiments, the RNA extension can comprise sequences set forth in SEQ ID NOs: 1231-1234, 1251-1253. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the RNP complexes can include RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). In certain embodiments, RNP complexes comprising modified gRNAs can increase editing of target nucleic acids. In certain embodiments, RNP complexes containing modified gRNAs can increase editing resulting in increased productive indels.

特定の実施形態では、修飾gRNAと修飾Cpf1タンパク質とを含むRNP複合体は、標的核酸の編集を増加させ得る。特定の実施形態では、修飾gRNAと修飾Cpf1タンパク質とを含むRNP複合体は、編集を増加させて生産的インデルの増加をもたらし得る。 In certain embodiments, RNP complexes comprising modified gRNAs and modified Cpf1 proteins can increase editing of target nucleic acids. In certain embodiments, RNP complexes comprising modified gRNAs and modified Cpf1 proteins can increase editing resulting in increased productive indels.

本発明者らは、Cpf1分子に複合体化したgRNAを含むRNP複合体(例えば、「gRNA-Cpf1-RNP」)と「ブースター要素」との同時送達が標的核酸の編集の増加をもたらし得ることも発見した。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。本明細書の用法では、「ブースター要素」という用語は、RNA誘導ヌクレアーゼに複合体化したgRNAを含むRNP複合体(「gRNA-ヌクレアーゼ-RNP」)と共に同時送達された場合、ブースター要素なしの標的核酸の編集と比較して標的核酸の編集を増加させる要素を指す。特定の実施形態では、1つ又は複数のブースター要素がgRNA-ヌクレアーゼ-RNP複合体と共に同時送達されて、標的核酸の編集を増加させ得る。特定の実施形態では、ブースター要素の同時送達は、編集を増加させて生産的インデルの増加をもたらし得る。様々な実施形態において、標的核酸の編集の増加は、標的核酸のPCR増幅と、引き続く配列解析(例えば、サンガー配列決定法、次世代配列決定法)などであるが、これらに限定されるものではない、当業者に知られている任意の手段とによって評価され得る。 We found that co-delivery of an RNP complex comprising a gRNA complexed to a Cpf1 molecule (e.g., "gRNA-Cpf1-RNP") and a "booster element" could result in increased editing of the target nucleic acid. also found. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). As used herein, the term "booster element" refers to a target without a booster element when co-delivered with an RNP complex comprising gRNA complexed to an RNA-guided nuclease ("gRNA-nuclease-RNP"). Refers to an element that increases target nucleic acid editing relative to nucleic acid editing. In certain embodiments, one or more booster elements may be co-delivered with the gRNA-nuclease-RNP complex to increase editing of the target nucleic acid. In certain embodiments, co-delivery of booster elements may increase editing resulting in increased productive indels. In various embodiments, increased editing of the target nucleic acid includes, but is not limited to, PCR amplification of the target nucleic acid followed by sequence analysis (e.g., Sanger sequencing, next generation sequencing). can be evaluated by any means known to those skilled in the art.

特定の実施形態では、gRNA-ヌクレアーゼ-RNPは、gRNA-Cpf1-RNPを含み得る。特定の実施形態では、gRNA-Cpf1-RNP複合体のCpf1分子は、野生型Cpf1又は修飾Cpf1であり得る。特定の実施形態では、gRNA-Cpf1-RNPのCpf1分子は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、gRNA-Cpf1-RNP複合体は、表6又は表12に記載される標的化ドメインを含むgRNAを含み得る。特定の実施形態では、gRNA-Cpf1-RNP複合体は、表13に記載される配列を含むgRNAを含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、修飾又は未修飾gRNAであり得る。 In certain embodiments, the gRNA-nuclease-RNP can comprise gRNA-Cpf1-RNP. In certain embodiments, the Cpf1 molecule of the gRNA-Cpf1-RNP complex can be wild-type Cpf1 or modified Cpf1. In certain embodiments, the Cpf1 molecule of gRNA-Cpf1-RNP has SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019- 1021, 1110-17 (Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, the gRNA-Cpf1-RNP complex can comprise a gRNA comprising a targeting domain listed in Table 6 or Table 12. In certain embodiments, a gRNA-Cpf1-RNP complex can comprise a gRNA comprising a sequence listed in Table 13. In certain embodiments, the gRNA can be modified or unmodified gRNA.

特定の実施形態では、ブースター要素は、RNA誘導ヌクレアーゼ分子に複合体化した死滅gRNA分子を含む死滅RNP(「死滅gRNA-ヌクレアーゼ-RNP」)を含み得る。特定の実施形態では、死滅gRNA-ヌクレアーゼ-RNPは、野生型(WT)Cas9分子に複合体化した死滅gRNA(「死滅gRNA-Cas9-RNP」)、Cas9ニッカーゼ分子に複合体化した死滅gRNA(「死滅gRNA-ニッカーゼ-RNP」)又は酵素的に不活性な(ei)Cas9分子に複合体化した死滅gRNA(「死滅gRNA-eiCas9-RNP」)を含み得る。特定の実施形態では、死滅gRNA-ヌクレアーゼ-RNP複合体は、ヌクレアーゼ活性の減少又は活性の欠失を有し得る。特定の実施形態では、死滅gRNA-ヌクレアーゼ-RNP複合体の死滅gRNAは、本明細書に記載される死滅gRNAのいずれかを含み得る。例えば、標的化ドメインを含み得る死滅gRNAは、表8又は表9に記載される死滅gRNA標的化ドメインと同一であり得るか、又は3ヌクレオチド以下が異なり得る。特定の実施形態では、死滅gRNAは、gRNA標的化ドメインの切り詰めを含む標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、切り詰められるgRNA標的化ドメインは、表8又は表9に記載されるgRNA標的化ドメインであり得る。特定の実施形態では、死滅gRNAは、修飾又は未修飾死滅gRNAであり得る。本明細書で示されるように、gRNA-Cpf1-RNPと、死滅gRNA-Cas9-RNP(すなわちWT Cas9に複合体化した死滅gRNAを含むRNP)との同時送達又はgRNA-Cpf1-RNPと、死滅gRNA-ニッカーゼ-RNP(すなわちCas9ニッカーゼ(すなわちCas9 D10Aニッカーゼ)に複合体化した死滅gRNAを含むRNP)との同時送達は、gRNA-Cpf1-RNPのみの送達に続いて観察されたレベルを超える全編集の増加をもたらした(例えば、実施例5、7、8を参照されたい)。死滅gRNA分子は、標的核酸中の標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列及び/又はBCL11Ae中のGATA1結合モチーフ)の近位又はそれ中の領域に相補的な標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、「近位」は、標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列及び/又はBCL11Ae中のGATA1結合モチーフ)の10、25、50、100又は200ヌクレオチド以内の領域を示し得る。特定の実施形態では、1つ又は複数のブースター要素は、gRNA-Cpf1-RNPと共に同時送達される、例えば死滅gRNA-Cas9-RNP、死滅gRNA-ニッカーゼ-RNP、死滅gRNA-eiCas9-RNPなどの1つ又は複数の死滅gRNA-ヌクレアーゼ-RNP含み得る。特定の実施形態では、死滅gRNA-ヌクレアーゼ-RNPの同時送達は、gRNA-Cpf1-RNPのインデルプロファイルを改変しない。 In certain embodiments, the booster component may comprise a dead RNP comprising a dead gRNA molecule complexed to an RNA-guided nuclease molecule (“dead gRNA-nuclease-RNP”). In certain embodiments, the dead gRNA-nuclease-RNP is a dead gRNA complexed to a wild-type (WT) Cas9 molecule (“dead gRNA-Cas9-RNP”), a dead gRNA complexed to a Cas9 nickase molecule ( “dead gRNA-nickase-RNP”) or dead gRNA complexed to an enzymatically inactive (ei) Cas9 molecule (“dead gRNA-eiCas9-RNP”). In certain embodiments, a dead gRNA-nuclease-RNP complex may have reduced or no nuclease activity. In certain embodiments, the dead gRNA of the dead gRNA-nuclease-RNP complex can comprise any of the dead gRNAs described herein. For example, a dead gRNA that can include a targeting domain can be identical to a dead gRNA targeting domain listed in Table 8 or Table 9, or can differ by no more than 3 nucleotides. In certain embodiments, a dead gRNA may comprise a targeting domain comprising a truncation of the gRNA targeting domain. In certain embodiments, the gRNA targeting domain that is truncated can be a gRNA targeting domain listed in Table 8 or Table 9. In certain embodiments, the dead gRNA can be a modified or unmodified dead gRNA. As shown herein, co-delivery of gRNA-Cpf1-RNP and dead gRNA-Cas9-RNP (i.e., RNP comprising dead gRNA complexed to WT Cas9) or gRNA-Cpf1-RNP and dead Co-delivery with gRNA-nickase-RNP (i.e., RNPs containing dead gRNA complexed to Cas9 nickase (i.e., Cas9 D10A nickase)) reduced overall levels above the levels observed following delivery of gRNA-Cpf1-RNP alone. resulted in increased editing (see, eg, Examples 5, 7, 8). The killing gRNA molecule is directed to a region proximal to or within the target region (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, the proximal HBG1/2 promoter target sequence and/or the GATA1 binding motif in BCL11Ae) in the target nucleic acid. Complementary targeting domains may be included. In certain embodiments, "proximal" is 10, 25, 50 of the target region (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, the proximal HBG1/2 promoter target sequence and/or the GATA1 binding motif in BCL11Ae). , 100 or 200 nucleotides. In certain embodiments, one or more booster elements are co-delivered with gRNA-Cpf1-RNP, e.g. It may contain one or more dead gRNA-nuclease-RNPs. In certain embodiments, co-delivery of dead gRNA-nuclease-RNP does not alter the indel profile of gRNA-Cpf1-RNP.

特定の実施形態では、ブースター要素は、RNA誘導ヌクレアーゼニッカーゼ分子に複合体化したgRNA分子を含むRNP複合体(「gRNA-ニッカーゼ-RNP」)を含み得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼニッカーゼ分子は、例えば、Cas9 D10AニッカーゼなどのCas9ニッカーゼ分子であり得る。特定の実施形態では、gRNA-ニッカーゼ-RNPのgRNAは、本明細書に記載されるgRNAのいずれかを含み得る。例えば、gRNAは、表8又は表9に記載されるgRNA標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、修飾又は未修飾gRNAであり得る。本明細書で示されるように、gRNA-Cpf1-RNPとgRNA-ニッカーゼ-RNP複合体(Cas9 D10Aニッカーゼ分子に複合体化したガイドRNAを含むRNP)との同時送達は、gRNA-Cpf1-RNPのみの送達に続いて観察されたレベルを超える全編集の増加をもたらした(例えば、実施例4、5を参照されたい)。さらに、gRNA-ニッカーゼ-RNP複合体とgRNA-Cpf1-RNP複合体との同時送達は、gRNA-Cpf1-RNPのインデルプロファイルの方向性、長さ及び/又は位置を改変した。特定の実施形態では、ブースターエンハンサーを使用して、例えば生産的インデルの比率の増加などの所望の編集結果が提供され得る。特定の実施形態では、gRNA-ニッカーゼ-RNP複合体とgRNA-Cpf1-RNP複合体との同時送達は、gRNA-Cpf1-RNPのインデルプロファイルを改変し得る。 In certain embodiments, the booster element may comprise an RNP complex comprising a gRNA molecule complexed to an RNA-guided nuclease nickase molecule (“gRNA-nickase-RNP”). In certain embodiments, the RNA-guided nuclease nickase molecule can be, for example, a Cas9 nickase molecule, such as Cas9 D10A nickase. In certain embodiments, the gRNA of the gRNA-nickase-RNP can comprise any of the gRNAs described herein. For example, a gRNA can comprise a gRNA targeting domain listed in Table 8 or Table 9. In certain embodiments, the gRNA can be modified or unmodified gRNA. As shown herein, co-delivery of gRNA-Cpf1-RNP and gRNA-nickase-RNP complexes (RNPs containing guide RNA complexed to Cas9 D10A nickase molecules) resulted in only gRNA-Cpf1-RNP resulted in an increase in total editing above the levels observed following the delivery of (see, eg, Examples 4, 5). Furthermore, co-delivery of gRNA-nickase-RNP and gRNA-Cpf1-RNP complexes altered the orientation, length and/or position of the indel profile of gRNA-Cpf1-RNP. In certain embodiments, booster enhancers may be used to provide desired editing results, such as increasing the proportion of productive indels. In certain embodiments, co-delivery of gRNA-nickase-RNP and gRNA-Cpf1-RNP complexes can alter the indel profile of gRNA-Cpf1-RNP.

特定の実施形態では、ブースター要素は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、本明細書で開示される任意のssODNであり得る。特定の実施形態では、ssODNは、表7に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、ssODNは、配列番号1040に記載される配列を含み得る。 In certain embodiments, booster elements may comprise single-stranded oligodeoxynucleotides (ssODNs) or double-stranded oligodeoxynucleotides (dsODNs). In certain embodiments, the ssODN can be any ssODN disclosed herein. In certain embodiments, the ssODN may comprise a sequence listed in Table 7. For example, in certain embodiments, the ssODN can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1040.

一態様では、本開示は、プレボテラ属(Prevotella)及びフランシセラ属(Francisella)1(Cpf1)RNA誘導ヌクレアーゼ又はその変異型からのCRISPRと、細胞内のHBG遺伝子のプロモーターにおける標的部位に結合することができるgRNAとを含むRNP複合体に関する。特定の実施形態では、gRNAは、修飾されているか又は未修飾であり得る。特定の実施形態では、gRNAは、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾、DNA延長、RNA延長又はそれらの組み合わせをはじめとする1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化されるCpf1変異型タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、1つ又は複数の修飾を含有し得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾としては、限定することなく、野生型Cpf1アミノ酸配列の1つ若しくは複数の変異、野生型Cpf1核酸配列の1つ若しくは複数、核局在化シグナル(NLS)の1つ若しくは複数、精製タグ(例えば、Hisタグ)の1つ若しくは複数の変異又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。 In one aspect, the present disclosure provides that CRISPRs from Prevotella and Francisella 1 (Cpf1) RNA-inducing nucleases or variants thereof are capable of binding to target sites in the promoter of the HBG gene in cells. It relates to an RNP complex comprising a gRNA capable of In certain embodiments, gRNAs may be modified or unmodified. In certain embodiments, the gRNA has one or more modifications, including phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2'-O-methyl modifications, DNA extension, RNA extension, or combinations thereof. can include In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a Cpf1 mutant protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). In certain embodiments, a Cpf1 mutant protein may contain one or more modifications. In certain embodiments, the one or more modifications include, without limitation, one or more mutations of the wild-type Cpf1 amino acid sequence, one or more of the wild-type Cpf1 nucleic acid sequence, a nuclear localization signal ( NLS), one or more mutations of purification tags (eg, His tags), or combinations thereof. In certain embodiments, the Cpf1 mutant protein is SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110- 17 (Cpf1 polynucleotide sequences).

一態様では、本開示は、細胞のHBG遺伝子のプロモーターを改変する方法であって、細胞を、本明細書で開示されるRNP複合体に接触させるステップを含む方法に関する。特定の実施形態では、改変は、表11に記載される1つ又は複数の領域内のインデルを含み得る。特定の実施形態では、改変は、HBG遺伝子のプロモーターのCCAATボックス標的領域内のインデルを含み得る。例えば、特定の実施形態では、改変は、Chr11(NC_000011.10):5,249,955~5,249,987(表11、領域6)、Chr11(NC_000011.10):5,254,879~5,254,909(表11、領域16)内のインデル又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、gRNA及びCpf1タンパク質を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表13に記載されるRNA標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、gRNA標的化ドメインは、配列番号1002、1254、1258、1260、1262及び1264からなる群から選択される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表13に記載されるgRNA配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、配列番号1022、1023、1041~1105からなる群から選択される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、Chr11:5249973、Chr11:5249977(HBG1);Chr11:5250042、Chr11:5250046(HBG1);Chr11:5250055、Chr11:5250059(HBG1);Chr11:5250179、Chr11:5250183(HBG1);Chr11:5254897、Chr11:5254901(HBG2);Chr11:5254897、Chr11:5254901(HBG2);Chr11:5254966、5254970(HBG2);Chr11:5254979、5254983(HBG2)(表16、表17)における編集事象を提供するように構成され得る。特定の実施形態では、細胞は、ブースター要素とさらに接触され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、本明細書で開示される任意のssODNであり得る。特定の実施形態では、ssODNは、表7に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、ssODNは、配列番号1040に記載される配列を含み得る。 In one aspect, the present disclosure relates to a method of modifying the promoter of the HBG gene in a cell comprising contacting the cell with an RNP complex disclosed herein. In certain embodiments, alterations may include indels within one or more of the regions listed in Table 11. In certain embodiments, modifications may include indels within the CCAAT box target region of the promoter of the HBG gene. For example, in certain embodiments, the modifications are Chr11 (NC_000011.10): 5,249,955 to 5,249,987 (Table 11, Region 6), Chr11 (NC_000011.10): 5,254,879 to 5,254,909 (Table 11, region 16) or combinations thereof. In certain embodiments, the RNP complex may comprise gRNA and Cpf1 protein. In certain embodiments, gRNAs may comprise RNA targeting domains listed in Table 13. In certain embodiments, the gRNA targeting domain may comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1002, 1254, 1258, 1260, 1262 and 1264. In certain embodiments, the gRNA may comprise a gRNA sequence listed in Table 13. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1022, 1023, 1041-1105. In certain embodiments, the gRNA is Chr11:5249973, Chr11:5249977 (HBG1); Chr11:5250042, Chr11:5250046 (HBG1); 179, Chr 11:5250183 ( HBG1); Chr11:5254897, Chr11:5254901 (HBG2); Chr11:5254897, Chr11:5254901 (HBG2); Chr11:5254966, 5254970 (HBG2); 83 (HBG2) (Table 16, Table 17) It can be configured to provide edit events. In certain embodiments, cells may be further contacted with a booster element. In certain embodiments, booster elements may comprise single-stranded oligodeoxynucleotides (ssODNs) or double-stranded oligodeoxynucleotides (dsODNs). In certain embodiments, the ssODN can be any ssODN disclosed herein. In certain embodiments, the ssODN may comprise a sequence listed in Table 7. For example, in certain embodiments, the ssODN can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1040.

一態様では、本開示は、単離細胞であって、RNP複合体の細胞への送達によって生成されたHBG遺伝子のプロモーターにおける改変を含む単離細胞に関する。特定の実施形態では、RNP複合体は、gRNA及びCpf1タンパク質を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、修飾されているか又は未修飾であり得る。特定の実施形態では、gRNAは、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾、DNA延長、RNA延長又はそれらの組み合わせをはじめとする1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化されるCpf1変異型タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、1つ又は複数の修飾を含有し得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾としては、限定することなく、野生型Cpf1アミノ酸配列の1つ若しくは複数の変異、野生型Cpf1核酸配列の1つ若しくは複数の変異、核局在化シグナル(NLS)の1つ若しくは複数、精製タグ(例えば、Hisタグ)の1つ若しくは複数の変異又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、RNP複合体と共に同時送達され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、本明細書で開示される任意のssODNであり得る。特定の実施形態では、ssODNは、表7に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、ssODNは、配列番号1040に記載される配列を含み得る。 In one aspect, the present disclosure relates to an isolated cell comprising an alteration in the promoter of the HBG gene produced by delivery of an RNP complex to the cell. In certain embodiments, the RNP complex may comprise gRNA and Cpf1 protein. In certain embodiments, gRNAs may be modified or unmodified. In certain embodiments, the gRNA has one or more modifications, including phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2'-O-methyl modifications, DNA extension, RNA extension, or combinations thereof. can include In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a Cpf1 mutant protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). In certain embodiments, a Cpf1 mutant protein may contain one or more modifications. In certain embodiments, the one or more modifications include, without limitation, one or more mutations of the wild-type Cpf1 amino acid sequence, one or more mutations of the wild-type Cpf1 nucleic acid sequence, nuclear localization It may include one or more of the signals (NLS), one or more mutations of the purification tags (eg, His tags), or combinations thereof. In certain embodiments, the Cpf1 mutant protein is SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110- 17 (Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, booster elements may be co-delivered with the RNP complex. In certain embodiments, booster elements may comprise single-stranded oligodeoxynucleotides (ssODNs) or double-stranded oligodeoxynucleotides (dsODNs). In certain embodiments, the ssODN can be any ssODN disclosed herein. In certain embodiments, the ssODN may comprise a sequence listed in Table 7. For example, in certain embodiments, the ssODN can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1040.

一態様では、本開示は、gRNA及びCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又はその変異型を含むRNP複合体を使用するゲノム編集により、ヒト細胞内の胎児型ヘモグロビン(HbF)のレベルを増加させて、HBG遺伝子のプロモーターにおける改変に影響を及ぼして、それによりHbFの発現を増加させる生体外方法に関する。特定の実施形態では、gRNAは、修飾されているか又は未修飾であり得る。特定の実施形態では、gRNAは、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾、DNA延長、RNA延長又はそれらの組み合わせをはじめとする1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化されるCpf1変異型タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、1つ又は複数の修飾を含有し得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾としては、限定することなく、野生型Cpf1アミノ酸配列の1つ若しくは複数の変異、野生型Cpf1核酸配列の1つ若しくは複数の変異、核局在化シグナル(NLS)の1つ若しくは複数、精製タグ(例えば、Hisタグ)の1つ若しくは複数の変異又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、RNP複合体と共に同時送達され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、本明細書で開示される任意のssODNであり得る。特定の実施形態では、ssODNは、表7に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、ssODNは、配列番号1040に記載される配列を含み得る。 In one aspect, the present disclosure increases levels of fetal hemoglobin (HbF) in human cells by genome editing using an RNP complex comprising gRNA and Cpf1 RNA-inducing nuclease or a variant thereof to increase levels of the HBG gene. It relates to an in vitro method of affecting alterations in the promoter and thereby increasing the expression of HbF. In certain embodiments, gRNAs may be modified or unmodified. In certain embodiments, the gRNA has one or more modifications, including phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2'-O-methyl modifications, DNA extension, RNA extension, or combinations thereof. can include In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a Cpf1 mutant protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). In certain embodiments, a Cpf1 mutant protein may contain one or more modifications. In certain embodiments, the one or more modifications include, without limitation, one or more mutations of the wild-type Cpf1 amino acid sequence, one or more mutations of the wild-type Cpf1 nucleic acid sequence, nuclear localization It may include one or more of the signals (NLS), one or more mutations of the purification tags (eg, His tags), or combinations thereof. In certain embodiments, the Cpf1 mutant protein is SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110- 17 (Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, booster elements may be co-delivered with the RNP complex. In certain embodiments, booster elements may comprise single-stranded oligodeoxynucleotides (ssODNs) or double-stranded oligodeoxynucleotides (dsODNs). In certain embodiments, the ssODN can be any ssODN disclosed herein. In certain embodiments, the ssODN may comprise a sequence listed in Table 7. For example, in certain embodiments, the ssODN can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1040.

一態様では、本開示は、CD34+又は造血幹細胞の集団であって、集団の1つ又は複数の細胞は、HBG遺伝子のプロモーターにおける改変を含み、その改変は、gRNA及びCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又はその変異型を含むRNP複合体をCD34+又は造血性幹細胞の集団に送達することによって生成される、CD34+又は造血幹細胞の集団に関する。特定の実施形態では、gRNAは、修飾されているか又は未修飾であり得る。特定の実施形態では、gRNAは、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾、DNA延長、RNA延長又はそれらの組み合わせをはじめとする1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化されるCpf1変異型タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、1つ又は複数の修飾を含有し得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾としては、限定することなく、野生型Cpf1アミノ酸配列の1つ若しくは複数の変異、野生型Cpf1核酸配列の1つ若しくは複数の変異、核局在化シグナル(NLS)の1つ若しくは複数、精製タグ(例えば、Hisタグ)の1つ若しくは複数の変異又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。特定の実施形態では、Cpf1変異型タンパク質は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、RNP複合体と共に同時送達され得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、本明細書で開示される任意のssODNであり得る。特定の実施形態では、ssODNは、表7に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、ssODNは、配列番号1040に記載される配列を含み得る。 In one aspect, the disclosure provides a population of CD34+ or hematopoietic stem cells, wherein one or more cells of the population comprises an alteration in the promoter of the HBG gene, the alteration comprising gRNA and Cpf1 RNA-induced nucleases or mutations thereof. It relates to a population of CD34+ or hematopoietic stem cells generated by delivering an RNP complex containing the type to the population of CD34+ or hematopoietic stem cells. In certain embodiments, gRNAs may be modified or unmodified. In certain embodiments, the gRNA has one or more modifications, including phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2'-O-methyl modifications, DNA extension, RNA extension, or combinations thereof. can include In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a Cpf1 mutant protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15). In certain embodiments, a Cpf1 mutant protein may contain one or more modifications. In certain embodiments, the one or more modifications include, without limitation, one or more mutations of the wild-type Cpf1 amino acid sequence, one or more mutations of the wild-type Cpf1 nucleic acid sequence, nuclear localization It may include one or more of the signals (NLS), one or more mutations of the purification tags (eg, His tags), or combinations thereof. In certain embodiments, the Cpf1 mutant protein is SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110- 17 (Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, booster elements may be co-delivered with the RNP complex. In certain embodiments, booster elements may comprise single-stranded oligodeoxynucleotides (ssODNs) or double-stranded oligodeoxynucleotides (dsODNs). In certain embodiments, the ssODN can be any ssODN disclosed herein. In certain embodiments, the ssODN may comprise a sequence listed in Table 7. For example, in certain embodiments, the ssODN can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1040.

一態様では、本開示は、鎌状赤血球症の1つ又は複数の症状の緩和を、それを必要とする対象において行う方法であって、a)CD34+又は造血幹細胞の集団を対象から単離するステップと;b)gRNA及びCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又はその変異型を含むRNP複合体を単離細胞の集団に送達することにより、生体外で単離細胞の集団を修飾して、それにより集団の1つ又は複数の細胞におけるHBG遺伝子のプロモーターの改変に影響を及ぼすステップと;c)修飾された細胞の集団を対象に投与して、それにより対象における鎌状赤血球症の1つ又は複数の症状を緩和させるステップとを含む方法に関する。特定の実施形態では、方法は、例えば、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間、対象に投与された改変細胞の子孫/娘細胞を、例えば、BM移植CD34+造血幹細胞又はそれらに由来する血液細胞(例えば、骨髄前駆細胞又は分化型骨髄性細胞(例えば、赤血球、肥満細胞、筋芽細胞)の形態で;又はリンパ系前駆細胞又は分化型リンパ球細胞(例えば、Tリンパ球又はBリンパ球、又はNK細胞)を検出することをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、方法は、例えば、分化の偏りなしで、例えば、赤血球系統の分化の偏りなしで、全ての造血細胞系統の再構成をもたらしてもよい。特定の実施形態では、方法は、複数の編集された細胞を投与することを含んでもよく、方法は、BMにおける複数の[少なくとも5、10、15、20、25、...100]異なるHSCクローンの長期生着[例えば、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月間、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間]をもたらしてもよい。特定の実施形態では、方法は、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間、対象における総ヘモグロビン発現のレベルを検出することをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、方法は、健常対象(例えば、総Hbとして(例えば、HbAとHbF(存在する場合)を合わせたもの))と比較して、総ヘモグロビンの[少なくとも50%、少なくとも60%...少なくとも99%]の長期発現[例えば、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間]をもたらしてもよい。特定の実施形態では、改変は、HBG遺伝子のプロモーターのCCAATボックス標的領域内のインデルを含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、電気穿孔を使用して送達され得る。特定の実施形態では、細胞の集団における細胞の少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%又は少なくとも約90%は、生産的インデルを含む。 In one aspect, the present disclosure provides a method of alleviating one or more symptoms of sickle cell disease in a subject in need thereof comprising: a) isolating a population of CD34+ or hematopoietic stem cells from the subject b) modifying the isolated population of cells in vitro by delivering an RNP complex comprising a gRNA and a Cpf1 RNA-inducing nuclease or variant thereof to the population of isolated cells, thereby modifying one of the populations; affecting alteration of the promoter of the HBG gene in one or more cells; a method comprising the step of mitigating. In certain embodiments, the method comprises, for example, at least [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, or 20] weeks after administration, or at least [1, 2, 3, 4 , 5, or 6] months, or at least [1, 2, 3, 4, or 5] years, progeny/daughter cells of the modified cells administered to the subject, e.g., BM-engrafted CD34+ hematopoietic stem cells or derived from them in the form of blood cells (e.g. myeloid progenitor cells or differentiated myeloid cells (e.g. erythrocytes, mast cells, myoblasts); or lymphoid progenitor cells or differentiated lymphocytic cells (e.g. T lymphocytes or B lymphocytes, or NK cells).In certain embodiments, the method detects all hematopoietic cell lineages, e.g., without differentiation bias, e.g., without differentiation bias of erythroid lineage In certain embodiments, the method may comprise administering a plurality of edited cells, wherein the method comprises administering a plurality of [at least 5, 10, 15, 20, 25,...100] long-term engraftment of different HSC clones [e.g. , 2, 3, 4, 5, or 6] months, or at least [1, 2, 3, 4, or 5] years. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, or 20] weeks, or at least [1, 2, 3, 4, 5, or 6] months, or at least [1, 2 , 3, 4, or 5] years, wherein the method comprises detecting the level of total hemoglobin expression in the subject. [at least 50%, at least 60%... at least 99%] of total hemoglobin [e.g. at least [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, or 20] weeks, or at least [1, 2, 3, 4, 5, or 6] months, or at least [1, 2, 3, 4, or 5] years].In certain embodiments, the modification may comprise an indel within the CCAAT box target region of the promoter of the HBG gene.In certain embodiments, the RNP complex uses electroporation to In certain embodiments, at least about 5%, at least about 10%, at least about 20%, at least about 30%, at least about 40%, at least about 50%, at least about 60%, at least about 70%, at least about 80%, or at least about 90% comprise productive indels.

一態様では、本開示は、5’末端及び3’末端を含み、且つ5’末端におけるDNA延長と、3’末端における2’-O-メチル-3’-ホスホロチオエート修飾とを含むgRNAであって、標的部位とハイブリダイズすることができるRNAセグメントと、Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼに結合することができるRNAセグメントとを含むgRNAに関する。特定の実施形態では、DNA延長は、配列番号1235~1250に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、修飾されているか又は未修飾であり得る。特定の実施形態では、gRNAは、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾、DNA延長、RNA延長又はそれらの組み合わせをはじめとする1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。 In one aspect, the disclosure provides a gRNA comprising a 5′ end and a 3′ end, and comprising a DNA extension at the 5′ end and a 2′-O-methyl-3′-phosphorothioate modification at the 3′ end, , relates to a gRNA comprising an RNA segment capable of hybridizing to a target site and an RNA segment capable of binding to a Cpf1 RNA-guided nuclease. In certain embodiments, the DNA extension may comprise sequences set forth in SEQ ID NOS:1235-1250. In certain embodiments, gRNAs may be modified or unmodified. In certain embodiments, the gRNA has one or more modifications, including phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2′-O-methyl modifications, DNA extension, RNA extension or combinations thereof. can include In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13.

一態様では、本開示は、本明細書で開示されるようなCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ及び本明細書で開示されるようなgRNAを含むRNP複合体に関する。 In one aspect, the disclosure relates to an RNP complex comprising a Cpf1 RNA-inducing nuclease as disclosed herein and a gRNA as disclosed herein.

本明細書では、1つ又は複数のγ-グロビン遺伝子(例えば、HBG1、HBG2又はHBG1及びHBG2)を改変し、且つ胎児型ヘモグロビン(HbF)の発現を増加させるためのゲノム編集システム、ガイドRNA及びCRISPR媒介方法も提供される。特定の実施形態では、表12又は表13に記載される配列を含む1つ又は複数のgRNAが使用され、HBG遺伝子のプロモーター領域に改変が導入され得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システム、ガイドRNA及びCRISPR媒介方法は、HBG1、HBG2又はHBG1及びHBG2遺伝子の転写部位の5’側である13ヌクレオチド(nt)標的領域(「13nt標的領域」)を改変し得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システム、ガイドRNA及びCRISPR媒介方法は、HBG1、HBG2又はHBG1及びHBG2遺伝子の転写部位の5’側であるCCAATボックス標的領域(「CCAATボックス標的領域」)を改変し得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、遠位CCAATボックスの領域又はその近傍の領域であり得、遠位CCAATボックスのヌクレオチドと、遠位CCAATボックス上流(5’)の25ヌクレオチド及び下流(3’)の25ヌクレオチドとを含む(すなわちHBG1/2 c.-86~-140)。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、遠位CCAATボックスの領域又はその近傍の領域であり得、遠位CCAATボックスのヌクレオチドと、遠位CCAATボックス上流(5’)の5ヌクレオチド及び下流(3’)の5ヌクレオチドとを含む(すなわちHBG1/2 c.-106~-120)。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、本明細書で開示されるような18nt標的領域、13nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域、1nt標的領域、-117G>A標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、改変は、18nt欠失、13nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失、HBG1、HBG2若しくはHBG1及びHBG2遺伝子のc.-117におけるGからAへの置換又はそれらの組み合わせであり得る。特定の実施形態では、改変は、非自然発生の改変又は自然発生の改変であり得る。 Provided herein are genome editing systems, guide RNAs and gene editing systems for modifying one or more γ-globin genes (e.g., HBG1, HBG2 or HBG1 and HBG2) and increasing expression of fetal hemoglobin (HbF). A CRISPR-mediated method is also provided. In certain embodiments, one or more gRNAs comprising sequences listed in Table 12 or Table 13 may be used to introduce modifications into the promoter region of the HBG gene. In certain embodiments, genome editing systems, guide RNAs and CRISPR-mediated methods target a 13 nucleotide (nt) target region (“13nt target region”) that is 5′ to the transcription site of the HBG1, HBG2 or HBG1 and HBG2 genes. can be modified. In certain embodiments, the genome editing system, guide RNA and CRISPR-mediated methods modify the CCAAT box target region (“CCAAT box target region”) that is 5′ to the transcription site of the HBG1, HBG2 or HBG1 and HBG2 genes. obtain. In certain embodiments, the CCAAT box target region can be the region of or near the distal CCAAT box, comprising nucleotides of the distal CCAAT box and 25 nucleotides upstream (5′) and downstream of the distal CCAAT box ( 3′) and 25 nucleotides (ie, HBG1/2 c.-86 to -140). In certain embodiments, the CCAAT box target region can be the region of or near the distal CCAAT box, comprising the nucleotides of the distal CCAAT box and 5 nucleotides upstream (5′) and downstream of the distal CCAAT box ( 3′) and 5 nucleotides (ie, HBG1/2 c.-106 to -120). In certain embodiments, the CCAAT box target region is an 18 nt target region, 13 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region, 1 nt target region, -117G>A target region as disclosed herein or It can include combinations. In particular embodiments, the alteration is an 18nt deletion, 13nt deletion, 11nt deletion, 4nt deletion, 1nt deletion, c. It can be a G to A substitution at -117 or a combination thereof. In certain embodiments, modifications may be non-naturally occurring modifications or naturally occurring modifications.

本明細書の特定の実施形態では、鋳型核酸(オリゴヌクレオチドドナー鋳型)などの任意選択的なゲノム編集システム構成成分の使用も提供される。特定の実施形態では、CCAAT標的領域標的化で使用するための鋳型核酸としては、限定することなく、CCAATボックス標的領域の改変をコード化する鋳型核酸が挙げられ得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域、1nt標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、鋳型核酸は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)であり得る。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アーム並びにCCAATボックス標的領域における改変をコード化する例示的な全長ドナー鋳型も以下に提示される(例えば、配列番号974~995、1040)。特定の実施形態では、鋳型核酸は、プラス鎖又はマイナス鎖であり得る。特定の実施形態では、ssODNは、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得;置換配列は、0ヌクレオチドの長さを含み得;3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、ssODNは、1つ又は複数のホスホロチオエートを含み得る。 Certain embodiments herein also provide for the use of optional genome editing system components such as template nucleic acids (oligonucleotide donor templates). In certain embodiments, template nucleic acids for use in CCAAT target region targeting can include, without limitation, template nucleic acids that encode modifications of the CCAAT box target region. In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise an 18nt target region, an 11nt target region, a 4nt target region, a 1nt target region, or a combination thereof. In certain embodiments, the template nucleic acid can be a single-stranded oligodeoxynucleotide (ssODN) or a double-stranded oligodeoxynucleotide (dsODN). In certain embodiments, exemplary full-length donor templates encoding modifications in the 5' and 3' homology arms and the CCAAT box target region are also provided below (eg, SEQ ID NOs:974-995, 1040). In certain embodiments, the template nucleic acid can be plus or minus stranded. In certain embodiments, an ssODN can include a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' homology arm. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 or more nucleotides, e.g., at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length; A sequence can comprise a length of 0 nucleotides; a 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. It can be more than In certain embodiments, ssODNs can include one or more phosphorothioates.

特定の実施形態では、1つ又は複数のγ-グロビン遺伝子(例えば、HBG1、HBG2又はHBG1及びHBG2)を改変するためのゲノム編集システム、ガイドRNA及びCRISPR媒介方法は、RNA誘導ヌクレアーゼを含み得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、本明細書で開示されるようなCpf1又は修飾Cpf1であり得る。 In certain embodiments, genome editing systems, guide RNAs and CRISPR-mediated methods for modifying one or more γ-globin genes (eg, HBG1, HBG2 or HBG1 and HBG2) may comprise RNA guided nucleases. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be Cpf1 or modified Cpf1 as disclosed herein.

一態様では、本開示は、上記に開示された方法によって生成された複数の細胞を含む組成物に関し、ここで、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%は、ヒトHBG1若しくはHBG2遺伝子又は上記に開示された方法によって生成された複数の細胞の13nt標的領域の配列に改変を含み、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%は、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子の13nt標的領域の配列に改変を含む。特定の実施形態では、複数の細胞の少なくとも一部は、赤血球系統内であり得る。特定の実施形態では、複数の細胞は、未修飾の複数の細胞と比較して胎児型ヘモグロビン発現のレベルが増加していることを特徴とし得る。特定の実施形態では、胎児型ヘモグロビンのレベルは、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%増加し得る。特定の実施形態では、組成物は、薬学的に許容可能な担体をさらに含み得る。 In one aspect, the present disclosure relates to a composition comprising a plurality of cells produced by the methods disclosed above, wherein at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% of the cells , 80% or 90% of the cells contain alterations in the sequence of the human HBG1 or HBG2 gene or the 13nt target region of a plurality of cells generated by the methods disclosed above, wherein at least 20%, 30%, 40% of the cells, 50%, 60%, 70%, 80% or 90% contain alterations in the sequence of the 13nt target region of the human HBG1 or HBG2 gene. In certain embodiments, at least a portion of the plurality of cells may be within the erythroid lineage. In certain embodiments, the plurality of cells can be characterized by having increased levels of fetal hemoglobin expression compared to the plurality of unmodified cells. In certain embodiments, the level of fetal hemoglobin may be increased by at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90%. In certain embodiments, the composition may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier.

本開示は、細胞を改変する方法であって、細胞を、本明細書で開示されるゲノム編集システムのいずれかに接触させるステップを含む方法にも関する。特定の実施形態では、細胞を接触させるステップは、細胞を、第1及び第2のリボ核タンパク質複合体を含む溶液に接触させるステップを含み得る。特定の実施形態では、細胞を溶液に接触させるステップは、細胞を電気穿孔するステップをさらに含み、それによって第1及び第2のリボ核タンパク質複合体が細胞内に導入される。 The present disclosure also relates to a method of modifying a cell comprising contacting the cell with any of the genome editing systems disclosed herein. In certain embodiments, contacting the cell may comprise contacting the cell with a solution comprising the first and second ribonucleoprotein complexes. In certain embodiments, contacting the cell with the solution further comprises electroporating the cell, thereby introducing the first and second ribonucleoprotein complexes into the cell.

上記の全ての特徴のいずれかを含むゲノム編集システム又は方法は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせを含む標的核酸を含み得る。特定の実施形態では、標的領域は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域であり得る。特定の実施形態では、第1の標的化ドメイン配列は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の側の第1の配列に相補的であり得、ここで、第1の配列は、任意選択的に、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域と重なる。特定の実施形態では、第2の標的化ドメイン配列は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の側の第2の配列に相補的であり得、ここで、第2の配列は、任意選択的に、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域と重なる。特定の実施形態では、第1の標的化ドメインは、gRNA標的化ドメインの切り詰めを含み得る。特定の実施形態では、gRNA標的化ドメインは、表8又は表9に記載されるgRNAを含み得、gRNA標的化ドメインは、gRNA標的化ドメインの5’末端から切り詰められている。特定の実施形態では、第1の標的化ドメインは、表8又は表9に記載されるdgRNA標的化ドメインと同一であるか、又は3ヌクレオチド以下が異なる。特定の実施形態では、第2の標的化ドメインは、表8又は表9に記載されるgRNA標的化ドメインと3ヌクレオチド以下が異なる。特定の実施形態では、インデルは、CCAATボックス標的領域インデルを改変し得る。特定の実施形態では、インデルは、胎児型ヘモグロビン発現のレベルの増加をもたらす生産的インデルであり得る。特定の実施形態では、gRNA、dgRNA又はその両方は、生体外合成されるか又は化学的に合成され得る。 A genome editing system or method comprising any of the above features may comprise a target nucleic acid comprising the human HBG1, HBG2 gene or combinations thereof. In certain embodiments, the target region can be the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene, or combinations thereof. In certain embodiments, the first targeting domain sequence can be complementary to a first sequence flanking the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene, or combinations thereof, wherein the first sequence optionally overlaps the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene or combinations thereof. In certain embodiments, the second targeting domain sequence can be complementary to a second sequence flanking the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene, or combinations thereof, wherein the second sequence optionally overlaps the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene or combinations thereof. In certain embodiments, the first targeting domain may comprise a truncated gRNA targeting domain. In certain embodiments, the gRNA targeting domain can comprise a gRNA listed in Table 8 or Table 9, wherein the gRNA targeting domain is truncated from the 5' end of the gRNA targeting domain. In certain embodiments, the first targeting domain is identical to or differs by no more than 3 nucleotides from a dgRNA targeting domain listed in Table 8 or Table 9. In certain embodiments, the second targeting domain differs from a gRNA targeting domain listed in Table 8 or Table 9 by no more than 3 nucleotides. In certain embodiments, the indels may alter the CCAAT box target region indels. In certain embodiments, an indel can be a productive indel that results in increased levels of fetal hemoglobin expression. In certain embodiments, gRNA, dgRNA, or both can be synthesized in vitro or chemically synthesized.

特定の実施形態では、細胞は、本明細書で開示される細胞を改変するための方法のいずれかによって生成されたHBG遺伝子座の少なくとも1つの修飾対立遺伝子を含み得、ここで、HBG遺伝子座の修飾対立遺伝子は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせの改変を含む。 In certain embodiments, the cell can comprise at least one modified allele of the HBG locus produced by any of the methods for modifying a cell disclosed herein, wherein Modified alleles of include modifications of the human HBG1 gene, HBG2 gene, or combinations thereof.

特定の実施形態では、単離された細胞の集団は、本明細書で開示される細胞を改変するための方法のいずれかによって修飾され得、ここで、細胞の集団は、方法によって修飾されていない、単離された細胞の集団又は同一細胞型のそれらの子孫と異なり得るインデルの分布を含み得る。 In certain embodiments, the isolated population of cells can be modified by any of the methods for modifying cells disclosed herein, wherein the population of cells has been modified by the method. not, the distribution of indels that may differ from isolated populations of cells or their progeny of the same cell type.

特定の実施形態では、複数の細胞は、本明細書で開示される細胞を改変するための方法のいずれかによって生成され得、ここで、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域内における配列の改変を含み得る。 In certain embodiments, a plurality of cells can be produced by any of the methods for modifying cells disclosed herein, wherein at least 20%, 30%, 40%, 50% of the cells , 60%, 70%, 80% or 90% may comprise sequence alterations within the CCAAT box target region of the human HBG1 gene, HBG2 gene, or combinations thereof.

特定の実施形態では、本明細書で開示される細胞は、薬剤のために使用され得る。特定の実施形態では、細胞は、β-異常ヘモグロビン症の治療で使用され得る。特定の実施形態では、β-異常ヘモグロビン症は、鎌状赤血球症及びβ-サラセミアからなる群から選択され得る。 In certain embodiments, the cells disclosed herein can be used for pharmaceuticals. In certain embodiments, the cells may be used in the treatment of β-hemoglobinopathies. In certain embodiments, the β-hemoglobinopathy can be selected from the group consisting of sickle cell disease and β-thalassemia.

一態様では、本開示は、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%がヒトHBG1又はHBG2遺伝子のCCAATボックス標的領域の配列の改変を含み、上記に開示されたdgRNAを含む方法によって生成された複数の細胞又は細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%がヒトHBG1又はHBG2のCCAATボックス標的領域の配列に改変を含む、上記に開示された方法によって生成された複数の細胞を含む組成物に関する。特定の実施形態では、複数の細胞の少なくとも一部は、赤血球系統内であり得る。特定の実施形態では、複数の細胞は、未修飾の複数の細胞と比較して胎児型ヘモグロビン発現のレベルが増加していることを特徴とし得る。特定の実施形態では、胎児型ヘモグロビンのレベルは、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%増加し得る。特定の実施形態では、組成物は、薬学的に許容可能な担体をさらに含み得る。 In one aspect, the disclosure provides that at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90% of the cells have a sequence modification of the CCAAT box target region of the human HBG1 or HBG2 gene. at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90% of the cells or cells produced by the above-disclosed dgRNA-containing methods are human HBG1 or HBG2 containing alterations in the sequence of the CCAAT box target region of . In certain embodiments, at least a portion of the plurality of cells may be within the erythroid lineage. In certain embodiments, the plurality of cells can be characterized by having increased levels of fetal hemoglobin expression compared to the plurality of unmodified cells. In certain embodiments, the level of fetal hemoglobin may be increased by at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90%. In certain embodiments, the composition may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier.

一態様では、本開示は、上記のdgRNAを含むゲノム編集システムによって修飾された細胞の集団に関し、ここで、細胞の集団は、ゲノム編集システムによって修飾されていない細胞の集団と比較してより高い百分率の生産的インデルを含む。本開示は、ゲノム編集システムによって修飾されていない細胞の集団と比較してより高い百分率の細胞の集団が、HbFを発現する赤血球系統の細胞の集団に分化することができる、上記のdgRNAを含むゲノム編集システムによって修飾された細胞の集団にも関する。特定の実施形態では、より高い百分率は、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%又は少なくとも約40%高いことができる。特定の実施形態では、細胞は、造血幹細胞であり得る。特定の実施形態では、細胞は、赤芽球、赤血球又は赤血球若しくは赤芽球の前駆体に分化することができ得る。特定の実施形態では、インデルは、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)修復以外の修復機序によって生成され得る。 In one aspect, the present disclosure relates to a population of cells modified by a genome editing system comprising a dgRNA as described above, wherein the population of cells is higher than a population of cells not modified by the genome editing system Includes percentage productive indels. The present disclosure includes the above dgRNAs, wherein a higher percentage of the population of cells can differentiate into a population of HbF-expressing erythroid lineage cells compared to a population of cells not modified by the genome editing system. It also relates to populations of cells modified by genome editing systems. In certain embodiments, the higher percentage can be at least about 15%, at least about 20%, at least about 25%, at least about 30%, or at least about 40% higher. In certain embodiments, the cells can be hematopoietic stem cells. In certain embodiments, the cells may be capable of differentiating into erythroids, erythrocytes, or progenitors of erythrocytes or erythrocytes. In certain embodiments, indels may be generated by repair mechanisms other than microhomology-mediated end joining (MMEJ) repair.

本開示は、対象におけるβ-異常ヘモグロビン症を治療するための薬剤の製造における、本明細書で開示される細胞のいずれかの使用にも関する。 The present disclosure also relates to the use of any of the cells disclosed herein in the manufacture of a medicament for treating β-hemoglobinopathy in a subject.

一態様では、本開示は、β-異常ヘモグロビン症の治療を、それを必要とする対象において行う方法であって、本明細書で開示される細胞を対象に投与するステップを含む方法に関する。特定の実施形態では、β-異常ヘモグロビン症の治療を、それを必要とする対象において行う方法は、修飾された造血細胞の集団を対象に投与するステップを含み得、ここで、1つ又は複数の細胞は、本明細書で開示される細胞を改変する方法に従って改変される。特定の実施形態では、方法は、例えば、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間、対象に投与された改変細胞の子孫/娘細胞を、例えば、BM移植CD34+造血幹細胞又はそれらに由来する血液細胞(例えば、骨髄前駆細胞又は分化型骨髄性細胞(例えば、赤血球、肥満細胞、筋芽細胞)の形態で;又はリンパ系前駆細胞又は分化型リンパ球細胞(例えば、Tリンパ球又はBリンパ球、又はNK細胞)を検出することをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、方法は、例えば、分化の偏りなしで、例えば、赤血球系統の分化の偏りなしで、全ての造血細胞系統の再構成をもたらしてもよい。特定の実施形態では、方法は、複数の編集された細胞を投与することを含んでもよく、方法は、BMにおける複数の[少なくとも5、10、15、20、25、...100]異なるHSCクローンの長期生着[例えば、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月間、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間]をもたらしてもよい。特定の実施形態では、方法は、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間、対象における総ヘモグロビン発現のレベルを検出することをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、方法は、健常対象(例えば、総Hbとして(例えば、HbAとHbF(存在する場合)を合わせたもの))と比較して、総ヘモグロビンの[少なくとも50%、少なくとも60%...少なくとも99%]の長期発現[例えば、投与後少なくとも[1、2、3、4、5、6、7、8、12、16、又は20]週間、又は少なくとも[1、2、3、4、5、又は6]か月、又は少なくとも[1、2、3、4、又は5]年間]をもたらしてもよい。特定の実施形態では、改変は、HBG遺伝子のプロモーターのCCAATボックス標的領域内のインデルを含んでもよい。 In one aspect, the present disclosure relates to a method of treating β-hemoglobinopathy in a subject in need thereof, comprising administering cells disclosed herein to the subject. In certain embodiments, a method of treating beta-hemoglobinopathy in a subject in need thereof may comprise administering to the subject a population of modified hematopoietic cells, wherein one or more are modified according to the methods of modifying cells disclosed herein. In certain embodiments, the method comprises, for example, at least [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, or 20] weeks after administration, or at least [1, 2, 3, 4 , 5, or 6] months, or at least [1, 2, 3, 4, or 5] years, progeny/daughter cells of the modified cells administered to the subject, e.g., BM-engrafted CD34+ hematopoietic stem cells or derived from them in the form of blood cells (e.g. myeloid progenitor cells or differentiated myeloid cells (e.g. erythrocytes, mast cells, myoblasts); or lymphoid progenitor cells or differentiated lymphocytic cells (e.g. T lymphocytes or B lymphocytes, or NK cells).In certain embodiments, the method detects all hematopoietic cell lineages, e.g., without differentiation bias, e.g., without differentiation bias of erythroid lineage In certain embodiments, the method may comprise administering a plurality of edited cells, wherein the method comprises administering a plurality of [at least 5, 10, 15, 20, 25,...100] long-term engraftment of different HSC clones [e.g. , 2, 3, 4, 5, or 6] months, or at least [1, 2, 3, 4, or 5] years. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, or 20] weeks, or at least [1, 2, 3, 4, 5, or 6] months, or at least [1, 2 , 3, 4, or 5] years, wherein the method comprises detecting the level of total hemoglobin expression in the subject. [at least 50%, at least 60%... at least 99%] of total hemoglobin [e.g. at least [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, or 20] weeks, or at least [1, 2, 3, 4, 5, or 6] months, or at least [1, 2, 3, 4, or 5] years] In certain embodiments, the modification may comprise an indel within the CCAAT box target region of the promoter of the HBG gene.

一態様では、本開示は、RNA誘導ヌクレアーゼと、第1のガイドRNAとを含むゲノム編集システムに関し、ここで、第1のガイドRNAは、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の側の第1の配列に相補的な第1の標的化ドメインを含み得、第1の配列は、任意選択的に、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域と重なる。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の改変をコード化する鋳型核酸をさらに含み得る。特定の実施形態では、鋳型核酸は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)であり得る。特定の実施形態では、ssODNは、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得る。特定の実施形態では、相同性アームは、長さが対称的であり得る。特定の実施形態では、相同性アームは、長さが非対称的であり得る。特定の実施形態では、ssODNは、1つ又は複数のホスホロチオエート修飾を含み得る。特定の実施形態では、1つ又は複数のホスホロチオエート修飾は、5’末端、3’末端又はそれらの組み合わせであり得る。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖又はマイナス鎖であり得る。特定の実施形態では、改変は、非自然発生の改変であり得る。特定の実施形態では、改変は、CCAATボックス標的領域の欠失を含み得る。特定の実施形態では、欠失は、18nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域、1nt標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなど、長さが約25~約200以上のヌクレオチドであり得;置換配列は、0ヌクレオチドの長さを含み得;3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、18nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、18nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号974又は配列番号975を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、11nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、11nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号976又は配列番号978を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る特定の実施形態では、5’相同性アームは、4nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、4nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号984、配列番号985、配列番号986、配列番号987、配列番号988、配列番号989、配列番号990、配列番号991、配列番号992、配列番号993、配列番号994及び配列番号995からなる群から選択される配列を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、1nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、1nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、相同性アームは、長さが対称的であり得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号982又は配列番号983を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。特定の実施形態では、改変は、自然発生の改変であり得る。特定の実施形態では、改変は、CCAATボックス標的領域の欠失又は変異を含み得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、13nt標的領域、-117G>A標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、改変は、13nt標的領域における13nt欠失若しくは-117G>A標的領域におけるGからAへの置換又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、13nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、13nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号977又は配列番号979を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、13nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、13nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号980又は配列番号981を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9であり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、本明細書で開示されるようなCpf1変異型であり得る。特定の実施形態では、第1の標的化ドメインは、表12、表13に列挙される標的化ドメイン又は表13のgRNAと3ヌクレオチド以下が異なり得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、第2のガイドRNAをさらに含み得、ここで、第2のガイドRNAは、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の側の第2の配列に相補的であり得る、第2の標的化ドメインを含み得、第2の配列は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域と任意選択的に重なる。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、ニッカーゼであり得、任意選択的にRuvC活性を欠く。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、第1及び第2のRNA誘導ヌクレアーゼを含み得る。特定の実施形態では、第1及び第2のRNA誘導ヌクレアーゼは、それぞれ第1及び第2のガイドRNAに複合体化して、第1及び第2のリボ核タンパク質複合体を形成し得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、第3のガイドRNAと、任意選択的に第4のガイドRNAとをさらに含み得、ここで、第3及び第4のガイドRNAは、ヒトBCL11A遺伝子のBCL11A赤血球エンハンサー(BCL11Ae)中のGATA1結合モチーフの位置の反対側にある、第3及び第4の配列と相補的な第3及び第4の標的化ドメインを含み得、第3及び第4の配列の一方又は両方は、任意選択的に、ヒトBCL11A遺伝子のBCL11Ae中のGATA1結合モチーフと重なる。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフの欠失をコード化する核酸鋳型をさらに含み得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9であり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、ニッカーゼであり得、任意選択的にRuvC活性を欠く。特定の実施形態では、第3の標的化ドメインは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ上流の1000ヌクレオチド以内の配列と相補的であり得る。特定の実施形態では、第3の標的化ドメインは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ上流の100ヌクレオチド以内の配列と相補的であり得る。特定の実施形態では、第3及び第4の標的化ドメインの1つは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ下流の100ヌクレオチド以内の配列と相補的であり得る。特定の実施形態では、第4の標的化ドメインは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ下流の50ヌクレオチド以内の配列と相補的であり得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、第1及び第2のRNA誘導ヌクレアーゼを含み得る。特定の実施形態では、第1及び第2のRNA誘導ヌクレアーゼは、それぞれ第3及び第4のガイドRNAに複合体化して、第3及び第4のリボ核タンパク質複合体を形成し得る。 In one aspect, the present disclosure relates to a genome editing system comprising an RNA-guided nuclease and a first guide RNA, wherein the first guide RNA is the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene or combinations thereof. The first sequence optionally overlaps the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene, or combinations thereof. In certain embodiments, the genome editing system may further comprise template nucleic acids encoding modifications of the CCAAT box target regions of the human HBG1, HBG2 genes, or combinations thereof. In certain embodiments, the template nucleic acid can be a single-stranded oligodeoxynucleotide (ssODN) or a double-stranded oligodeoxynucleotide (dsODN). In certain embodiments, an ssODN can include a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' homology arm. In certain embodiments, the homology arms can be symmetrical in length. In certain embodiments, the homology arms may be asymmetric in length. In certain embodiments, ssODNs may include one or more phosphorothioate modifications. In certain embodiments, one or more phosphorothioate modifications can be at the 5' terminus, the 3' terminus, or a combination thereof. In certain embodiments, the ssODN can be plus or minus strand. In certain embodiments, modifications may be non-naturally occurring modifications. In certain embodiments, the modification may include deletion of the CCAAT box target region. In certain embodiments, deletions may comprise 18nt deletions, 11nt deletions, 4nt deletions, 1nt deletions or combinations thereof. In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise an 18nt target region, an 11nt target region, a 4nt target region, a 1nt target region, or a combination thereof. In certain embodiments, the 5' homology arm is from about 25 to about 200 or more nucleotides in length, e.g., at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. the replacement sequence may comprise a length of 0 nucleotides; the 3' homology arm may be at least about 25, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length; can be up to about 200 nucleotides or more. In certain embodiments, the 5' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 18nt target region; The 3' homology arm can comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' to the 18nt target region. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of SEQ ID NO:974 or SEQ ID NO:975. In certain embodiments, the 5' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 11nt target region, The 3' homology arm can comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' to the 11 nt target region. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of SEQ ID NO:976 or SEQ ID NO:978. It may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, on the 5' side, and the 3' homology arm may be 3' of the 4nt target region, for example, 55 bp. It may contain about 50-100 bp of homology, such as ˜95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp. In certain embodiments, the ssODN is SEQ ID NO:984, SEQ ID NO:985, SEQ ID NO:986, SEQ ID NO:987, SEQ ID NO:988, SEQ ID NO:989, SEQ ID NO:990, SEQ ID NO:991, SEQ ID NO:992, SEQ ID NO:993, It may comprise, consist essentially of, or consist of a sequence selected from the group consisting of: No. 994 and SEQ ID No. 995. In certain embodiments, the 5' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 1 nt target region; The 3' homology arm can comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the 1 nt target region. In certain embodiments, the homology arms can be symmetrical in length. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of SEQ ID NO:982 or SEQ ID NO:983. In certain embodiments, modifications may be naturally occurring modifications. In certain embodiments, alterations may include deletion or mutation of the CCAAT box target region. In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise a 13nt target region, a -117G>A target region, or a combination thereof. In certain embodiments, alterations may include 13nt deletions in 13nt target regions or G to A substitutions in -117G>A target regions, or combinations thereof. In certain embodiments, the 5' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 13nt target region; The 3' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the 13nt target region. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of SEQ ID NO:977 or SEQ ID NO:979. In certain embodiments, the 5' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 13nt target region; The 3' homology arm may comprise about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the 13nt target region. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of SEQ ID NO:980 or SEQ ID NO:981. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease is S . It may be S. pyogenes Cas9. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be a Cpf1 mutant as disclosed herein. In certain embodiments, the first targeting domain may differ from the targeting domains listed in Table 12, Table 13 or the gRNA of Table 13 by no more than 3 nucleotides. In certain embodiments, the genome editing system may further comprise a second guide RNA, wherein the second guide RNA is a second guide RNA flanking the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene or combinations thereof. The second targeting domain optionally overlaps the CCAAT box target region of the human HBG1, HBG2 gene, or combinations thereof. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be a nickase, optionally lacking RuvC activity. In certain embodiments, a genome editing system can comprise first and second RNA-guided nucleases. In certain embodiments, the first and second RNA-guided nucleases can complex to the first and second guide RNAs, respectively, to form first and second ribonucleoprotein complexes. In certain embodiments, the genome editing system can further comprise a third guide RNA, and optionally a fourth guide RNA, wherein the third and fourth guide RNAs are of the human BCL11A gene. third and fourth targeting domains complementary to the third and fourth sequences opposite to the location of the GATA1 binding motif in the BCL11A erythroid enhancer (BCL11Ae); optionally overlap with the GATA1 binding motif in BCL11Ae of the human BCL11A gene. In certain embodiments, the genome editing system can further comprise a nucleic acid template encoding a deletion of the GATA1 binding motif in BCL11Ae. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease is S . It may be S. pyogenes Cas9. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be a nickase, optionally lacking RuvC activity. In certain embodiments, the third targeting domain may be complementary to a sequence within 1000 nucleotides upstream of the GATA1 binding motif in BCL11Ae. In certain embodiments, the third targeting domain may be complementary to a sequence within 100 nucleotides upstream of the GATA1 binding motif in BCL11Ae. In certain embodiments, one of the third and fourth targeting domains may be complementary to a sequence within 100 nucleotides downstream of the GATA1 binding motif in BCL11Ae. In certain embodiments, the fourth targeting domain may be complementary to a sequence within 50 nucleotides downstream of the GATA1 binding motif in BCL11Ae. In certain embodiments, a genome editing system can comprise first and second RNA-guided nucleases. In certain embodiments, the first and second RNA-guided nucleases can complex to the third and fourth guide RNAs, respectively, to form third and fourth ribonucleoprotein complexes.

一態様では、本開示は、細胞を改変する方法であって、細胞をゲノム編集システムに接触させるステップを含む方法に関する。特定の実施形態では、細胞をゲノム編集システムに接触させるステップは、細胞を、第1及び第2のリボ核タンパク質複合体を含む溶液に接触させるステップを含み得る。特定の実施形態では、細胞を溶液に接触させるステップは、細胞を電気穿孔するステップをさらに含み得、それによって第1及び第2のリボ核タンパク質複合体が細胞内に導入される。特定の実施形態では、細胞を改変する方法は、細胞をゲノム編集システムに接触させるステップをさらに含み得、細胞をゲノム編集システムに接触させるステップは、細胞を、第1、第2、第3及び任意選択的に第4のリボ核タンパク質複合体を含む溶液に接触させるステップを含み得る。特定の実施形態では、細胞を溶液に接触させるステップは、細胞を電気穿孔するステップをさらに含み得、それによって第1、第2、第3及び任意選択的に第4のリボ核タンパク質複合体が細胞内に導入される。特定の実施形態では、細胞は、赤芽球、赤血球又は赤血球若しくは赤芽球の前駆体に分化することができ得る。特定の実施形態では、細胞は、CD34細胞であり得る。 In one aspect, the present disclosure relates to a method of modifying a cell comprising contacting the cell with a genome editing system. In certain embodiments, contacting the cell with the genome editing system can comprise contacting the cell with a solution comprising the first and second ribonucleoprotein complexes. In certain embodiments, contacting the cell with the solution may further comprise electroporating the cell, thereby introducing the first and second ribonucleoprotein complexes into the cell. In certain embodiments, the method of modifying a cell can further comprise contacting the cell with a genome editing system, wherein the step of contacting the cell with the genome editing system comprises: Optionally, contacting with a solution comprising a fourth ribonucleoprotein complex may be included. In certain embodiments, contacting the cell with the solution may further comprise electroporating the cell, whereby the first, second, third and optionally fourth ribonucleoprotein complexes are introduced into cells. In certain embodiments, the cells may be capable of differentiating into erythroids, erythrocytes or progenitors of erythrocytes or erythrocytes. In certain embodiments, the cells can be CD34 + cells.

一態様では、本開示は、細胞を改変するCRISPR媒介方法であって、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子の位置c.-106~-120の細胞のゲノム内に第1のDNA一本鎖切断(SSB)又は二本鎖切断(DSB)を導入するステップと;任意選択的に、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子の位置c.-106~-120の細胞のゲノム内に第2のSSB又はDSBを導入するステップとを含むCRISPR媒介方法に関し、ここで、第1及び第2のSSB又はDSBは、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子のCCAATボックス標的領域を改変する様式で細胞によって修復され得る。特定の実施形態では、第1及び第2のSSB又はDSBは、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子のCCAATボックス標的領域の改変をもたらす様式で細胞によって修復され得る。特定の実施形態では、CRISPR媒介方法は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の改変をコード化する鋳型核酸をさらに含み得る。特定の実施形態では、鋳型核酸は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)であり得る。特定の実施形態では、ssODNは、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖又はマイナス鎖であり得る。特定の実施形態では、改変は、非自然発生の改変であり得る。特定の実施形態では、第1及び第2のSSB又はDSBは、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子のCCAATボックス標的領域にインデル、欠失又は挿入の少なくとも1つの形成をもたらす様式で細胞によって修復され得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域、1nt標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得;置換配列は、0ヌクレオチドの長さを含み得;3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域又は1nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域又は1nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号974、配列番号975、配列番号976、配列番号978、配列番号984、配列番号985、配列番号986、配列番号987、配列番号988、配列番号989、配列番号990、配列番号991、配列番号992、配列番号993、配列番号994、配列番号995、配列番号982及び配列番号983からなる群から選択される配列を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。特定の実施形態では、改変は、非自然発生の改変であり得る。特定の実施形態では、第1及び第2のSSB又はDSBは、ヒトHBG1又はHBG2遺伝子のCCAATボックス標的領域にインデル、欠失又は挿入の少なくとも1つの形成をもたらす様式で細胞によって修復され得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、13nt標的領域、-117G>A標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、改変は、13nt標的領域における13nt欠失若しくは-117G>A標的領域におけるGからAへの置換又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、13nt標的領域又は-117G>A標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、13nt標的領域又は-117G>A標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号977又は配列番号979、配列番号980又は配列番号981からなる群から選択される配列を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。 In one aspect, the present disclosure provides a CRISPR-mediated method of modifying a cell, wherein the human HBG1 or HBG2 gene is located at c. introducing a first DNA single-strand break (SSB) or double-strand break (DSB) into the genome of cells from -106 to -120; optionally, the location of the human HBG1 or HBG2 gene; c. introducing a second SSB or DSB into the genome of -106 to -120 cells, wherein the first and second SSB or DSB are CCAAT of the human HBG1 or HBG2 gene It can be repaired by cells in a manner that alters the box target region. In certain embodiments, the first and second SSBs or DSBs can be repaired by the cell in a manner that results in alteration of the CCAAT box target region of the human HBG1 or HBG2 gene. In certain embodiments, the CRISPR-mediated method may further comprise template nucleic acids encoding modifications of the CCAAT box target regions of the human HBG1, HBG2 genes, or combinations thereof. In certain embodiments, the template nucleic acid can be a single-stranded oligodeoxynucleotide (ssODN). In certain embodiments, an ssODN can include a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' homology arm. In certain embodiments, the ssODN can be plus or minus strand. In certain embodiments, modifications may be non-naturally occurring modifications. In certain embodiments, the first and second SSBs or DSBs can be repaired by the cell in a manner that results in the formation of at least one of indels, deletions or insertions in the CCAAT box target region of the human HBG1 or HBG2 gene. In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise an 18nt target region, an 11nt target region, a 4nt target region, a 1nt target region, or a combination thereof. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 or more nucleotides, e.g., at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length; A sequence can comprise a length of 0 nucleotides; a 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. It can be more than In certain embodiments, the 5' homology arm is 5', such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' of the 18 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region or 1 nt target region. and the 3' homology arm is 3' of the 18 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region or 1 nt target region, such as 55-95, 60-90, 70- It may contain about 50-100 bp of homology, such as 90 or 80-90 bp. In certain embodiments, the ssODN is SEQ ID NO:974, SEQ ID NO:975, SEQ ID NO:976, SEQ ID NO:978, SEQ ID NO:984, SEQ ID NO:985, SEQ ID NO:986, SEQ ID NO:987, SEQ ID NO:988, SEQ ID NO:989, may comprise or consist essentially of a sequence selected from the group consisting of: 990, 991, 992, 993, 994, 995, 982 and 983 , or may consist of In certain embodiments, modifications may be non-naturally occurring modifications. In certain embodiments, the first and second SSBs or DSBs can be repaired by the cell in a manner that results in the formation of at least one of indels, deletions or insertions in the CCAAT box target region of the human HBG1 or HBG2 gene. In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise a 13nt target region, a -117G>A target region, or a combination thereof. In certain embodiments, alterations may include 13nt deletions in 13nt target regions or G to A substitutions in -117G>A target regions, or combinations thereof. In certain embodiments, the 5' homology arm is about 50-100 bp, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 13nt target region or -117G>A target region. and the 3′ homology arm extends from about 50 to It can contain 100 bp of homology. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO:977 or SEQ ID NO:979, SEQ ID NO:980 or SEQ ID NO:981.

一態様では、本開示は、本明細書で開示される細胞を改変する方法によって生成された複数の細胞を含み得る組成物に関し、ここで、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の配列の改変を含み得る。特定の実施形態では、改変は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせの18nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失、13nt欠失、-117におけるGからAへの置換を含み得る。特定の実施形態では、複数の細胞の少なくとも一部は、赤血球系統内であり得る。特定の実施形態では、複数の細胞は、未修飾の複数の細胞と比較して胎児型ヘモグロビン発現のレベルが増加していることを特徴とし得る。特定の実施形態では、胎児型ヘモグロビンのレベルは、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%増加し得る。特定の実施形態では、組成物は、薬学的に許容可能な担体をさらに含み得る。 In one aspect, the present disclosure relates to compositions that can comprise a plurality of cells produced by the methods of modifying cells disclosed herein, wherein at least 20%, 30%, 40%, 50% of the cells %, 60%, 70%, 80% or 90% may comprise sequence alterations of the CCAAT box target region of the human HBG1 gene, HBG2 gene or combinations thereof. In certain embodiments, the modification comprises an 18 nt deletion, 11 nt deletion, 4 nt deletion, 1 nt deletion, 13 nt deletion, G to A substitution at −117 of the human HBG1 gene, HBG2 gene, or combinations thereof. can contain. In certain embodiments, at least a portion of the plurality of cells may be within the erythroid lineage. In certain embodiments, the plurality of cells can be characterized by an increased level of fetal hemoglobin expression compared to the plurality of unmodified cells. In certain embodiments, the level of fetal hemoglobin may be increased by at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90%. In certain embodiments, the composition may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier.

一態様では、本開示は、本明細書で開示される細胞を改変する方法によって生成された合成遺伝子型を含む細胞に関し、ここで、細胞は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせの18nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失、13nt欠失、-117におけるGからAへの置換を含み得る。 In one aspect, the disclosure relates to a cell comprising a synthetic genotype produced by the methods of modifying a cell disclosed herein, wherein the cell comprises 18 nt of the human HBG1 gene, HBG2 gene, or combinations thereof. deletion, 11 nt deletion, 4 nt deletion, 1 nt deletion, 13 nt deletion, G to A substitution at -117.

一態様では、本開示は、本明細書で開示される細胞を改変する方法によって生成されたHBG遺伝子座の少なくとも1つの対立遺伝子を含む細胞に関し、ここで、細胞は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせの18nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失、13nt欠失、-117におけるGからAへの置換をコード化し得る。 In one aspect, the disclosure relates to a cell comprising at least one allele of the HBG locus produced by the methods of modifying a cell disclosed herein, wherein the cell comprises the human HBG1 gene, the HBG2 gene or a G to A substitution at 18nt deletion, 11nt deletion, 4nt deletion, 1nt deletion, 13nt deletion, -117 of any combination thereof.

一態様では、本開示は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の非自然発生の改変をコード化する鋳型核酸を含み得るAAVベクターに関する。特定の実施形態では、鋳型核酸は、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)であり得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域、1nt標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなど、長さが約25~約200以上のヌクレオチドであり得;置換配列は、0ヌクレオチドの長さを含み得;3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域又は1nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域又は1nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号974~976、配列番号978、配列番号982~995からなる群から選択される配列を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。 In one aspect, the present disclosure relates to AAV vectors that can include template nucleic acids encoding non-naturally occurring modifications of the CCAAT box target regions of human HBG1, HBG2 genes, or combinations thereof. In certain embodiments, the template nucleic acid can be a single-stranded oligodeoxynucleotide (ssODN). In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise an 18nt target region, an 11nt target region, a 4nt target region, a 1nt target region, or a combination thereof. In certain embodiments, an ssODN can include a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' homology arm. In certain embodiments, the 5' homology arm is from about 25 to about 200 or more nucleotides in length, e.g., at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. the replacement sequence may comprise a length of 0 nucleotides; the 3' homology arm may be at least about 25, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length; can be up to about 200 nucleotides or more. In certain embodiments, the 5' homology arm is 5', such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' of the 18 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region or 1 nt target region. and the 3' homology arm is 3' of the 18 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region or 1 nt target region, such as 55-95, 60-90, 70- It may contain about 50-100 bp of homology, such as 90 or 80-90 bp. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs:974-976, SEQ ID NOs:978, SEQ ID NOs:982-995.

一態様では、本開示は、ヒトHBG1、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の非自然発生の改変をコード化する鋳型核酸を含むヌクレオチド配列に関する。特定の実施形態では、鋳型核酸は、改変を含む一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(ssODN)又は二本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(dsODN)であり得る。特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域は、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域、1nt標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなど、長さが約25~約200以上のヌクレオチドであり得;置換配列は、0ヌクレオチドの長さを含み得;3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域又は1nt標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得、3’相同性アームは、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域又は1nt標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含み得る。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号974~976、配列番号978、配列番号982~995からなる群から選択される配列を含み得るか、それから本質的になり得るか、又はそれからなり得る。 In one aspect, the present disclosure relates to nucleotide sequences comprising template nucleic acids that encode non-naturally occurring modifications of the CCAAT box target regions of human HBG1, HBG2 genes, or combinations thereof. In certain embodiments, the template nucleic acid can be a single-stranded oligodeoxynucleotide (ssODN) or a double-stranded oligodeoxynucleotide (dsODN) containing modifications. In certain embodiments, a CCAAT box target region may comprise an 18nt target region, an 11nt target region, a 4nt target region, a 1nt target region, or a combination thereof. In certain embodiments, an ssODN can include a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' homology arm. In certain embodiments, the 5' homology arm is from about 25 to about 200 or more nucleotides in length, e.g., at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. the replacement sequence may comprise a length of 0 nucleotides; the 3' homology arm may be at least about 25, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length; can be up to about 200 nucleotides or more. In certain embodiments, the 5' homology arm is 5', such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' of the 18 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region or 1 nt target region. and the 3' homology arm is 3' of the 18 nt target region, 11 nt target region, 4 nt target region or 1 nt target region, such as 55-95, 60-90, 70- It may contain about 50-100 bp of homology, such as 90 or 80-90 bp. In certain embodiments, the ssODN may comprise, consist essentially of, or consist of a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs:974-976, SEQ ID NOs:978, SEQ ID NOs:982-995.

一態様では、本開示は、合成遺伝子型を含む細胞に関し、ここで、細胞は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせの18nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失、13nt欠失、-117におけるGからAへの置換を含み得る。 In one aspect, the disclosure relates to a cell comprising a synthetic genotype, wherein the cell comprises an 18 nt deletion, 11 nt deletion, 4 nt deletion, 1 nt deletion, 13 nt deletion of the human HBG1 gene, HBG2 gene, or combinations thereof. The deletion may include a G to A substitution at -117.

一態様では、本開示は、本明細書で開示される細胞を改変する方法によって生成された細胞の集団を含む組成物に関し、細胞は、未修飾の細胞の集団と比較してヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせのCCAATボックス標的領域の配列のより高い頻度の改変を含む。特定の実施形態では、より高い頻度は、少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%高い。特定の実施形態では、改変は、ヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はそれらの組み合わせの18nt欠失、11nt欠失、4nt欠失、1nt欠失、13nt欠失、-117におけるGからAへの置換を含む。特定の実施形態では、細胞の集団の少なくとも一部は、赤血球系統内にある。 In one aspect, the disclosure relates to a composition comprising a population of cells produced by a method of modifying cells disclosed herein, wherein the cells have the human HBG1 gene, compared to the population of unmodified cells, Including more frequent alterations in the sequence of the CCAAT box target region of the HBG2 gene or combinations thereof. In certain embodiments, the higher frequency is at least about 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90% higher. In certain embodiments, the modification comprises an 18 nt deletion, 11 nt deletion, 4 nt deletion, 1 nt deletion, 13 nt deletion, G to A substitution at −117 of the human HBG1 gene, HBG2 gene, or combinations thereof. include. In certain embodiments, at least a portion of the population of cells is within the erythroid lineage.

この一覧は、包括的及び限定的なものではなく、例示的及び説明的なものであることが意図される。追加的な態様及び実施形態は、本開示の残りの部分及び特許請求の範囲に記載されるか又はそれらから明らかにされ得る。 This list is intended to be exemplary and descriptive rather than comprehensive and exclusive. Additional aspects and embodiments may be described or apparent from the remaining portions of the disclosure and claims.

添付の図面は、本開示の特定の態様及び実施形態の包括的ではなく、むしろ例示的で概略的な例を提供することを意図している。図面は、任意の特定の理論又はモデルを限定することも又はそれに拘束されることも意図されず、必ずしも縮尺通りではない。上記を限定することなく、核酸及びポリペプチドは、線状配列として又は概略的な二次元若しくは三次元構造として描写され得;これらの描写は、それらの構造に関する任意の特定のモデル又は理論を限定することも又はそれに拘束されることもなく、むしろ例示的であることを意図している。 The accompanying drawings are intended to provide illustrative, schematic examples, rather than exhaustive, of certain aspects and embodiments of the present disclosure. The drawings are not intended to be limiting or bound by any particular theory or model, and are not necessarily to scale. Without limiting the above, nucleic acids and polypeptides may be depicted as linear sequences or as schematic two- or three-dimensional structures; these depictions limit any particular model or theory as to their structure. are intended to be illustrative rather than intended to be or be bound by.

図1は、ヒト染色体11上のβ-グロビン遺伝子クラスターに関連してHBG1及びHBG2遺伝子を概略的に示す。図1.β-グロビン遺伝子クラスター内の各遺伝子は、近位プロモーターによって転写調節される。いかなる特定の理論による拘束も望まないが、一般に、Aγ及び/又はGγ発現は、近位のプロモーターと、遠位の強赤血球特異的エンハンサーである遺伝子座制御領域(LCR)との間の係合によって活性化されると考えられる。LCRによる長距離トランス活性化は、クロマチン配置/立体配座の改変によって媒介されると考えられている。LCRは、4つの赤血球特異的Dnase I高感受性部位(HS1~4)及び2つの遠位エンハンサー要素(5’HS及び3’HS1)でマークされる。β様遺伝子グロビン遺伝子発現は、発達段階特異的に調節され、グロビン遺伝子変化の発現は、血液産生の主要部位の変化と一致する。FIG. 1 schematically shows the HBG1 and HBG2 genes in relation to the β-globin gene cluster on human chromosome 11. FIG. Figure 1. Each gene within the β-globin gene cluster is transcriptionally regulated by a proximal promoter. While not wishing to be bound by any particular theory, in general, and/or expression occurs between the proximal promoter and the distal strong cell-specific enhancer locus control region (LCR). It is believed to be activated by engagement. Long-range transactivation by LCR is believed to be mediated by alterations in chromatin arrangement/conformation. The LCR is marked with four erythrocyte-specific Dnase I hypersensitive sites (HS1-4) and two distal enhancer elements (5'HS and 3'HS1). The beta-like gene globin gene expression is regulated in a developmental stage-specific manner, and expression of globin gene alterations coincides with alterations at major sites of blood production. 図2A~2Bは、HBG1及びHBG2遺伝子、コード化配列(CDS)及び患者において同定され、胎児型ヘモグロビン(HbF)の上昇と関連付けられているHBG1及びHBG2近位プロモーター内及びその上流における小規模な欠失及び点変異を示す。胎児型ヘモグロビン(HPFH)の遺伝性持続性を有する一部の患者において欠失している、近位プロモーター(CAATボックス、13nt配列)内のコア要素。gRNA結合標的部位についてスクリーニングされた各遺伝子座の「標的配列」領域も同定されている。Figures 2A-2B show the HBG1 and HBG2 genes, the coding sequences (CDSs) and small scales within and upstream of the HBG1 and HBG2 proximal promoters identified in patients and associated with elevated fetal hemoglobin (HbF). Deletions and point mutations are indicated. A core element within the proximal promoter (CAAT box, 13nt sequence) that is deleted in some patients with hereditary persistence of fetal hemoglobin (HPFH). The "target sequence" region of each locus screened for gRNA binding target sites has also been identified. 図3は、アシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種Cpf1(「AsCpf1」)の変異型、すなわちガイドRNA HBG1-1(OLI13620)(表6)に複合体化したHis-AsCpf1-nNLS(配列番号1000)及びHis-AsCpf1-sNLS-sNLS(配列番号1001)(「His-AsCpf1-nNLS_HBG1-1 RNP」及び「His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP」)で電気穿孔されたmPB CD34+細胞のHBGの遺伝子編集を示す。RNPは、5μM又は20μMで電気穿孔された。Figure 3 shows a mutant form of Acidaminococcus sp. and the HBG gene of mPB CD34+ cells electroporated with His-AsCpf1-sNLS-sNLS (SEQ ID NO: 1001) (“His-AsCpf1-nNLS_HBG1-1 RNP” and “His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP”) Indicates editing. RNP was electroporated at 5 μM or 20 μM. 図4A~4Cは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP単独で又は様々なssODNとの組み合わせで電気穿孔されたmPB CD34+細胞のHBGの遺伝子編集を示す。図4Aは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP単独での又はOLI164324(「-4nt-鎖」)、OLI16430(「-4nt+鎖」)、OLI16410(「-18nt-鎖」)若しくはOLI16409(「-18nt+鎖」)との組み合わせによる電気穿孔の72時間後、HBG PCR産物の配列決定によって検出されたインデルの百分率を示す。図4Bは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP単独での又はOLI16410(「-18nt-鎖」)又はOLI16409(「-18nt+鎖」)との組み合わせによる電気穿孔の72時間後、HBG PCR産物を配列決定することで検出された正確な18ヌクレオチド欠失インデルの百分率を示す(表7)。Figures 4A-4C show gene editing of HBG in mPB CD34+ cells electroporated with His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP alone or in combination with various ssODNs. Figure 4A shows His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP alone or OLI164324 ("-4nt-strand"), OLI16430 ("-4nt+strand"), OLI16410 ("-18nt-strand") or OLI16409 (" -18nt+strand") shows the percentage of indels detected by sequencing of HBG PCR products after 72 hours of electroporation. FIG. 4B shows HBG PCR products 72 hours after electroporation with His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP alone or in combination with OLI16410 (“−18nt−strand”) or OLI16409 (“−18nt+strand”). The percentage of correct 18-nucleotide deletion indels detected by sequencing is shown (Table 7). 図4Cは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP単独での又はOLI16410(「-18nt-鎖」)又はOLI16409(「-18nt+鎖」)との組み合わせによる電気穿孔の72時間後、HBG PCR産物を配列決定することで検出された全てのインデル内の正確な18nt欠失の百分率を示す。FIG. 4C shows HBG PCR products 72 hours after electroporation with His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP alone or in combination with OLI16410 (“−18nt−strand”) or OLI16409 (“−18nt+strand”). The percentage of correct 18nt deletions within all indels detected by sequencing is shown. 図5A~5Fは、組み合わせて使用される、HBG1-1標的領域とS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 gRNAとの対の概略図を示す。図5Aは、HBG1-1 gRNA(表9の配列番号1002に記載されるRNA標的化ドメインを含む)の標的領域を示す。HBGプロモーターの遠位CCAATボックス(すなわちHBG1/2 c.-111~-115)は、灰色のボックスで示される。図5Bは、HBG1-1の標的領域、HBGの遠位CCAATボックス及び標的領域SpA gRNA(表9の配列番号941標的化ドメインを含む)を示す。図5Cは、HBG1-1の標的領域、HBGの遠位CCAATボックス及び標的領域SpG gRNA(表9の配列番号359標的化ドメインを含む)を示す。図5Dは、HBG1-1の標的領域、HBGの遠位CCAATボックス、tSpA死滅gRNAの標的領域(「dgRNA」)(表9の配列番号326の標的化ドメインを含む)及びSp182 dgRNAの標的領域(表15の配列番号1028の標的化ドメインを含む)を示す。図5Eは、HBG1-1の標的領域、HBGの遠位CCAATボックス及びtSpA dgRNA(表9の配列番号326の標的化ドメインを含む)を示す。図5Fは、HBG1-1の標的領域、HBGの遠位CCAATボックス及び標的領域Sp182 dgRNA(表9の配列番号1028標的化ドメインを含む)を示す。Figures 5A-5F show the HBG1-1 target region and S. cerevisiae used in combination. Schematic representation of pairing with S. Pyogenes Cas9 gRNA. FIG. 5A shows the target region of HBG1-1 gRNA (comprising the RNA targeting domain set forth in SEQ ID NO: 1002 of Table 9). The distal CCAAT box of the HBG promoter (ie HBG1/2 c.-111 to -115) is indicated by a gray box. FIG. 5B shows the target region of HBG1-1, the distal CCAAT box of HBG and the target region SpA gRNA (including SEQ ID NO:941 targeting domain of Table 9). FIG. 5C shows the target region of HBG1-1, the distal CCAAT box of HBG and the target region SpG gRNA (including SEQ ID NO:359 targeting domain of Table 9). FIG. 5D shows the target region of HBG1-1, the distal CCAAT box of HBG, the target region (“dgRNA”) of tSpA-killing gRNA (including the targeting domain of SEQ ID NO:326 in Table 9) and the target region of Sp182 dgRNA ( including the targeting domain of SEQ ID NO: 1028 in Table 15). FIG. 5E shows the target region of HBG1-1, the distal CCAAT box of HBG and the tSpA dgRNA (comprising the targeting domain of SEQ ID NO:326 of Table 9). FIG. 5F shows the target region of HBG1-1, the distal CCAAT box of HBG and the target region Sp182 dgRNA (including SEQ ID NO: 1028 targeting domain of Table 9). 図6A~6Bは、HBGプロモーター領域を標的化するHBG1-1-AsCpf1-RNPを使用した、mPB CD34+細胞の生体外編集によって達成されるHbF発現を示す。図6Aは、Amaxa電気穿孔を介した、5μM又は20μMのHBG1-1-AsCpf1-RNP(「HBG-1-1」)の送達に続く、mPB CD34+細胞内のHBGプロモーター領域における編集の結果を示す。Amaxa電気穿孔を介した20μMのHBG1-1-AsCpf1-RNPの送達は、最大で約43%の編集と、21%のHbF誘導(バックグラウンドレベルを上回る)とをもたらす。HbFレベルは、mPB CD34+細胞の赤血球子孫上でUPLC解析によって測定された、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ-グロビン鎖発現レベルを示す黒丸で表わされる。灰色バーは、HBG PCR産物の次世代配列決定法(NGS)によって検出された、電気穿孔の72時間後におけるインデルの百分率を示す。図6Bは、MaxCyte電気穿孔を介した、5μM又は20μMのHBG1-1-AsCpf1-RNP(「HBG-1-1」)の送達に続く、mPB CD34+細胞内のHBGプロモーター領域における編集の結果を示す。MaxCyte電気穿孔を介した20μMのHBG1-1-AsCpf1-RNPの送達は、最大で約16%の編集と、7%のHbF誘導(バックグラウンドレベルを上回る)とをもたらす。HbFレベルは、mPB CD34+細胞の赤血球子孫上でUPLC解析によって測定された、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ-グロビン鎖発現レベルを示す黒丸で表わされる。灰色バーは、HBG PCR産物のNGSによって検出された、電気穿孔の72時間後におけるインデルの百分率を示す。Figures 6A-6B show HbF expression achieved by ex vivo editing of mPB CD34+ cells using HBG1-1-AsCpf1-RNP targeting the HBG promoter region. FIG. 6A shows the results of editing in the HBG promoter region in mPB CD34+ cells following delivery of 5 μM or 20 μM HBG1-1-AsCpf1-RNP (“HBG-1-1”) via Amaxa electroporation. . Delivery of 20 μM HBG1-1-AsCpf1-RNP via Amaxa electroporation results in up to approximately 43% editing and 21% HbF induction (above background levels). HbF levels are represented by filled circles representing γ-globin chain expression levels relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) measured by UPLC analysis on erythroid progeny of mPB CD34+ cells. Gray bars indicate the percentage of indels 72 hours after electroporation detected by next generation sequencing (NGS) of HBG PCR products. FIG. 6B shows the results of editing in the HBG promoter region in mPB CD34+ cells following delivery of 5 μM or 20 μM HBG1-1-AsCpf1-RNP (“HBG-1-1”) via MaxCyte electroporation. . Delivery of 20 μM HBG1-1-AsCpf1-RNP via MaxCyte electroporation results in up to approximately 16% editing and 7% HbF induction (above background levels). HbF levels are represented by filled circles representing γ-globin chain expression levels relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) measured by UPLC analysis on erythroid progeny of mPB CD34+ cells. Gray bars indicate the percentage of indels detected by NGS of HBG PCR products at 72 hours post-electroporation. 図7は、様々なS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 WT又はCas9 D10A RNPを同時送達することによる、Maxcyte装置上のHBGプロモーター領域における、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPによる強化された編集を示す。「S.Py D10A」は、Cas9 D10Aニッカーゼタンパク質を表し、「S.Py WT」は、Cas9WTタンパク質を表す。試験されたRNPには、SpA-D10A-RNP、SpG-D10A-RNP、tSpA-Cas9-RNP、Sp182-Cas9-RNP及びtSpA-Cas9-RNP+Sp182-Cas9-RNP(表8)が含まれる。HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(「HBG1-1」)単独での又はS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 RNP又はRNP対と組み合わせた送達に続く、HBGプロモーター領域における全編集(灰色バー)及び関連するHbFタンパク質誘導(黒丸)が示される。HbFレベルは、mPB CD34+細胞の赤血球子孫上でUPLC解析によって測定された、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ-グロビン鎖発現レベルを示す黒丸で表わされる。灰色バーは、HBG PCR産物のNGSによって検出されたインデルの百分率を示す。FIG. 7 shows various S. Enhanced editing by HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP in the HBG promoter region on the Maxcyte apparatus by co-delivery of S. pyogenes Cas9 WT or Cas9 D10A RNP. "S.Py D10A" refers to the Cas9 D10A nickase protein and "S.Py WT" refers to the Cas9WT protein. The RNPs tested included SpA-D10A-RNP, SpG-D10A-RNP, tSpA-Cas9-RNP, Sp182-Cas9-RNP and tSpA-Cas9-RNP+Sp182-Cas9-RNP (Table 8). HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (“HBG1-1”) alone or S. Shown is total editing in the HBG promoter region (grey bars) and associated HbF protein induction (filled circles) following delivery in combination with S. pyogenes Cas9 RNPs or RNP pairs. HbF levels are represented by filled circles representing γ-globin chain expression levels relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) measured by UPLC analysis on erythroid progeny of mPB CD34+ cells. Gray bars indicate the percentage of indels detected by NGS of HBG PCR products. 図8は、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(「HBG1-1」)単独での又は様々なS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 WT又はCas9 D10A RNPと組み合わせたMaxCyte送達に続くmPB CD34+細胞の生存率を示す。「S.Py D10A」は、Cas9 D10Aニッカーゼタンパク質を表し、「S.Py WT」は、Cas9WTタンパク質を表す。試験されたRNPには、SpA-D10A-RNP、SpG-D10A-RNP、tSpA-Cas9-RNP、Sp182-Cas9-RNP及びtSpA-Cas9-RNP+Sp182-Cas9-RNP(表8)が含まれる。電気穿孔の24時間後、DAPI染色及びフローサイトメトリー解析によって生存率を測定した。FIG. 8 shows HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (“HBG1-1”) alone or various S. Figure 2 shows viability of mPB CD34+ cells following MaxCyte delivery in combination with S. Pyogenes Cas9 WT or Cas9 D10A RNP. "S.Py D10A" refers to the Cas9 D10A nickase protein and "S.Py WT" refers to the Cas9WT protein. The RNPs tested included SpA-D10A-RNP, SpG-D10A-RNP, tSpA-Cas9-RNP, Sp182-Cas9-RNP and tSpA-Cas9-RNP+Sp182-Cas9-RNP (Table 8). Twenty-four hours after electroporation, viability was measured by DAPI staining and flow cytometric analysis. 図9A~9Bは、標的領域におけるHBG1-1-AsCpf1H800A-RNP及びD10A-Cas9 RNPの切断部位並びにHBG1-1-AsCpf1H800A-RNPとD10A RNPとの同時送達から得られる編集プロファイルを示す。図9Aは、標的領域の各鎖上のHBG1-1-AsCpf1H800A-RNP切断部位の位置(薄い灰色の矢印)並びにSpG-D10A-RNP及びSpA-D10A-RNP(表8)によって標的化されるニッキング部位(濃い矢印)の位置を示す。9A-9B show the cleavage sites of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP and D10A-Cas9 RNP in the target region and the editing profile resulting from co-delivery of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP and D10A RNP. FIG. 9A shows the location of the HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP cleavage site on each strand of the target region (light gray arrows) and the nicking targeted by SpG-D10A-RNP and SpA-D10A-RNP (Table 8). Locations of sites (dark arrows) are indicated. 図9Bは、mPB CD34+の電気穿孔の72時間後における、HBG PCR産物のNGS分析によって検出される、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(「HBG1-1 RNP」)とSpG-D10A-RNP(「spG RNP」)又はSpA-D10A-RNP(「spA RNP」)との同時送達から得られる編集プロファイルを示す(表8)。X軸は、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPプラス鎖切断部位に対するインデルの中心のゲノム位置を表す。Y軸は、インデルの長さを表わし、欠失は、負の値として表わされ、挿入は、正の値として表わされる。各インデルの全頻度は、シンボルの面積によって表わされる。0.1%以上の頻度で生じるインデルが示される。SpG及びSpA標的部位は、破線によって示される。FIG. 9B shows HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (“HBG1-1 RNP”) and SpG-D10A-RNP (“spG1-1 RNP”) detected by NGS analysis of HBG PCR products 72 hours after electroporation of mPB CD34+ RNP") or SpA-D10A-RNP ("spA RNP") co-delivery profiles are shown (Table 8). The X-axis represents the genomic position of the center of the indel relative to the HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP plus-strand break site. The Y-axis represents the length of the indels, deletions are represented as negative values and insertions as positive values. The total frequency of each indel is represented by the area of the symbol. Indels occurring at a frequency of 0.1% or greater are indicated. SpG and SpA target sites are indicated by dashed lines. 図10A~10Bは、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPとSp182-Cas9-RNPとの同時送達が、電気穿孔の72時間後におけるHBG PCR産物のNGS分析によって検出されるように、インデルプロファイルの実質的な改変なしに全インデル及び遠位のCCAATボックス妨害インデルの増加をもたらすことを示す。図10Aは、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(「HBG1-1 RNP」)単独での又はSp182-Cas9-RNP(「sp182 RNP」)との組み合わせによる編集に続くインデルプロファイルを示す。X軸は、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPプラス鎖切断部位に対するインデルの中心のゲノム位置を表す。Y軸は、インデルの長さを表わし、欠失は、負の値として表わされ、挿入は、正の値として表わされる。各インデルの全頻度は、シンボルの面積によって表わされる。0.1%以上の頻度で生じるインデルが示される。Sp182標的部位は、点線で示される。Figures 10A-10B show a substantial indel profile as co-delivery of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP and Sp182-Cas9-RNP was detected by NGS analysis of HBG PCR products 72 hours after electroporation. We show that total indels and distal CCAAT box-blocking indels are increased without significant alteration. FIG. 10A shows indel profiles following editing with HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (“HBG1-1 RNP”) alone or in combination with Sp182-Cas9-RNP (“sp182 RNP”). The X-axis represents the genomic position of the center of the indel relative to the HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP plus-strand break site. The Y-axis represents the length of the indels, deletions are represented as negative values and insertions as positive values. The total frequency of each indel is represented by the area of the symbol. Indels occurring at a frequency of 0.1% or greater are indicated. The Sp182 target site is indicated by a dotted line. 図10Bは、遠位CCAATボックス配列の0nt、1nt、2nt、3nt、4nt又は5nt全体のいずれかを妨害するインデルの頻度を示す。FIG. 10B shows the frequency of indels that interfere with either the entire 0nt, 1nt, 2nt, 3nt, 4nt or 5nt of the distal CCAAT box sequence. 図11は、Sp182-Cas9-RNPと同時送達されたHBG1-1-AsCpf1H800A-RNPの最適用量が全編集及びHbF産生の増加をもたらすことを示す(表8)。HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(「HBG1-1」)をSp182-Cas9-RNP(「Sp182」)と一緒にRNP対として送達することにより、最大34%のHbF誘導(バックグラウンドを上回る)(黒丸)を有するHBGプロモーター領域における92%を超える編集(灰色のバー)が達成された。12μMでSp182-Cas9-RNPを単独で送達した場合、編集は、観察されなかった。HbFレベルは、mPB CD34+細胞の赤血球子孫上でUPLC解析によって測定された、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ-グロビン鎖発現レベルを示す黒丸で表わされる。灰色バーは、HBG PCR産物のNGSによって検出されたインデルの百分率を示す。FIG. 11 shows that optimal doses of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP co-delivered with Sp182-Cas9-RNP result in increased total editing and HbF production (Table 8). Delivery of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (“HBG1-1”) together with Sp182-Cas9-RNP (“Sp182”) as an RNP pair resulted in up to 34% HbF induction (above background) (filled circles) ) was achieved (grey bars) in the HBG promoter region. No editing was observed when Sp182-Cas9-RNP was delivered alone at 12 μM. HbF levels are represented by filled circles representing γ-globin chain expression levels relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) measured by UPLC analysis on erythroid progeny of mPB CD34+ cells. Gray bars indicate the percentage of indels detected by NGS of HBG PCR products. 図12は、Sp182-Cas9-RNPと組み合わされたHBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(表8)でHBGプロモーター領域において編集された単一ヒトmPB CD34+細胞のクローン性赤血球子孫中でUPLCによって測定された、全β様鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ鎖発現の分布レベルを示す。各黒丸は、電気穿孔の48時間後にFACS選別によって単離された単一細胞に由来するクローン性赤血球集団で検出されたγ-グロビンタンパク質レベルを表す。Figure 12. Measured by UPLC in clonal erythroid progeny of single human mPB CD34+ cells edited in the HBG promoter region with HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP combined with Sp182-Cas9-RNP (Table 8). , shows the distribution level of γ-chain expression relative to all β-like chains (γ-chain/[γ-chain + β-chain]). Each filled circle represents the γ-globin protein level detected in clonal erythroid populations derived from single cells isolated by FACS sorting 48 hours after electroporation. 図13A~13Cは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A(表8の配列番号1032)に複合体化した修飾HBG1-1 gRNA(表8の配列番号1041)(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1RNP」、図13A~Cで「HBG1-1」として表わされる)を含有するRNPと、増加する濃度のssODN OLI16431(表7の配列番号1040)(図13A~Cで「OLI16431」として表わされる)(表7)との同時送達後における全編集、HbF生産量、生存率及びコロニー形成能力を示す。図13Aは、6μMのHis-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNPと、増加する濃度のssODN OLI16431との同時送達後における遠位CAATTボックス(灰色バー)編集及びHbF誘導(黒丸)を示す。HbFレベルは、mPB CD34+細胞の赤血球子孫上でUPLC解析によって測定された、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ-グロビン鎖発現レベルを示す黒丸で表わされる。灰色バーは、HBG PCR産物のNGSによって検出されたインデルの百分率を示す。Figures 13A-13C show modified HBG1-1 gRNA (SEQ ID NO: 1041 in Table 8) complexed to His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A (SEQ ID NO: 1032 in Table 8) ("His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1 -1 RNP", represented as "HBG1-1" in Figures 13A-C) and increasing concentrations of ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7) (represented as "OLI16431" in Figures 13A-C). ) (Table 7). FIG. 13A shows distal CAATT box (grey bars) editing and HbF induction (filled circles) after co-delivery of 6 μM His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP with increasing concentrations of ssODN OLI16431. HbF levels are represented by filled circles representing γ-globin chain expression levels relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) measured by UPLC analysis on erythroid progeny of mPB CD34+ cells. Gray bars indicate the percentage of indels detected by NGS of HBG PCR products. 図13Bは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP単独での又は増加する用量のssODN OLI16431と組み合わせての送達に続くmPB CD34+細胞の生存率を示す。生存率は、電気穿孔の72時間後におけるDAPI除外によって測定された。FIG. 13B shows viability of mPB CD34+ cells following delivery of His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP alone or in combination with increasing doses of ssODN OLI16431. Viability was measured by DAPI exclusion 72 hours after electroporation. 図13Cは、コロニー形成細胞(CFC)アッセイにおける「HBG1-1」RNP及びssODN OLI16431処理細胞並びにドナー適合未処理対照CD34+細胞の造血活性を示す。CFCは、播種された800個のCD34+細胞当たりの数値を示す。コロニーの数及びサブタイプが表示される(GEMM:顆粒球-赤血球-単球-マクロファージコロニー(黒色)、GM:顆粒球マクロファージコロニー(濃い灰色)、E:赤血球コロニー(薄い灰色))。FIG. 13C shows hematopoietic activity of 'HBG1-1' RNP and ssODN OLI16431-treated cells and donor-matched untreated control CD34+ cells in a colony-forming cell (CFC) assay. CFC indicates values per 800 CD34+ cells plated. Colony numbers and subtypes are indicated (GEMM: granulocyte-erythroid-monocyte-macrophage colony (black), GM: granulocyte-macrophage colony (dark grey), E: erythroid colony (light grey)). 図14A~14Bは、様々な濃度のssODN OLI16431(表7の配列番号1040)(図14A~Bで「OLI16431」として表わされる)(表7)と共に同時送達された、His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A(表8の配列番号1032)に複合体化した未修飾HBG1-1 gRNA(表8の配列番号1022)(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP」、図14A~Bで「HBG1-1」として表わされる)を含有する異なる濃度のRNPを使用した全編集、HbF生産量及び生存率結果を示す。図14Aは、様々な濃度のHis-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP(「HBG1-1」)とssODN OLI16431との同時送達後における、遠位CAATTボックスにおける編集(黒色バー(48時間)及び淡い灰色バー(赤血球培養14日目))及びHbF誘導(黒丸)を示す。HbFレベルは、mPB CD34+細胞の赤血球子孫上でUPLC解析によって測定された、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対するγ-グロビン鎖発現レベルを示す黒丸で表わされる。バーは、赤血球培養48時間(黒色)及び14日目(軽量灰色)の時点における、HBG PCR産物のNGSによって検出されたインデルの百分率を示す。Figures 14A-14B show His-AsCpf1-sNLS-sNLS co-delivered with various concentrations of ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7) (represented as "OLI16431" in Figures 14A-B) (Table 7). Unmodified HBG1-1 gRNA (SEQ ID NO: 1022 in Table 8) complexed to H800A (SEQ ID NO: 1032 in Table 8) (“His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP”, “HBG1 Shown are total editing, HbF production and viability results using different concentrations of RNPs containing RNPs (expressed as "-1"). FIG. 14A shows editing in the distal CAATT box (black bars (48 h) and Light gray bars (day 14 of erythrocyte culture)) and HbF induction (filled circles) are shown. HbF levels are represented by filled circles representing γ-globin chain expression levels relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) measured by UPLC analysis on erythroid progeny of mPB CD34+ cells. Bars indicate the percentage of indels detected by NGS of HBG PCR products at 48 hours (black) and 14 days (light grey) of erythrocyte culture. 図14Bは、His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP単独(「HBG1-1」)、ssODN OLI16431単独での又は様々な用量のHBG1-1及びOLI16431との組み合わせの送達に続くmPB CD34+細胞の生存率を示す。生存率は、電気穿孔の48時間後及び赤血球培養の14日後、DAPI除外によって測定された。mPB CD34+細胞の編集に続いて、赤血球系統への生体外分化が18日間にわたり実施された(Giarratana 2011)。培養14日目に細胞のサブセットを単離して、生存率(DAPI除外)及び編集(HB GPCR産物のNGS)の測定を行った。FIG. 14B depicts mPB CD34+ cells following delivery of His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP alone (“HBG1-1”), ssODN OLI16431 alone or in combination with various doses of HBG1-1 and OLI16431. Shows viability. Viability was measured by DAPI exclusion 48 hours after electroporation and 14 days after erythrocyte culture. Following editing of mPB CD34+ cells, in vitro differentiation to the erythroid lineage was performed for 18 days (Giarratana 2011). Subsets of cells were isolated on day 14 of culture for viability (DAPI exclusion) and editing (NGS of HB GPCR products) measurements. 図15は、mPB CD34+細胞におけるRNPによる編集を示す。表15に記載される通り、RNPは、Cpf1タンパク質に複合体化したgRNAを含んだ。電気穿孔の72時間後、単離されたゲノムDNAに対してIllumina配列決定を実施した。FIG. 15 shows editing by RNP in mPB CD34+ cells. As described in Table 15, RNPs contained gRNA complexed to Cpf1 protein. Illumina sequencing was performed on the isolated genomic DNA 72 hours after electroporation. 図16A~16Bは、電気穿孔の48時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞集団(黒色バー)、前駆細胞(淡い灰色バー)及びHSC(濃い灰色バー)のバルク編集を示す。図16Aは、単独で送達されたか又はssODN OLI16431(表7の配列番号1040)と共に同時送達されたRNP33(表15)を示す。図16Bは、単独で送達されたか又はSp182 RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)に複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)と共に同時送達されたRNP33(表15)を示す。Figures 16A-16B show bulk compilation of CD34+ cell populations (black bars), progenitor cells (light gray bars) and HSCs (dark gray bars) as determined by Illumina sequencing 48 hours after electroporation. FIG. 16A shows RNP33 (Table 15) delivered alone or co-delivered with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7). FIG. 16B shows RNP33 delivered alone or co-delivered with Sp182 RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed to S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033)). (Table 15). 図17は、電気穿孔の48時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞集団(黒色バー)、前駆細胞(淡い灰色バー)及びHSC(濃い灰色バー)のバルク編集を示す。RNP34、RNP33及びRNP43(表15)は、単独で又はSp182 RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)に複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)若しくはssODN OLI16431(表7の配列番号1040)との組み合わせで送達された。Figure 17 shows bulk compilation of CD34+ cell populations (black bars), progenitor cells (light gray bars) and HSCs (dark gray bars) as determined by Illumina sequencing 48 hours after electroporation. RNP34, RNP33 and RNP43 (Table 15) alone or Sp182 RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed to S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033)) or ssODN It was delivered in combination with OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7). 図18は、電気穿孔の72時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞の編集を示す。RNP64、RNP63及びRNP45(表15)は、gRNAがモル過剰である2又は4のいずれかの化学量論比(gRNA:Cpf1の複合体形成比)で送達された。Figure 18 shows editing of CD34+ cells as determined by Illumina sequencing 72 hours after electroporation. RNP64, RNP63 and RNP45 (Table 15) were delivered at stoichiometric ratios (gRNA:Cpf1 complexation ratios) of either 2 or 4 with a molar excess of gRNA. 図19は、電気穿孔の72時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞の編集を示す。RNP33、RNP64、RNP63及びRNP45(表15)は、単独で又はSp45 RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)に複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)若しくはssODN OLI16431(表7の配列番号1040)との組み合わせで送達された。Figure 19 shows editing of CD34+ cells as determined by Illumina sequencing 72 hours after electroporation. RNP33, RNP64, RNP63 and RNP45 (Table 15) alone or Sp45 RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed to S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033)) or delivered in combination with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7). 図20は、Illumina配列決定によって判定された、CD34+細胞における編集を示す。様々な5’DNA延長を有するgRNAに複合体化したCpf1(配列番号1094)を含むRNP(表15)は、単独で又は8μMのOLI16431(表7の配列番号1040)との組み合わせで送達された。Figure 20 shows editing in CD34+ cells as determined by Illumina sequencing. RNPs containing Cpf1 (SEQ ID NO: 1094) complexed to gRNAs with various 5′ DNA extensions (Table 15) were delivered alone or in combination with 8 μM OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7). . 図21は、Illumina配列決定によって判定された、CD34+細胞における編集を示す。5’末端が一致するgRNAを含むRNP(RNP49対RNP58及びRNP59対RNP60、表15)がCD34+細胞に送達され、3’修飾の影響が評価された。いずれの比較においても、3’PS-OMeを有するgRNAは、電気穿孔の24時間後に未修飾の3’バージョンよりも優れていた。Figure 21 shows editing in CD34+ cells as determined by Illumina sequencing. RNPs containing gRNAs with matching 5' ends (RNP49 vs. RNP58 and RNP59 vs. RNP60, Table 15) were delivered to CD34+ cells and the effects of 3' modifications were assessed. In both comparisons, gRNA with 3'PS-OMe outperformed the unmodified 3' version 24 hours after electroporation. 図22Aは、電気穿孔の24及び48時間後にIllumina配列決定によって判定された、CD34+細胞における編集を示す。RNP58(表15)は、モル濃度比2:1、1:1又は0.5:1のいずれかの化学量論比(gRNA:Cpf1の複合体形成比)でCD34+細胞に送達された。試験された全ての用量において、RNPが2:1の比率で複合体化した場合、編集は、最高であった。FIG. 22A shows editing in CD34+ cells as determined by Illumina sequencing 24 and 48 hours after electroporation. RNP58 (Table 15) was delivered to CD34+ cells at either a molar ratio of 2:1, 1:1 or 0.5:1 stoichiometry (complexing ratio of gRNA:Cpf1). At all doses tested, editing was highest when RNPs were complexed at a 2:1 ratio. 図22Bは、電気穿孔の24及び48時間後にIllumina配列決定によって判定された、CD34+細胞における編集を示す。RNP58(表15)は、モル濃度比2:1、1:1又は0.5:1のいずれかの化学量論比(gRNA:Cpf1の複合体形成比)でCD34+細胞に送達された。試験された全ての用量において、RNPが2:1の比率で複合体化した場合、編集は、最高であった。FIG. 22B shows editing in CD34+ cells as determined by Illumina sequencing 24 and 48 hours after electroporation. RNP58 (Table 15) was delivered to CD34+ cells at either a molar ratio of 2:1, 1:1 or 0.5:1 stoichiometric ratio (complexing ratio of gRNA:Cpf1). At all doses tested, editing was highest when RNPs were complexed at a 2:1 ratio. 図23Aは、Illumina配列決定によって判定された、CD34+細胞における編集を示す。図45A及び45Bは、3’修飾又は延長の影響を評価するために、CD34+細胞に送達される、5’末端が一致するが、3’修飾が異なるgRNAを含むRNP(表15)を示す。FIG. 23A shows editing in CD34+ cells as determined by Illumina sequencing. Figures 45A and 45B show RNPs containing gRNAs with matching 5' ends but different 3' modifications delivered to CD34+ cells (Table 15) to assess the effect of 3' modifications or extensions. 図23Bは、Illumina配列決定によって判定された、CD34+細胞における編集を示す。図45A及び45Bは、3’修飾又は延長の影響を評価するために、CD34+細胞に送達される、5’末端が一致するが、3’修飾が異なるgRNAを含むRNP(表15)を示す。FIG. 23B shows editing in CD34+ cells as determined by Illumina sequencing. Figures 45A and 45B show RNPs containing gRNAs with identical 5' ends but different 3' modifications delivered to CD34+ cells (Table 15) to assess the effect of 3' modifications or extensions. 図24A~24Cは、HBG遺伝子座内の様々な切断部位を標的化するRNPの送達に続く、CD34+細胞及びそれらの赤血球子孫における編集及び赤血球子孫におけるHbFレベルを示す。図24Aは、未修飾5’と3’末端の1xPS-Omeとを含有するガイドRNAを含むRNP(表15)を示す。図24Bは、5’の2PS+20DNA延長と3’末端の1xPS-Omeとを含有するガイドRNAを含むRNP(表15)を示す。Figures 24A-24C show editing in CD34+ cells and their erythrocyte progeny and HbF levels in erythrocyte progeny following delivery of RNPs targeting various cleavage sites within the HBG locus. FIG. 24A shows RNPs (Table 15) containing guide RNAs containing unmodified 5′ and 3′ terminal 1×PS-Ome. FIG. 24B shows an RNP (Table 15) containing a guide RNA containing a 5′ 2PS+20 DNA extension and a 1×PS-Ome at the 3′ end. 図24Cは、5’の25DNA延長と3’末端の1xPS-Omeとを含有するガイドRNAを含むRNP(表15)を示す。FIG. 24C shows RNPs (Table 15) containing guide RNA containing 25 DNA extensions at the 5' end and 1xPS-Ome at the 3' end. 図25は、1μM、2μM及び4μMのRNP58の送達に続く、CD34+細胞の赤血球子孫における編集及びHbFレベルを示す。FIG. 25 shows editing and HbF levels in erythroid progeny of CD34+ cells following delivery of 1 μM, 2 μM and 4 μM RNP58. 図26は、RNPのMaxcyte電気穿孔に続く、CD34+細胞における編集を示す。異なるCpf1タンパク質(配列番号1094、1096、1107、1108)に複合体化したgRNA配列番号1051を含むRNP58、RNP26、RNP27及びRNP28(表15)がCD34+細胞に送達された。編集は、電気穿孔の24及び48時間後、Illumina配列決定によって判定された。FIG. 26 shows editing in CD34+ cells following Maxcyte electroporation of RNPs. RNP58, RNP26, RNP27 and RNP28 (Table 15) containing gRNA SEQ ID NO: 1051 complexed to different Cpf1 proteins (SEQ ID NOs: 1094, 1096, 1107, 1108) were delivered to CD34+ cells. Editing was determined by Illumina sequencing 24 and 48 hours after electroporation. 図27は、RNPのMaxcyte電気穿孔に続く、CD34+細胞における編集を示す。様々な5’延長を有するガイドRNAに複合体化したCpf1タンパク質配列番号1094を含むRNP58、RNP29、RNP30及びRNP31(表15)がCD34+細胞に送達された。編集は、電気穿孔の24及び48時間後、Illumina配列決定によって判定された。RNP30は、細胞数が限定されていたため、1μMでは試験されなかった(nt)。Figure 27 shows editing in CD34+ cells following Maxcyte electroporation of RNPs. RNP58, RNP29, RNP30 and RNP31 (Table 15) containing the Cpf1 protein SEQ ID NO: 1094 complexed to guide RNAs with various 5' extensions were delivered to CD34+ cells. Editing was determined by Illumina sequencing 24 and 48 hours after electroporation. RNP30 was not tested at 1 μM due to limited cell numbers (nt). 図28は、電気穿孔の48時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞集団(黒色バー)、前駆細胞(濃い灰色バー)及びHSC(淡い灰色バー)のバルク編集を示す。RNP58、RNP27及びRNP26(表15)が2μM又は4μMでCD34+細胞に送達された。Figure 28 shows bulk compilation of CD34+ cell populations (black bars), progenitor cells (dark gray bars) and HSCs (light gray bars) as determined by Illumina sequencing 48 hours after electroporation. RNP58, RNP27 and RNP26 (Table 15) were delivered to CD34+ cells at 2 μM or 4 μM. 図29は、電気穿孔の48時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞集団(黒色バー)、前駆細胞(濃い灰色バー)及びHSC(淡い灰色バー)のバルク編集を示す。RNP61、RNP62及びRNP34(表15)(8μM)は、ssODN OLI16431(表7の配列番号1040)(8μM)と共にCD34+細胞に同時送達された。Figure 29 shows bulk compilation of CD34+ cell populations (black bars), progenitor cells (dark gray bars) and HSCs (light gray bars) as determined by Illumina sequencing 48 hours after electroporation. RNP61, RNP62 and RNP34 (Table 15) (8 μM) were co-delivered to CD34+ cells along with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7) (8 μM). 図30は、電気穿孔の48時間後にIllumina配列決定によって判定された、CD34+細胞集団(黒色バー)、前駆細胞(濃い灰色バー)、及びHSC(淡い灰色バー)のバルク編集を示す。RNP58及びRNP32(表15)は、2μMでCD34+細胞に送達される。Figure 30 shows bulk compilation of CD34+ cell populations (black bars), progenitor cells (dark gray bars) and HSCs (light gray bars) as determined by Illumina sequencing 48 hours after electroporation. RNP58 and RNP32 (Table 15) are delivered to CD34+ cells at 2 μM. 図31は、電気穿孔の48時間後にIllumina配列決定によって判定されたCD34+細胞集団(黒色バー)、前駆細胞(濃い灰色バー)及びHSC(淡い灰色バー)のバルク編集を示す。RNP58及びRNP1(表15)は、2μM、4μM又は8μMでCD34+細胞に送達された。2μMのRNP1で編集された細胞は、選別されず(N.S)、したがって、編集データは、利用することができない。Figure 31 shows bulk compilation of CD34+ cell populations (black bars), progenitor cells (dark gray bars) and HSCs (light gray bars) as determined by Illumina sequencing 48 hours after electroporation. RNP58 and RNP1 (Table 15) were delivered to CD34+ cells at 2 μM, 4 μM or 8 μM. Cells edited with 2 μM RNP1 were not sorted (N.S) and thus editing data are not available. 図32は、電気穿孔された細胞の輸液の8週間後における、「NBSGW」マウスのBMから移植されたmPB CD34+細胞のインデルを示す。RNP34及びRNP33(表15)(8μM)は、ssODN OLI16431(表7の配列番号1040)(6μM)と共にCD34+細胞に同時送達された。Figure 32 shows indels of mPB CD34+ cells transplanted from the BM of 'NBSGW' mice 8 weeks after infusion of electroporated cells. RNP34 and RNP33 (Table 15) (8 μM) were co-delivered to CD34+ cells along with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7) (6 μM). 図33A~33Bは、電気穿孔された細胞の輸液の8週間後における、移植されたmPB CD34+細胞のインデル及び「NBSGW」マウスのキメラBM由来の赤血球細胞によるHbF発現を示す。RNP33又はRNP34(表15)は、Sp182 RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)に複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)(16μMの全RNP)と共にCD34+細胞に同時送達された。図33Aは、模擬形質移入(RNPなし)又はRNP形質移入された細胞における、未分画の骨髄又はCD15+、CD19+、GlyA+及びLin-CD34+細胞の流動選別された個々の集団におけるインデル頻度を示す。Lin-CD34+細胞は、模擬形質移入(RNPなし)又はRNP形質移入されたmPB CD34+細胞で輸液された、非照射NOD、B6.SCID Il2rγ-/-Kit(W41/W41)(「NBSGW」)マウスの骨髄(BM)からのCD3、CD14、CD15、CD16、CD19、CD20及びCD56)について陰性であるCD34+細胞として定義される。インデルは、Illumina配列決定により、各細胞集団について判定された。図33Bは、全キメラBMからの18日間の赤血球分化培養に続く赤血球細胞溶解産物からのγ/β様(%)として、UPLCによって計算されたHbF発現を示す。Figures 33A-33B show HbF expression by indels of transplanted mPB CD34+ cells and red blood cells from chimeric BM of "NBSGW" mice 8 weeks after infusion of electroporated cells. RNP33 or RNP34 (Table 15) together with Sp182 RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed to S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033)) (16 μM total RNP) Co-delivered to CD34+ cells. FIG. 33A shows indel frequencies in unfractionated bone marrow or flow-sorted individual populations of CD15+, CD19+, GlyA+ and Lin-CD34+ cells in mock-transfected (no RNP) or RNP-transfected cells. Lin-CD34+ cells were transfected with mock-transfected (no RNP) or RNP-transfected mPB CD34+ cells, non-irradiated NOD, B6. Defined as CD34+ cells that are negative for CD3, CD14, CD15, CD16, CD19, CD20 and CD56) from the bone marrow (BM) of SCID Il2rγ−/−Kit (W41/W41) (“NBSGW”) mice. Indels were determined for each cell population by Illumina sequencing. FIG. 33B shows HbF expression calculated by UPLC as γ/β-like (%) from erythroid cell lysates following 18 days of erythroid differentiation culture from whole chimeric BM. 図34A~34Bは、電気穿孔された細胞の輸液の8週間後における、移植されたmPB CD34+細胞のインデル及び「NBSGW」マウスのキメラBM由来の赤血球細胞によるHbF発現を示す。RNP61又はRNP62(表15)(8μM)は、ssODN OLI16431(表7の配列番号1040)(8μM)と共にCD34+細胞に同時送達された。図34Aは、模擬形質移入(RNPなし)又はRNP形質移入された細胞における、未分画の骨髄又はCD15+、CD19+、GlyA+及びLin-CD34+細胞の流動選別された個々の集団のインデルを示す。Lin-CD34+細胞は、模擬形質移入(RNPなし)又はRNP形質移入されたmPB CD34+細胞で輸液された非照射NBSGWマウス骨髄(BM)からのCD3、CD14、CD15、CD16、CD19、CD20及びCD56)について陰性のCD34+細胞として定義される。インデルは、Illumina配列決定により、各細胞集団について判定された。図34Bは、全キメラBMからの18日間の赤血球分化培養に続く赤血球細胞によるγ/β様(%)として、UPLCによって計算されたHbF発現を示す。Figures 34A-34B show HbF expression by indels of transplanted mPB CD34+ cells and red blood cells from chimeric BM of "NBSGW" mice 8 weeks after infusion of electroporated cells. RNP61 or RNP62 (Table 15) (8 μM) was co-delivered to CD34+ cells with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040 in Table 7) (8 μM). FIG. 34A shows indels of unfractionated bone marrow or flow-sorted individual populations of CD15+, CD19+, GlyA+ and Lin-CD34+ cells in mock-transfected (no RNP) or RNP-transfected cells. Lin-CD34+ cells (CD3, CD14, CD15, CD16, CD19, CD20 and CD56) from non-irradiated NBSGW mouse bone marrow (BM) infused with mock-transfected (no RNP) or RNP-transfected mPB CD34+ cells defined as CD34+ cells that are negative for Indels were determined for each cell population by Illumina sequencing. FIG. 34B shows HbF expression calculated by UPLC as γ/β-like (%) by erythroid cells following 18 days of erythroid differentiation culture from whole chimeric BM. 図35は、模擬形質移入(RNPなし)mPB CD34+細胞又はRNP1(4又は8μM)又はRNP58(2、4又は8μM)(表15)で編集されたmPB CD34+細胞の輸液の8週間後における骨髄内のヒトキメラ現象を示す。BMにおけるヒトキメラ現象及び系統再構成(CD45+、CD14+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)、系統並びにCD34+及びマウスCD45+マーカー発現)は、フローサイトメトリーによって判定された。FIG. 35. Intramedullary cells 8 weeks after infusion of mock-transfected (no RNP) mPB CD34 cells or mPB CD34 cells edited with RNP1 (4 or 8 μM) or RNP58 (2, 4 or 8 μM) (Table 15). human chimerism. Human chimerism and lineage rearrangement in BM (CD45+, CD14+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+), lineage and CD34+ and mouse CD45+ marker expression) were determined by flow cytometry. 図36は、模擬形質移入(RNPなし)mPB CD34+細胞又はRNP1(4又は8μM)又はRNP58(2、4又は8μM)(表15)で編集されたmPB CD34+細胞の輸液の8週間後における未分類のバルク骨髄内のインデルを示す。インデルは、Illumina配列決定によって判定された。Figure 36. Unsorted 8 weeks after infusion of mock-transfected (no RNP) mPB CD34+ cells or mPB CD34+ cells edited with RNP1 (4 or 8 μM) or RNP58 (2, 4 or 8 μM) (Table 15). shows indels in the bulk bone marrow of . Indels were determined by Illumina sequencing. 図37は、模擬形質移入(RNPなし)又はRNP形質移入された細胞における、未分画の骨髄又はCD15+、CD19+、GlyA+及びLin-CD34+細胞の流動選別された個々の集団におけるインデル頻度を示す。Lin-CD34+細胞は、模擬形質移入(RNPなし)又はRNP形質移入されたmPB CD34+細胞で輸液された、非照射NOD,B6.SCID Il2rγ-/-Kit(W41/W41)(「NBSGW」)マウスの骨髄(BM)からのCD3、CD14、CD15、CD16、CD19、CD20及びCD56について陰性であるCD34+細胞として定義される。インデルは、Illumina配列決定により、各細胞集団について判定された。FIG. 37 shows indel frequencies in unfractionated bone marrow or flow-sorted individual populations of CD15+, CD19+, GlyA+ and Lin-CD34+ cells in mock-transfected (no RNP) or RNP-transfected cells. Lin-CD34+ cells were transfected with mock-transfected (no RNP) or RNP-transfected mPB CD34+ cells, non-irradiated NOD, B6. Defined as CD34+ cells that are negative for CD3, CD14, CD15, CD16, CD19, CD20 and CD56 from the bone marrow (BM) of SCID Il2rγ−/−Kit (W41/W41) (“NBSGW”) mice. Indels were determined for each cell population by Illumina sequencing. 図38は、模擬(RNPなし)mPB CD34+細胞又はRNP58(2、4又は8μM)(表15)で編集されたmPB CD34+細胞の輸液の8週間後に骨髄から単離されたGlyA+画分からのHbFを示す。Figure 38 shows HbF from GlyA+ fractions isolated from bone marrow 8 weeks after infusion of mock (no RNP) mPB CD34+ cells or mPB CD34+ cells edited with RNP58 (2, 4 or 8 μM) (Table 15). show. 図39は、模擬又は編集されたヒト動員CD34+細胞の輸液の8週間後に採取された、骨髄フラッシュからの細胞のコロニー形成能を示す。コロニーの数及びサブタイプが表示される(GEMM:顆粒球-赤血球-単球-マクロファージコロニー(黒色)、GM:顆粒球マクロファージコロニー(濃い灰色)、E:赤血球コロニー(淡い灰色))。Figure 39 shows the colony-forming ability of cells from bone marrow flushes harvested 8 weeks after infusion of mock or edited human recruited CD34+ cells. Colony numbers and subtypes are indicated (GEMM: granulocyte-erythroid-monocyte-macrophage colony (black), GM: granulocyte-macrophage colony (dark grey), E: erythroid colony (light grey)). 図40は、表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列を示す。核内局在性配列は、太字で、6-ヒスチジン配列は、下線付きで示される。例えば、2つ以上のnNLS配列又はnNLS及びsNLS配列の組み合わせ(又は他のNLS配列)のN末端/C末端位置のいずれかへの付加並びに例えば6-ヒスチジン配列などの精製配列を含む及び含まない配列の付加などのNLS配列の同一性及びN末端/C末端位置の追加的な順列は、現在開示されている主題の範囲内である。FIG. 40 shows the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. Nuclear localization sequences are shown in bold and 6-histidine sequences are underlined. For example, with and without the addition of two or more nNLS sequences or a combination of nNLS and sNLS sequences (or other NLS sequences) to either the N-terminal/C-terminal positions and purification sequences such as 6-histidine sequences. NLS sequence identities, such as sequence additions, and additional permutations of N-terminal/C-terminal positions are within the scope of the presently disclosed subject matter. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 表14に記載されるCpf1タンパク質変異型の配列の続き。Continuation of the sequences of the Cpf1 protein variants listed in Table 14. 図41A~図41Eは、HBG遠位CCAATボックス領域の編集を示す。図41Aは、HBG遠位CCAATボックス領域における、Cpf1(RNP34、表15)及びSpCas9(Sp35 RNP)切断部位の概略図を示す。Sp35 RNPは、S.ピオゲネス(S.pyogenes)野生型(Wt)Cas9タンパク質と複合体形成した、Sp35 gRNA(配列番号339(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(RNA)の標的化ドメインを含む);配列番号917(すなわち、CTTGTCAAGGCTATTGGTCA(DNA)))を含む。矢印の付いた濃い灰色のギザギザの線は、RNP34で切断した後に予想される4ヌクレオチドの5’オーバーハングを示す。灰色の点線は、RNP34の予想される切断部位をマークする。これは、gRNA標的化ドメイン配列UAAUUUCUACUCUUGUAGAUCCUUGUCAAGGCUAUUGGUC(配列番号1022)を含むgRNAを含有するRNPの予想される切断部位である。Sp35 RNPの予想される切断部位は、矢印の付いた灰色の直線で示される。図41Bは、CD34+細胞集団、前駆細胞、及びHSCにおける、NHEJ及びMMEJ修復に由来するインデルの百分率を示す。MMEJインデルは黒色縞模様のバーで表され、NHEJインデルは白色バーで表される。Figures 41A-41E show editing of the HBG distal CCAAT box region. FIG. 41A shows a schematic representation of Cpf1 (RNP34, Table 15) and SpCas9 (Sp35 RNP) cleavage sites in the HBG distal CCAAT box region. The Sp35 RNP is S. Sp35 gRNA, complexed with S. pyogenes wild-type (Wt) Cas9 protein, SEQ ID NO: 339 (i.e., containing the targeting domain of CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (RNA)); SEQ ID NO: 917 (i.e., CTTGTCAAGGCTATTGGTCA (DNA) ))including. The dark gray jagged line with arrow indicates the expected 4-nucleotide 5′ overhang after cleavage with RNP34. The gray dotted line marks the predicted cleavage site of RNP34. This is the predicted cleavage site of RNPs containing gRNAs containing the gRNA targeting domain sequence UAAUUUCUACUCUUGUAGAUCCUUGUCAAGGCUAUUGGUC (SEQ ID NO: 1022). The predicted cleavage site of Sp35 RNP is indicated by a straight gray line with an arrow. FIG. 41B shows the percentage of indels derived from NHEJ and MMEJ repair in CD34+ cell populations, progenitor cells, and HSCs. MMEJ indels are represented by black striped bars and NHEJ indels by white bars. 図41C及び図41Dは、Sp35 RNP又はRNP34+Sp182 RNPを用いて電気穿孔されたmPB CD34+細胞由来の赤血球における、Gγをコード化するそれらのHBG対立遺伝子に長さ3bp以下又は3bpを超えるインデルを有するGγ鎖発現レベル(Gγ鎖/[全β様鎖])を描写する。単一対立遺伝子(monoalleleic)の4.9kb欠失(染色体の片方からgγが発現しない)を有するクローンのみが解析され、gγの発現が単一のHBG対立遺伝子によって駆動されていることが確認された。したがって、示された発現量は、もう一方の染色体上のgγ遺伝子が欠失した細胞における、プロモーターに担われたインデルに応じた、単一のHBG遺伝子によるgγ発現のレベルを表す。図41Cは、3bp以下のインデル長又は3bpを超えるインデル長でグループ分けした結果を示す。Figures 41C and 41D show Gγ with indels ≤3 bp in length or greater than 3 bp in their HBG alleles encoding Gγ in erythrocytes from mPB CD34+ cells electroporated with Sp35 RNP or RNP34+Sp182 RNP. Chain expression levels (Gγ chain/[total β-like chain]) are depicted. Only clones with a monoalleleic 4.9 kb deletion (no gγ expression from one side of the chromosome) were analyzed, confirming that gγ expression is driven by a single HBG allele. rice field. Therefore, the expression levels shown represent the level of gγ expression by a single HBG gene in response to promoter-borne indels in cells lacking the gγ gene on the other chromosome. FIG. 41C shows the results grouped by indel lengths less than or equal to 3 bp or greater than 3 bp. 図41Dは、3bp以下のインデル長又は3bpを超えるインデル長を生成するSp35 RNP又はRNP34+Sp182 RNPを用いて電気穿孔されたmPB CD34+細胞由来の赤血球細胞における、γ鎖発現レベル(ガンマ鎖γ/[全β様鎖]の百分率)を描写する。欠失の位置はX軸に示される。XはCas9(Sp35 RNP)によって生成されたインデルを示し、丸はCpf1(RNP34)によって生成された編集を示す。FIG. 41D shows γ chain expression levels (gamma chain γ/[total β-like strands]). The position of the deletion is indicated on the X-axis. Xs indicate indels generated by Cas9 (Sp35 RNP) and circles indicate edits generated by Cpf1 (RNP34). 図41Eは、「ブースター要素」Sp182-Cas9-RNPと組み合わされたspCas9RNP「sp35」又はCpf1 RNP34(HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP)(表8)で、HBGプロモーター領域において編集された単一ヒトmPB CD182+細胞のクローン性赤血球子孫中でUPLCによって測定された、全β様鎖に対するγ鎖発現の分布レベル(γ鎖/[γ鎖+β鎖])を示す。各黒丸は、電気穿孔の48時間後にFACS選別によって単離された単一細胞に由来するクローン性赤血球集団で検出された、γ-グロビンタンパク質レベルを表す。誤差棒は、中央値及び四分位間範囲を示す。FIG. 41E shows a single human mPB edited in the HBG promoter region with spCas9RNP “sp35” or Cpf1 RNP34 (HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP) combined with “booster element” Sp182-Cas9-RNP (Table 8). Shown is the distribution level of γ chain expression relative to total β-like chains (γ chain/[γ chain + β chain]) as measured by UPLC in clonal erythroid progeny of CD182+ cells. Each filled circle represents the γ-globin protein level detected in clonal erythroid populations derived from single cells isolated by FACS sorting 48 hours after electroporation. Error bars indicate median and interquartile range. 図42A~図42Jは、Cpf1又はSpCas9酵素切断を介した編集を示す。図42Aは、RNP58(Cpf1)(表15)又はSp35 RNP(SpCas9)の編集の結果生じた、遠位CCAATボックスでのNHEJ媒介インデルの百分率を描写する。インデルサイズは、x軸によって示される。Figures 42A-42J show editing via Cpf1 or SpCas9 enzymatic cleavage. FIG. 42A depicts the percentage of NHEJ-mediated indels at distal CCAAT boxes resulting from editing of RNP58 (Cpf1) (Table 15) or Sp35 RNP (SpCas9). Indel size is indicated by the x-axis. 図42Bは、Cpf1又はSpCas9 RNPによる編集の結果生じた、遠位CCAATボックスにおける3bpを超えるNHEJ媒介インデル、3bpを超えるMMEJ媒介インデル、及び3bp以下のインデルの百分率を描写する。図42BのSp35 RNP Cas9のインデル(左の円グラフ):3bpを超えるNHEJ=21.42%;3bp以下=48.84%;3bpを超えるMMEJ=29.74%。図42BのBRNP58 Cpf1インデル(右の円グラフ):3bpを超えるNHEJ=64.86%;3bp以下=11.11%;3bpを超えるMMEJ=24.02%。FIG. 42B depicts the percentage of NHEJ-mediated indels greater than 3 bp, MMEJ-mediated indels greater than 3 bp, and indels less than or equal to 3 bp in distal CCAAT boxes resulting from editing with Cpf1 or SpCas9 RNPs. Indels of Sp35 RNP Cas9 in FIG. 42B (left pie chart): NHEJ>3 bp=21.42%; ≤3 bp=48.84%; MMEJ>3 bp=29.74%. BRNP58 Cpf1 indels in Figure 42B (right pie chart): NHEJ > 3 bp = 64.86%; ≤ 3 bp = 11.11%; MMEJ > 3 bp = 24.02%. 図42Cは、野生型(wt)対立遺伝子と上位18のインデルを、全てのサンプルのインデル中の平均百分率と、編集後の対応する最終配列と共に示す。破線は欠失した塩基を表し、縦線は切断部位である(図55Aもまた参照されたい)。wt対立遺伝子の上の長い濃い灰色の線は、RNP58のgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号1254))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。TSSに対する塩基距離は、矢印でマークされる。灰色のボックスは、MMEJ修復を示す相同性の領域を表す。FIG. 42C shows the wild-type (wt) allele and the top 18 indels along with the average percentage of indels for all samples and the corresponding final sequences after editing. Dashed lines represent deleted bases and vertical lines are cleavage sites (see also Figure 55A). The long dark gray line above the wt allele marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the gRNA of RNP58 (i.e., CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 1254)) and the short black line marks the distal CCAAT box. (Here it appears to be reverse complemented). Base distances to TSS are marked with arrows. Gray boxes represent regions of homology indicative of MMEJ repair. 図42Dは、野生型(wt)対立遺伝子と上位18のインデルを、全てのサンプルのインデル中の平均百分率と、編集後の対応する最終配列と共に示す。破線は欠失した塩基を表し、縦線は切断部位である(図55Aもまた参照されたい)。wt対立遺伝子の上の長い濃い灰色の線は、Sp35 RNPのgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号339))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。TSSに対する塩基距離は、矢印でマークされる。灰色のボックスは、MMEJ修復を示す相同性の領域を表す。FIG. 42D shows the wild-type (wt) allele and the top 18 indels along with the average percentage of indels for all samples and the corresponding final sequences after editing. Dashed lines represent deleted bases and vertical lines are cleavage sites (see also Figure 55A). The long dark gray line above the wt allele marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the Sp35 RNP gRNA (i.e., CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 339)) and the short black line marks the distal CCAAT box. (here, it appears to be reverse complemented). Base distances to TSS are marked with arrows. Gray boxes represent regions of homology indicative of MMEJ repair. 図42Eは、RNP58又はSp35 RNPを用いて編集されたサンプルの標的領域に沿って欠失した塩基の百分率を示す。黒線はRNP58編集を表し、破線はSp35 RNP編集を表す。標的領域DNA配列は、x軸に示される。灰色の線は、Sp35 RNPのgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号339))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。FIG. 42E shows the percentage of deleted bases along the target region of samples edited with RNP58 or Sp35 RNP. The black line represents RNP58 editing and the dashed line represents Sp35 RNP editing. Target region DNA sequences are indicated on the x-axis. The gray line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the Sp35 RNP gRNA (i.e., CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 339)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here reverse-complemented). appear). 図42Fは、RNP58又はSp35 RNPを用いて編集されたサンプルの標的領域上の各塩基で検出された欠失の正規化プロファイル(それぞれ最大値1)を示す。黒線はRNP58編集を表し、破線はSp35 RNP編集を表す。標的領域DNA配列は、x軸に示される。灰色の線は、Sp35 RNPのgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号339))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。FIG. 42F shows normalized profiles (maximum value of 1 for each) of deletions detected at each base on the target region of samples edited with RNP58 or Sp35 RNP. The black line represents RNP58 editing and the dashed line represents Sp35 RNP editing. Target region DNA sequences are indicated on the x-axis. The gray line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the Sp35 RNP gRNA (i.e., CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 339)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here reverse-complemented). appear). 図42Gは、欠失サイズ(x軸の負の値)又は挿入(x軸の正の値)の関数として検出された、インデルの百分率を示す。黒線はRNP58編集を表し、破線はSp35 RNP編集を表す。FIG. 42G shows the percentage of indels detected as a function of deletion size (negative values on the x-axis) or insertions (positive values on the x-axis). The black line represents RNP58 editing and the dashed line represents Sp35 RNP editing. 図42Hは、標的領域の各位置で検出されたインデルの百分率を示す。Sp35 RNPは、破線によって表わされる。RNP58は、実線によって表わされる。標的領域DNA配列は、x軸に示される。灰色の線は、Sp35 RNPのgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号339))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。Figure 42H shows the percentage of indels detected at each position in the target region. Sp35 RNP is represented by a dashed line. RNP58 is represented by a solid line. Target region DNA sequences are indicated on the x-axis. The gray line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the Sp35 RNP gRNA (i.e., CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 339)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here reverse-complemented). appear). 図42Iは、Sp35 RNP又はRNP58編集細胞のどちらかかにおいて、0.1%以上で検出された共有インデルの頻度相関を示す。図42Jは、少なくともの1つサンプル中で検出された全てのインデルの頻度相関。Sp35 RNPで編集された細胞で検出されなかったインデルは、1E-5の縦線の左側に表示される。RNP58編集細胞で検出されなかったインデルは、1E-5の横線の下部に表示される。三角形は3bp以下の欠失を表し、丸は3bpを超える欠失を表す。FIG. 42I shows the frequency correlation of shared indels detected above 0.1% in either Sp35 RNP or RNP58 edited cells. FIG. 42J, Frequency correlation of all indels detected in at least one sample. Indels that were not detected in Sp35 RNP-edited cells are displayed to the left of the vertical line at 1E-5. Indels that were not detected in RNP58-edited cells are displayed below the horizontal line at 1E-5. Triangles represent deletions of 3 bp or less, circles represent deletions of more than 3 bp. 図43A~43Oは、生体外での長期的生着、インデル維持、及び高いHbF誘導をもたらす、RNP32の編集を示す。図43Aは、電気穿孔に続く24時間後のRNP32による編集の結果生じた、遠位CCAATボックスにおける、3bpを超えるNHEJ媒介インデル、3bpを超えるMMEJ媒介インデル、及び3bp以下のインデルの百分率を描写する。3bpを超えるNHEJ=66.10%;3bp以下=12.60%;3bpを超えるMMEJ=27.10%。図43Bは、電気穿孔に続く48時間後のRNP32による編集の結果生じた、遠位CCAATボックスにおける、3bpを超えるNHEJ媒介インデル、3bpを超えるMMEJ媒介インデル、及び3bp以下のインデルの百分率を描写する。3bpを超えるNHEJ=65.30%;3bp以下=12.70%;3bpを超えるMMEJ=27.80%。Figures 43A-43O show editing of RNP32 leading to long-term engraftment, indel maintenance, and high HbF induction in vitro. FIG. 43A depicts the percentage of NHEJ-mediated indels greater than 3 bp, MMEJ-mediated indels greater than 3 bp, and indels less than or equal to 3 bp in distal CCAAT boxes resulting from editing by RNP32 24 h following electroporation. . NHEJ > 3 bp = 66.10%; ≤ 3 bp = 12.60%; MMEJ > 3 bp = 27.10%. FIG. 43B depicts the percentage of NHEJ-mediated indels greater than 3 bp, MMEJ-mediated indels greater than 3 bp, and indels less than or equal to 3 bp in distal CCAAT boxes resulting from editing by RNP32 48 h following electroporation. . NHEJ > 3 bp = 65.30%; ≤ 3 bp = 12.70%; MMEJ > 3 bp = 27.80%. 図43Cは、電気穿孔に続く72時間後のRNP32による編集の結果生じた、遠位CCAATボックスにおける、3bpを超えるNHEJ媒介インデル、3bpを超えるMMEJ媒介インデル、及び3bp未満のインデルの百分率を描写する。3bpを超えるNHEJ=64.70%;3bp以下=11.90%;3bpを超えるMMEJ=29.20%。FIG. 43C depicts the percentage of NHEJ-mediated indels greater than 3 bp, MMEJ-mediated indels greater than 3 bp, and indels less than 3 bp in distal CCAAT boxes resulting from editing with RNP32 72 h following electroporation. . NHEJ > 3 bp = 64.70%; ≤ 3 bp = 11.90%; MMEJ > 3 bp = 29.20%. 図43Dは、電気穿孔と事前注入に続く24、48、及び72時間後のRNP32による編集の結果生じたNHEJ修復を介して媒介される遠位CCAATボックスでのインデルの百分率を描写する。図43Eは、電気穿孔と事前注入に続く24時間後のRNP32による編集の結果生じたNHEJ修復を介して媒介される遠位CCAATボックスでのインデルの百分率を描写する。FIG. 43D depicts the percentage of indels at the distal CCAAT box mediated through NHEJ repair resulting from editing by RNP32 at 24, 48, and 72 hours following electroporation and pre-injection. FIG. 43E depicts the percentage of indels at the distal CCAAT box mediated through NHEJ repair resulting from editing by RNP32 24 hours following electroporation and pre-injection. 図43Fは、電気穿孔と事前注入に続く48時間後のRNP32による編集の結果生じたNHEJ修復を介して媒介される遠位CCAATボックスでのインデルの百分率を描写する。図43Gは、電気穿孔と事前注入に続く72時間後のRNP32による編集の結果生じたNHEJ修復を介して媒介される遠位CCAATボックスでのインデルの百分率を描写する。FIG. 43F depicts the percentage of indels at the distal CCAAT box mediated through NHEJ repair resulting from editing by RNP32 48 h following electroporation and pre-injection. FIG. 43G depicts the percentage of indels at the distal CCAAT box mediated through NHEJ repair resulting from editing by RNP32 72 hours following electroporation and pre-injection. 図43Hは、電気穿孔と事前注入に続く24、48、及び72時間後のRNP32による編集の結果生じた遠位CCAATボックスでの全てのインデルの百分率を描写する。図43Iは、電気穿孔と事前注入に続く24時間後のRNP32による編集からの遠位CCAATボックスでの全てのインデルの百分率を描写する。FIG. 43H depicts the percentage of all indels in distal CCAAT boxes resulting from editing with RNP32 at 24, 48, and 72 hours following electroporation and pre-injection. FIG. 43I depicts the percentage of all indels in the distal CCAAT box from editing with RNP32 24 hours following electroporation and pre-injection. 図43Jは、電気穿孔と事前注入に続く48時間後のRNP32による編集の結果生じた遠位CCAATボックスでの全てのインデルの百分率を描写する。図43Kは、電気穿孔と事前注入に続く72時間後のRNP32による編集の結果生じた遠位CCAATボックスでの全てのインデルの百分率を描写する。FIG. 43J depicts the percentage of all indels in the distal CCAAT box resulting from editing with RNP32 48 hours following electroporation and pre-injection. FIG. 43K depicts the percentage of all indels in the distal CCAAT box resulting from editing with RNP32 72 hours following electroporation and pre-injection. 図43Lは、RNP32編集mPB CD34+細胞の事前注入(「事前注入」)及び16週間の生着後(「BM」)における、NBSGWマウスからの長期再増殖CD34+細胞中のインデルの百分率を描写する。FIG. 43L depicts the percentage of indels in long-term repopulating CD34+ cells from NBSGW mice pre-injection of RNP32-edited mPB CD34+ cells (“pre-infusion”) and after 16 weeks engraftment (“BM”). 図43Mは、模擬(RNP無添加)のmPB CD34+細胞又はRNP32編集mPB CD34+細胞の注入後16週間目の骨髄内のヒトキメラ現象を描写する(表15)。BMにおけるヒトキメラ現象及び系統再構成(CD19+、CD15+、CD235A+)、系統、及びCD34+、及びマウスCD45+マーカー発現)は、フローサイトメトリーによって判定された。FIG. 43M depicts human chimerism in bone marrow 16 weeks after injection of mock (no RNP added) mPB CD34+ cells or RNP32-edited mPB CD34+ cells (Table 15). Human chimerism and lineage rearrangement in BM (CD19+, CD15+, CD235A+), lineage, and CD34+, and mouse CD45+ marker expression) were determined by flow cytometry. 図43Nは、RNP32編集CD34+細胞に由来する、模擬(RNP無添加)及びCD235a+(GlyA+)赤血球における、F陽性細胞の百分率を描写する。FIG. 43N depicts the percentage of F-positive cells in mock (no RNP added) and CD235a+ (GlyA+) erythrocytes derived from RNP32-edited CD34+ cells. 図43Oは、CD235a+(GlyA+)赤血球のUPLC分析によって測定された、全β様グロビン鎖に対するγ-グロビン鎖の発現レベル(γ鎖/[γ鎖+β鎖])で示される、HbFの百分率を描写する。FIG. 43O depicts the percentage of HbF expressed by the expression level of γ-globin chain relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]) as measured by UPLC analysis of CD235a+ (GlyA+) erythrocytes. do. 図44A~図44Bは、RNP32編集CD34+細胞を注入されたNBSGWマウスにおける、高い多クローン性を示す。図44Aは、RNP32編集CD34+細胞を注入されたマウス(マウスA、マウスB、マウスC、マウスD)における、血液中の20週間(注入後8、12、16、及び20週間)にわたる高い多クローン性を示す。「0」は、事前注入されたRNP32編集mPB CD34+細胞からのデータを表す。図44A及び図44Bでは、グラフ描写内の灰色の各陰影は異なるイデンル署名を表し、最も頻度の高いインデルタイプはx軸付近に、最も頻度の低いインデルタイプはプロットの上部近くに位置している。Figures 44A-44B show high polyclonality in NBSGW mice injected with RNP32-edited CD34+ cells. FIG. 44A High polyclonal over 20 weeks in blood (8, 12, 16, and 20 weeks post-injection) in mice injected with RNP32-edited CD34+ cells (mouse A, mouse B, mouse C, mouse D). show gender. "0" represents data from pre-infused RNP32-edited mPB CD34+ cells. In Figures 44A and 44B, each shade of gray within the graphical representation represents a different idenl signature, with the most frequent indel types near the x-axis and the least frequent indel types near the top of the plot. ing. 図44Bは、生着後20週間目のRNP32編集mPB CD34+細胞を注入されたNBSGWマウスの骨髄(BM)における高い多クローン性を示す。FIG. 44B shows high polyclonality in the bone marrow (BM) of NBSGW mice injected with RNP32-edited mPB CD34+ cells 20 weeks after engraftment. 図45は、β-グロビン遺伝子座の概略図を示す。「CD34+細胞」はCD34+造血幹細胞及び前駆細胞を意味し、「HS」は高感受性部位を意味し、「LCR」は遺伝子座制御領域を意味し、「TSS」は転写開始部位を意味する。FIG. 45 shows a schematic representation of the β-globin locus. "CD34+ cells a " means CD34+ hematopoietic stem and progenitor cells, "HS" means hypersensitive site, "LCR" means locus control region, and "TSS" means transcription start site. 図46Aは、2つの独立した実験からコンパイルされた6μMのRNP32を用いた電気穿孔後1日目~3日目における正常及びSCD CD34+細胞の生存率を示す。各処理群の個々のデータ点及び平均値が示される。通常ドナーではN=4;鎌状ドナーではN=5(CEL238-001[正常CD34+細胞]及びCEL211-001[SCD CD34+細胞]は、それぞれ2回試験された)。FIG. 46A shows viability of normal and SCD CD34+ cells 1-3 days after electroporation with 6 μM RNP32 compiled from two independent experiments. Individual data points and mean values for each treatment group are shown. N=4 for normal donors; N=5 for sickle donors (CEL238-001 [normal CD34+ cells] and CEL211-001 [SCD CD34+ cells] were each tested twice). 図46Bは、RNP32を用いた電気穿孔後のCD34細胞の生存率を示す。は、RNP32電気穿孔された細胞にのみ適用可能であることを示す。は、利用可能な細胞数が不十分であるため、生存率が評価されなかったことを示す。FIG. 46B shows viability of CD34 cells after electroporation with RNP32. a , applicable only to RNP32-electroporated cells. b , Viability was not assessed due to insufficient cell numbers available. 図47Aは、2つの独立した実験からコンパイルされた6μMのRNP32を用いた電気穿孔後1日目~3日目における正常及びSCD CD34+細胞のインデルレベルを示す。各処理群の個々のデータ点及び平均値が示される。通常ドナーではN=4;鎌状ドナーではN=5。(CEL238-001[正常CD34+細胞]及びCEL211-001[SCD CD34+細胞]は、それぞれ2回試験された。インデル=挿入及び/又は欠失。FIG. 47A shows indel levels in normal and SCD CD34+ cells 1-3 days after electroporation with 6 μM RNP32 compiled from two independent experiments. Individual data points and mean values for each treatment group are shown. N=4 for normal donors; N=5 for sickle donors. (CEL238-001 [normal CD34+ cells] and CEL211-001 [SCD CD34+ cells] were each tested twice. Indels = insertions and/or deletions. 図47Bは、正常ドナー及びSCD患者からのRNP32編集CD34+細胞における同等且つ効率的な編集を示す。インデルの百分率は、正常ドナーからの未編集及びRNP32編集CD34+細胞(n=3)、及びSCDを有する患者からの未編集及びRNP32編集CD34+細胞(n=4)で評価された。未編集細胞は、電気穿孔を受けなかった。FIG. 47B shows comparable and efficient editing in RNP32-edited CD34+ cells from normal donors and SCD patients. The percentage of indels was assessed on unedited and RNP32-edited CD34+ cells from normal donors (n=3) and unedited and RNP32-edited CD34+ cells from patients with SCD (n=4). Unedited cells did not undergo electroporation. 図47Cは、RNP32を用いた電気穿孔後のCD34+細胞のインデルレベルを示す。ND=判定されず(配列解析を実行するにはサンプルが不十分)。FIG. 47C shows indel levels of CD34+ cells after electroporation with RNP32. ND=not determined (insufficient sample to perform sequence analysis). 図48A~48Dは、デジタル液滴ポリメラーゼ連鎖反応(ddPCR)用のPCRプライマーとミックスを描写する。図48Aは、RNP32切断部位に対する、ddPCRプライマー及びプローブの位置を示す概略図である。図48Bは4.9kb断片欠失評価用のプライマー及びプローブ配列を示す。図48Cは、ddPCRアッセイ6及び9用のマスターミックス1及び2の組成を示す。Figures 48A-48D depict PCR primers and mixes for digital droplet polymerase chain reaction (ddPCR). FIG. 48A is a schematic showing the positions of the ddPCR primers and probes relative to the RNP32 cleavage site. Figure 48B shows primer and probe sequences for 4.9 kb fragment deletion assessment. FIG. 48C shows the composition of master mixes 1 and 2 for ddPCR assays 6 and 9. 図48Dは、マスターミックス3の組成を示す。FIG. 48D shows the composition of Master Mix 3. 図49Aは、6μMのRNP32を用いた電気穿孔後1日目の正常及びSCD CD34+細胞の4.9kb断片欠失の頻度を示す。データは1件の研究(SCD014)からのものである。各ドットは1つのサンプルを表す。未処理細胞は、電気穿孔を受けなかった。図49Bは、RNP32を用いた電気穿孔後のCD34+細胞の4.9kb欠失の頻度を示す。NA=デジタル液滴ポリメラーゼ連鎖反応アッセイ失敗したためデータ入手不能。未処理細胞は、電気穿孔を受けなかった。FIG. 49A shows the frequency of 4.9 kb fragment deletion in normal and SCD CD34+ cells 1 day after electroporation with 6 μM RNP32. Data are from one study (SCD014). Each dot represents one sample. Untreated cells did not undergo electroporation. FIG. 49B shows the frequency of the 4.9 kb deletion in CD34+ cells after electroporation with RNP32. NA = data not available due to digital droplet polymerase chain reaction assay failure. Untreated cells did not undergo electroporation. 図50Aは、CD34+細胞の赤血球子孫の倍数増殖を示す。未処理又は6μMのRNP32を用いて電気穿孔された正常及びSCD CD34+細胞は、赤血球誘導条件に18日間置かれた。データは、2つの独立した実験からコンパイルされた。各ドットは1つのサンプルを表す。図50Bは、CD34+細胞の赤血球子孫の核除去頻度を示す。未処理又は6μMのRNP32を用いて電気穿孔された正常及びSCD CD34+細胞は、赤血球誘導条件に18日間置かれた。データは、2つの独立した実験からコンパイルされた。各ドットは1つのサンプルを表す。FIG. 50A shows fold expansion of erythroid progeny of CD34+ cells. Normal and SCD CD34+ cells, untreated or electroporated with 6 μM RNP32, were placed in erythrocyte-inducing conditions for 18 days. Data were compiled from two independent experiments. Each dot represents one sample. FIG. 50B shows the nuclear elimination frequency of erythroid progeny of CD34+ cells. Normal and SCD CD34+ cells, untreated or electroporated with 6 μM RNP32, were placed in erythrocyte-inducing conditions for 18 days. Data were compiled from two independent experiments. Each dot represents one sample. 図51Aは、2つの実験における赤血球の子孫におけるHbF誘導の評価を示す。未処理又は6μMのRNP32を用いて電気穿孔された正常及びSCD CD34+細胞は、赤血球誘導条件に18日間置かれた。赤血球溶解産物中のグロビン鎖の相対存在量は、RP-UPLCによって分析され、HbFレベルは、HbF(%)=(Aγ+Gγ)/(Aγ+Gγ+β)(%)として計算された。図51Bは、1つの独立した実験における、フローサイトメトリーによって評価されたHbF+RBCの頻度を示す。図51A及び図51Bでは、各ドットは1つのサンプルを表す。対応のあるT検定が実施され、RNP32処理サンプルと未処理サンプルの間の差が統計的に有意であるかどうかが判定された。p<0.05、**p<0.01、****p<0.0001。RP-UPLC=逆相超高性能液体クロマトグラフィー。未処理細胞は、電気穿孔を受けなかった。FIG. 51A shows assessment of HbF induction in erythroid progeny in two experiments. Normal and SCD CD34+ cells, untreated or electroporated with 6 μM RNP32, were placed in erythrocyte-inducing conditions for 18 days. The relative abundance of globin chains in erythrocyte lysates was analyzed by RP-UPLC and HbF levels were calculated as HbF (%) = (Aγ + Gγ)/(Aγ + Gγ + β) (%). FIG. 51B shows the frequency of HbF+ RBCs assessed by flow cytometry in one independent experiment. In Figures 51A and 51B, each dot represents one sample. A paired T-test was performed to determine if the difference between RNP32-treated and untreated samples was statistically significant. * p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.0001. RP-UPLC = reversed phase ultra high performance liquid chromatography. Untreated cells did not undergo electroporation. 図51Cは、正常ドナー及びSCDを有する患者からのRNP32編集CD34+細胞における同等且つ堅牢な生体外HbF発現を示す。HbFの百分率は、正常ドナーからの未編集及びRNP32編集CD34+細胞(n=3)、SCDを有する患者からの未編集及びRNP32編集CD34+細胞(n=4)における、全β様グロビン鎖に対するγ-グロビン鎖の発現レベル(γ鎖/[γ鎖+β鎖])によって示される。未編集細胞は、電気穿孔を受けなかった。FIG. 51C shows comparable and robust ex vivo HbF expression in RNP32-edited CD34+ cells from normal donors and patients with SCD. Percentage of HbF relative to total β-like globin chains in unedited and RNP32-edited CD34+ cells from normal donors (n=3), unedited and RNP32-edited CD34+ cells from patients with SCD (n=4). It is indicated by the expression level of globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]). Unedited cells did not undergo electroporation. 図52は、SCD患者からのRNP32編集CD34+由来の赤血球(RBC)がメタ重亜硫酸ナトリウムに曝露され、顕微鏡下で検査したところ、SCD患者からの未編集RBCと比較して鎌状赤血球症が減少していることを示す。鎌状化されたRBCの百分率が、未編集SCD由来RBC及びRNP32編集SCD由来RBCについて示される。平均HbF百分率もまた、未編集SCD由来RBC及びRNP32編集SCD由来RBCについて示される。Figure 52 shows that RNP32-edited CD34+-derived red blood cells (RBCs) from SCD patients were exposed to sodium metabisulfite and examined under a microscope showed reduced sickle cell disease compared to unedited RBCs from SCD patients. indicate that The percentage of sickled RBCs is shown for unedited SCD-derived RBCs and RNP32-edited SCD-derived RBCs. Mean HbF percentages are also shown for unedited SCD-derived RBCs and RNP32-edited SCD-derived RBCs. 図53Aは、経時的な酸素枯渇の結果としての、測定された変形能の喪失、SCD RBCの鎌状化点、それに続いてOxygenscanで視覚化された、その後の再酸素化中のRBCの変形能の獲得の図的表現を示す。EImaxは酸素正常状態でのRBC変形能を表し、EIminは脱酸素時の変形能を表す。鎌状化点(PoS)は、鎌状化が始まるpO2を反映し、脱酸素中にEIの5%を超える減少が観察される。EI=伸長指数。FIG. 53A Measured loss of deformability as a result of oxygen depletion over time, the sickling point of SCD RBCs, followed by deformation of RBCs during subsequent reoxygenation visualized with Oxygenscan. Figure 2 shows a graphical representation of the acquisition of ability. EImax represents the RBC deformability under normoxia and EImin represents the deformability during deoxygenation. The sickling point (PoS) reflects the pO2 at which sickling begins and a >5% decrease in EI is observed during deoxygenation. EI = elongation index. 図53B~図53Eは、RBC変形能の評価を示す。未処理の正常CD34+細胞3バッチ(図53B)と未処理又はRNP32編集SCD CD34+細胞4バッチ(図53C)からの培養RBCが、Lorrca ektacytometeで分析され、酸素濃度が低下したときの剪断応力下での変形性が測定されて伸長指数として表される。Figures 53B-53E show the assessment of RBC deformability. Cultured RBCs from 3 batches of untreated normal CD34+ cells (Fig. 53B) and 4 batches of untreated or RNP32-edited SCD CD34+ cells (Fig. 53C) were analyzed on the Lorrca ektacytomete and under shear stress when oxygen concentration was reduced. is measured and expressed as the elongation index. 図53Cは、RNP32を用いた電気穿孔を受けていない(未処理)CD34+細胞から培養されたRBCを黒線で表し(少なくとも25mmHgまでは全てのプロットで下の線)、RBCs培養されたfromRNP32編集されSCD CD34+細胞から培養されたRBCを暗灰色線で表す(少なくとも25mmHgまでは全てのプロットで上の線)。FIG. 53C depicts RBCs cultured from CD34+ cells that have not been electroporated with RNP32 (untreated) as black lines (lower lines in all plots to at least 25 mmHg), RBCs cultured from RNP32 edited. RBCs cultured from SCD CD34+ cells are represented by the dark gray line (upper line in all plots up to at least 25 mmHg). 図53Dは、脱酸素中にSCD RBCが鎌状化を始めたときの相対酸素圧を表す鎌状化点が、各SCD RBCサンプルについてプロットされる。FIG. 53D plots for each SCD RBC sample the sickling point, which represents the relative oxygen tension when the SCD RBCs begin to sickle during deoxygenation. 図53Eは、脱酸素化されたときのRBCの可撓性に近似する、各SCD RBCサンプルの最小伸長指数を示す。各線は、同じ実験で同じドナーからの未処理及びRNP32編集細胞から培養されたRBCを接続する。CEL211-001は、2つの独立した実験で2回試験された。対応のあるT検定が実施され、RNP32処理サンプルと未処理サンプルから培養されたRBCの間の差が統計的に有意であるかどうかが判定された。**p<0.01、***p<0.001。FIG. 53E shows the minimum elongation index for each SCD RBC sample, which approximates the flexibility of RBCs when deoxygenated. Each line connects RBCs cultured from untreated and RNP32 edited cells from the same donor in the same experiment. CEL211-001 was tested twice in two independent experiments. A paired T-test was performed to determine if the difference between cultured RBCs from RNP32-treated and untreated samples was statistically significant. ** p<0.01, *** p<0.001. 図54Aは、培養RBCのレオロジー評価を示す。未処理CD34+細胞及び未処理又はRNP32電気穿孔SCD CD34+細胞は、赤血球誘導条件に18日間置かれ、赤血球細胞が生成した。様々な濃度の酸素下で培養されたRBCのレオロジー的挙動は、マイクロ流体プラットフォームを使用して評価された。速度低下百分率は、指定された酸素濃度と大気中の酸素レベル(21%)での速度の差に基づいて計算された。示されるデータは、平均値±標準偏差である。N=5:未処理SCDサンプル、N=5:RNP32処理SCDサンプル、N=4:未処理正常サンプル。対応のあるT検定を用いて、未処理及び対応するRNP32編集SCDサンプルから培養されたRBCの間で平均値を比較した。p<0.05、***p<0.001、****p<0.0001。FIG. 54A shows rheological evaluation of cultured RBCs. Untreated CD34+ cells and untreated or RNP32 electroporated SCD CD34+ cells were placed in erythrocyte-inducing conditions for 18 days to generate red blood cells. The rheological behavior of RBCs cultured under different concentrations of oxygen was evaluated using a microfluidic platform. The percentage speed drop was calculated based on the difference in speed at the specified oxygen concentration and atmospheric oxygen level (21%). Data shown are mean ± standard deviation. N=5: untreated SCD samples, N=5: RNP32 treated SCD samples, N=4: untreated normal samples. Mean values were compared between cultured RBCs from untreated and corresponding RNP32-edited SCD samples using a paired T-test. * p<0.05, *** p<0.001, *** p<0.0001. 図54Bは、酸素濃度を変化させることによる、速度低下百分率の概要を示す。は、評価中にサンプルが詰まり、実験が中止されたことを示す。閉塞が形成される前に収集されたデータのみが報告される。データは、図54Aにプロットされる。FIG. 54B shows a summary of the percentage speed reduction by varying the oxygen concentration. b indicates that the sample clogged during evaluation and the experiment was aborted. Only data collected before the occlusion was formed are reported. The data are plotted in Figure 54A. 図54Cは、SCD患者からのRNP32編集CD34+細胞から培養されたRBCが、一連の酸素レベルで、毛細血管の血流を模倣するマイクロ流体チャネル内に配置された場合、SCD患者からの未編集CD34+細胞から培養されたRBCと比較して、正常ドナーからのRBCにより近い改善されたレオロジー特性を有することを示す。正規化された速度の百分率は、様々な酸素百分率で、未編集正常ドナー由来CD34+細胞から培養されたRBC(菱形)、未編集SCD-ドナー由来のCD34+細胞から培養されたRBC(三角形)、及びRNP32編集SCD誘導CD34+細胞から培養されたRBC(丸)について評価された。静脈循環で観察される典型的な酸素レベルは、約4%~6%の酸素である。FIG. 54C shows unedited CD34+ cells from SCD patients when cultured from RNP32-edited CD34+ cells from SCD patients were placed in microfluidic channels mimicking capillary blood flow at a range of oxygen levels. Compared to RBCs cultured from cells, RBCs from normal donors are shown to have improved rheological properties more similar. Percentages of normalized velocities are shown for RBCs cultured from CD34+ cells from unedited normal donors (diamonds), from CD34+ cells from unedited SCD− donors (triangles), and at various oxygen percentages. RBCs (circles) cultured from RNP32-edited SCD-induced CD34+ cells were evaluated. Typical oxygen levels observed in the venous circulation are approximately 4% to 6% oxygen. 図54Dは、HbF誘導とレオロジー挙動の間の相関関係を示す。SCDサンプル(x軸)で表されるHbFのレベルは、0%、2%、4%、及び6%の酸素濃度での対応する速度低下百分率(y軸)に対してプロットされた。単純な線形回帰分析が実施され、決定係数が各パネルに示される。FIG. 54D shows the correlation between HbF induction and rheological behavior. The level of HbF represented by the SCD samples (x-axis) was plotted against the corresponding percent rate reduction (y-axis) at oxygen concentrations of 0%, 2%, 4% and 6%. A simple linear regression analysis was performed and the coefficient of determination is shown in each panel. 図54Eは、未編集SCD由来のCD34+細胞から培養されたRBC(三角形)とRNP32編集SCD由来のCD34+細胞から培養されたRBC(丸)が、酸素レベル4%の毛細血管の血流を模倣するマイクロ流体チャネル内に配置された場合のHbFレベルと速度の相関を示す。HbFの百分率は、全β様グロビン鎖(γ鎖/[γ鎖+β鎖])に対する、γ-グロビン鎖の発現レベルによって示される。FIG. 54E RBCs cultured from CD34+ cells from unedited SCD (triangles) and from CD34+ cells from RNP32-edited SCD (circles) mimic capillary blood flow at 4% oxygen level. Figure 2 shows the correlation between HbF levels and velocities when placed in microfluidic channels. The percentage of HbF is indicated by the expression level of γ-globin chain relative to total β-like globin chains (γ chain/[γ chain + β chain]). 図55Aは、HBG1における0ベースhg38座標chr11:5,249,949~5,249,987(+)と、HBG2におけるchr11:5,254,873~5,254,911(+)を有する遠位CCAATボックス領域の概略図を示す。黒線は、RNP32のgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号1254))をマークする。黒枠は、遠位CCAATボックスをマークする。矢印の付いた濃い灰色のギザギザの線は、RNP32で切断した後に予想される4ヌクレオチドの5’オーバーハングを示す。灰色の点線は、RNP32の予想される切断部位をマークする。切断部位前の塩基は、TSSに対して-118塩基の位置に黒色矢印でマークされる。TSSとの境界にある塩基の距離は、配列の最後にある黒色矢印でマークされる(TSS:-93及び-130)。FIG. 55A is distal with 0-based hg38 coordinates chr11: 5,249,949-5,249,987 (+) in HBG1 and chr11: 5,254,873-5,254,911 (+) in HBG2 A schematic representation of the CCAAT box region is shown. The black line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the gRNA of RNP32 (ie, CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 1254)). A black box marks the distal CCAAT box. The dark gray jagged line with arrow indicates the expected 4-nucleotide 5′ overhang after cleavage with RNP32. The gray dotted line marks the predicted cleavage site of RNP32. The base before the cleavage site is marked with a black arrow at base −118 relative to the TSS. Base distances flanking the TSS are marked with black arrows at the end of the sequence (TSS: -93 and -130). 図55Bは、RNP32によって生成されたインデルプロファイルを配列決定するために使用されるオリゴヌクレオチドを示す。FIG. 55B shows oligonucleotides used to sequence the indel profile generated by RNP32. 図55Cは、RNP32編集の解析に使用されるアンプリコンを示す。図55Dは、RNP32のインデルプロファイルを特性決定するために使用されるindel_idの一例を示す。Indel_idはインデルを同定する文字列であり、indel_start_position+_+indel_length+_+IDとして示される。IDは、欠失の場合はNA、挿入の場合は挿入された配列である。FIG. 55C shows amplicons used for analysis of RNP32 editing. FIG. 55D shows an example of indel_id used to characterize the indel profile of RNP32. Indel_id is a string that identifies an indel and is indicated as indel_start_position+_+indel_length+_+ID. ID is NA for deletions and inserted sequence for insertions. 図56は、RNP32による編集の結果生じた、遠位CCAATボックスにおける、3bpを超えるNHEJ媒介インデル、32bpを超えるMMEJ媒介インデル、及び3bp以下のインデルの百分率を描写する:3bpを超えるNHEJ=65.9%;3bp以下=8.6%;3bpを超えるMMEJ=25.5%。FIG. 56 depicts the percentage of NHEJ-mediated indels greater than 3 bp, MMEJ-mediated indels greater than 32 bp, and indels less than or equal to 3 bp in distal CCAAT boxes resulting from editing with RNP32: NHEJ greater than 3 bp=65. ≤3 bp = 8.6%; MMEJ >3 bp = 25.5%. 図57は、野生型(wt)対立遺伝子と上位20のインデルを、全てのサンプルのインデル中の平均百分率と、編集後の対応する最終配列と共に示す。破線は欠失した塩基を表し、縦線は切断部位である(図55Aもまた参照されたい)。黒線は、RNP32のgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号1254))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。TSSに対する塩基距離は、矢印でマークされる。Figure 57 shows the wild-type (wt) allele and the top 20 indels along with the average percentage in indels for all samples and the corresponding final sequences after editing. Dashed lines represent deleted bases and vertical lines are cleavage sites (see also Figure 55A). The black line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the gRNA of RNP32 (i.e., CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 1254)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here seen reverse-complemented). . Base distances to TSS are marked with arrows. 図58は、欠失中心から切断部位までの距離の関数として検出された欠失の百分率を示し、5’オーバーハングの中央と見なされる縦の灰色の破線によって表される。最高ピークは、切断部位(TSS:-113)から且つTSSに向かって相対的に-6bpの位置である(図55Aもまた参照されたい)。プロファイルは、正常ドナーサンプル(正常、N=4)では黒色、鎌状赤血球ドナーサンプル(SCD、N=5)では明るい灰色、正常ドナーサンプルの追加セット(正常=5、SCD1)サンプルでは濃い灰色として示される。正常サンプルの第2のセットは、SCD1研究からのものであり、G-CSF及びプレリキサフォルを使用して動員され、大規模プロセスを使用して生成された。黒線は、RNP32のgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号1254))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。Figure 58 shows the percentage of deletions detected as a function of the distance from the deletion center to the cleavage site, represented by the vertical gray dashed line taken as the middle of the 5' overhang. The highest peak is located -6 bp relative to and from the cleavage site (TSS: -113) towards the TSS (see also Figure 55A). Profiles are shown as black for normal donor samples (Normal, N=4), light gray for sickle cell donor samples (SCD, N=5), and dark gray for an additional set of normal donor samples (Normal=5, SCD1). shown. A second set of normal samples was from the SCD1 study, mobilized using G-CSF and plelixafor, and generated using a large scale process. The black line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the gRNA of RNP32 (i.e., CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 1254)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here seen reverse-complemented). . 図59は、欠失サイズ(x軸の負の値)又は挿入(x軸の正の値)の関数として検出された、インデルの百分率を示す。縦線は挿入と欠失を分けている。最高ピークは、インデル159_-18_NAに対応するサイズ18の欠失である。プロファイルは、正常ドナーサンプル(正常、N=4)では黒色、鎌状赤血球ドナーサンプル(SCD、N=5)では明るい灰色、正常ドナーサンプルの追加セット(正常=5、SCD1)サンプルでは濃い灰色として示される。正常サンプルの第2のセットは、SCD1研究からのものであり、G-CSF及びプレリキサフォルを使用して動員され、大規模プロセスを使用して生成された。Figure 59 shows the percentage of indels detected as a function of deletion size (negative values on the x-axis) or insertions (positive values on the x-axis). Vertical lines separate insertions and deletions. The highest peak is a size 18 deletion corresponding to indel 159_-18_NA. Profiles are shown as black for normal donor samples (Normal, N=4), light gray for sickle cell donor samples (SCD, N=5), and dark gray for an additional set of normal donor samples (Normal=5, SCD1). shown. A second set of normal samples was from the SCD1 study, mobilized using G-CSF and plelixafor, and generated using a large scale process. 図60は、50~-50の間のインデル長の平均百分率を示す。正の値は挿入を示す。負の値は欠失を示す。Figure 60 shows the average percentage of indel length between 50 and -50. A positive value indicates an insert. Negative values indicate deletions. 50~-50の間のインデル長の平均百分率の続きを示す。A series of mean percentages of indel lengths between 50 and -50 are shown. 50~-50の間のインデル長の平均百分率の続きを示す。A series of mean percentages of indel lengths between 50 and -50 are shown. 図61は、RNP32編集サンプルの標的領域に沿って欠失した塩基の百分率を示す。プロファイルは、正常ドナーサンプル(正常、N=4)では黒色、鎌状赤血球ドナーサンプル(SCD、N=5)では明るい灰色、正常ドナーサンプルの追加セット(正常=5、SCD1)サンプルでは濃い灰色として示される。正常サンプルの第2のセットは、SCD1研究からのものであり、G-CSF及びプレリキサフォルを使用して動員され、大規模プロセスを使用して生成された。標的領域DNA配列は、x軸に示される。黒線は、RNP32のgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号1254))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。灰色の縦の破線は切断箇所を表し、5’オーバーハングの中央と見なされる(図55Aもまた参照されたい)。Figure 61 shows the percentage of deleted bases along the target region of RNP32 edited samples. Profiles are shown as black for normal donor samples (Normal, N=4), light gray for sickle cell donor samples (SCD, N=5), and dark gray for an additional set of normal donor samples (Normal=5, SCD1). shown. A second set of normal samples was from the SCD1 study, mobilized using G-CSF and plelixafor, and generated using a large scale process. Target region DNA sequences are indicated on the x-axis. The black line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the gRNA of RNP32 (i.e., CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 1254)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here seen reverse-complemented). . The gray vertical dashed line represents the cut point, taken as the middle of the 5' overhang (see also Figure 55A). 図62は、RNP32を用いて編集されたサンプルの標的領域上の各塩基で検出された欠失の正規化プロファイル(それぞれ最大値1)を示す。プロファイルは、正常ドナーサンプル(正常、N=4)では黒色で示され、鎌状赤血球ドナーサンプル(SC)では淡い灰色で示される。正常サンプルの第2のセットは、SCD1研究からのものであり、G-CSF及びプレリキサフォルを使用して動員され、大規模プロセスを使用して生成された。領域標的領域の配列はx軸に示される。黒線は、RNP32のgRNAのgRNA標的化ドメインのDNA配列(すなわち、CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(配列番号1254))をマークし、短い黒線は、遠位CCAATボックスをマークする(ここでは逆補完されて見える)。灰色の縦の破線は切断箇所を表し、5’オーバーハングの中央と見なされる(図55Aもまた参照されたい)。FIG. 62 shows normalized profiles (maximum value of 1 for each) of deletions detected at each base on the target region of samples edited with RNP32. Profiles are shown in black for normal donor samples (Normal, N=4) and light gray for sickle cell donor samples (SC). A second set of normal samples was from the SCD1 study, mobilized using G-CSF and plelixafor, and generated using a large scale process. The sequence of the region target regions is indicated on the x-axis. The black line marks the DNA sequence of the gRNA targeting domain of the gRNA of RNP32 (i.e., CCUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (SEQ ID NO: 1254)) and the short black line marks the distal CCAAT box (here seen reverse-complemented). . The gray vertical dashed line represents the cut point, taken as the middle of the 5' overhang (see also Figure 55A). 図63は、複数のサンプルにわたって検出されたインデルの数を示す。その中でインデルが検出されたサンプル数の関数としてのインデル数のカウントが示される。FIG. 63 shows the number of indels detected across multiple samples. The count of indels as a function of the number of samples in which indels were detected is shown. 図64は、14個のサンプル全てにわたるインデルの再現性を、インデル中のそれらの平均百分率の関数として示す。示されているのは、その中でインデルが検出されたサンプル数(x軸)でグループ化されたインデル中の平均百分率(y軸)である。0.22%の灰色の横線は、上位55のインデル中で最も低いインデルの百分率をマークする。Figure 64 shows the reproducibility of indels across all 14 samples as a function of their average percentage of indels. Shown is the average percentage in indels (y-axis) grouped by the number of samples in which indels were detected (x-axis). The 0.22% gray horizontal line marks the lowest percentage of indels among the top 55 indels. 図65A~65Bは、電気穿孔時のRNP32濃度に基づく、CD34+細胞のオンターゲットインデルレベルを示す。CD34+細胞を示された濃度のRNP32を用いて電気穿孔した後、1日目(図65A)及び2日目(図65B)にIllumina配列決定を介して、オンターゲット編集インデルレベルの合計が判定された。データは、8つの独立した実験からコンパイルされた。合計5つのRNPバッチと4つのロットの正常ドナーCD34+細胞が、0.125μM~8μMまでの11の濃度のRNP32で試験された。各ドットは、個々の電気穿孔を表す。インデル=挿入及び/又は欠失。Figures 65A-65B show on-target indel levels of CD34+ cells based on RNP32 concentration upon electroporation. Total on-target editing indel levels were determined via Illumina sequencing on days 1 (FIG. 65A) and 2 (FIG. 65B) after electroporation of CD34+ cells with the indicated concentrations of RNP32. was done. Data were compiled from eight independent experiments. A total of 5 RNP batches and 4 lots of normal donor CD34+ cells were tested with 11 concentrations of RNP32 ranging from 0.125 μM to 8 μM. Each dot represents an individual electroporation. Indels = insertions and/or deletions. 図66は、RNP32を用いた1日目の電気穿孔での細胞生存率の概要を示す。でマークされたデータは、示差走査蛍光測定によりRNP32の複合化が不十分であることが判明したため、データが除外されたことを示す。FIG. 66 shows a summary of cell viability on day 1 electroporation with RNP32. Data marked with * indicate that data were excluded because differential scanning fluorescence measurements revealed insufficient complexation of RNP32. 図67は、RNP32を用いた電気穿孔後1日目のオンターゲットインデルレベルの概要を示す。でマークされたデータは、示差走査蛍光測定によりRNP32の複合化が不十分であることが判明したため、データが除外されたことを示す。FIG. 67 shows a summary of on-target indel levels 1 day after electroporation with RNP32. Data marked with * indicate that data were excluded because differential scanning fluorescence measurements revealed insufficient complexation of RNP32. 図68は、電気穿孔後2日目のオンターゲットインデルの概要を示す。でマークされたデータは、示差走査蛍光測定によりRNP32の複合化が不十分であることが判明したため、データが除外されたことを示す。FIG. 68 shows a summary of on-target indels 2 days after electroporation. Data marked with * indicate that data were excluded because differential scanning fluorescence measurements revealed insufficient complexation of RNP32. 図69A~69Bは、電気穿孔後1日目及び2日目の編集CD34+細胞における4.9kb断片欠失の頻度を示す。図69Aは、CD34+細胞の2つのRNP32切断部位間の4.9kb断片欠失の頻度は、示された濃度のRNPを用いた電気穿孔後1日目と2日目のddPCRアッセイによって評価された。図69Bは、4.9kb欠失とインデルの比率は、各サンプルの欠失のレベルをインデルのレベルで除算することによって計算された。データは、3つの独立した実験からコンパイルされた。合計2つのRNPバッチと2つのロットの正常ドナーCD34+細胞が、0.125μM~8μMの範囲の8つの濃度のRNP32で試験された。各ドットは、個々の電気穿孔を表す。インデル=挿入及び/又は欠失。Figures 69A-69B show the frequency of the 4.9 kb fragment deletion in edited CD34+ cells 1 and 2 days after electroporation. FIG. 69A. The frequency of 4.9 kb fragment deletions between the two RNP32 cleavage sites in CD34+ cells was assessed by ddPCR assays 1 and 2 days after electroporation with the indicated concentrations of RNPs. . FIG. 69B shows the ratio of 4.9 kb deletions to indels was calculated by dividing the level of deletions by the level of indels for each sample. Data were compiled from three independent experiments. A total of two RNP batches and two lots of normal donor CD34+ cells were tested with eight concentrations of RNP32 ranging from 0.125 μM to 8 μM. Each dot represents an individual electroporation. Indels = insertions and/or deletions. 図70は、RNP32を用いた電気穿孔後1日目及び2日目の4.9kb断片欠失頻度の概要を示す。Figure 70 shows a summary of the 4.9 kb fragment deletion frequencies 1 and 2 days after electroporation with RNP32. 図71A~71Bは、造血幹細胞及び前駆細胞亜集団のオンターゲットインデルレベルを示す。図71Aは、CD34+細胞は、電気穿孔の2日後に、表面免疫表現型に基づいてCMP、MPP、及びLT-HSCの亜集団に選別された。Illumina配列決定によって判定された、オンターゲットインデルレベルを示す。図71Bは、表現型LT-HSC集団内のオンターゲットインデルレベルの全CD34+細胞に対する比率を示す。比率1(点線)は、LT-HSCが総CD34+細胞と同じオンターゲットインデルレベルを有することを示す。CMP=共通骨髄前駆細胞;インデル=挿入及び/又は欠失;LT-HSC=長期造血幹細胞;MPP=多能性前駆細胞。Figures 71A-71B show on-target indel levels of hematopoietic stem and progenitor cell subpopulations. FIG. 71A. CD34+ cells were sorted into CMP, MPP, and LT-HSC subpopulations based on surface immunophenotype 2 days after electroporation. Shows on-target indel levels as determined by Illumina sequencing. FIG. 71B shows the ratio of on-target indel levels to total CD34+ cells within the phenotypic LT-HSC population. A ratio of 1 (dotted line) indicates that LT-HSCs have the same on-target indel levels as total CD34+ cells. CMP = common myeloid progenitor; indels = insertions and/or deletions; LT-HSC = long-term hematopoietic stem cells; MPP = multipotent progenitor cells. 図72は、電気穿孔後2日目の全CD34+細胞及び選別された亜集団におけるオンターゲットインデルレベルの概要を示す。CMP=共通骨髄前駆細胞;インデル=挿入及び/又は欠失;LT HSC=長期造血幹細胞;MPP=多能性前駆細胞。FIG. 72 shows a summary of on-target indel levels in total CD34+ cells and sorted subpopulations 2 days after electroporation. CMP = common myeloid progenitors; indels = insertions and/or deletions; LT HSCs = long-term hematopoietic stem cells; MPP = multipotent progenitor cells. 図73A~73Bは、全CD34+細胞及び選別された造血幹細胞及び前駆細胞の亜集団における4.9kb断片の欠失の頻度を示す。図73Aは、CD34+細胞は、電気穿孔の2日後に、表面免疫表現型に基づいてCMP、MPP、及びLT HSCの亜集団に選別された。ddPCRによって判定された4.9kb欠失の頻度を示す。図73Bは、4.9kb欠失とインデルの比率は、各サンプルの欠失のレベルをインデルのレベルで除算することによって計算された。比率が低いほど、集団内で発生する4.9kb欠失の傾向が低いことを示す。フリードマン検定を使用して多重比較が実施された。p=0.01、****p<0.0001。CMP=共通骨髄前駆細胞;インデル=挿入及び/又は欠失;LT HSC=長期造血幹細胞;MPP=多能性前駆細胞。Figures 73A-73B show the frequency of deletion of the 4.9 kb fragment in total CD34+ cells and subpopulations of sorted hematopoietic stem and progenitor cells. FIG. 73A CD34+ cells were sorted into CMP, MPP, and LT HSC subpopulations based on surface immunophenotype 2 days after electroporation. Frequency of 4.9 kb deletions determined by ddPCR is shown. FIG. 73B shows the ratio of 4.9 kb deletions to indels was calculated by dividing the level of deletions by the level of indels for each sample. A lower ratio indicates a lower propensity for the 4.9 kb deletion to occur within the population. Multiple comparisons were performed using the Friedman test. * p=0.01, *** p<0.0001. CMP = common myeloid progenitors; indels = insertions and/or deletions; LT HSCs = long-term hematopoietic stem cells; MPP = multipotent progenitor cells. 図74は、RNP32を用いた電気穿孔後2日目の全CD34+細胞及び選別された亜集団における4.9kb断片欠失頻度の概要を示す。CD34+=分化抗原群34;CMP=共通骨髄前駆細胞;インデル=挿入及び/又は欠失;LT-HSC=長期造血幹細胞;MPP=多能性前駆細胞;RNP=リボ核タンパク質。Figure 74 shows a summary of the 4.9 kb fragment deletion frequencies in total CD34+ cells and sorted subpopulations 2 days after electroporation with RNP32. CMP = common myeloid progenitors; indels = insertions and/or deletions; LT-HSC = long-term hematopoietic stem cells; MPP = multipotent progenitor cells; RNP = ribonucleoprotein.

定義及び略語
別段の指定がない限り、以下の各用語は、このセクションでそれに関連した意味を有する。
Definitions and Abbreviations Unless otherwise specified, each of the following terms has the meaning associated with it in this section.

不定冠詞「1つの(a)」及び「1つの(an)」は、関連した名詞の少なくとも1つを指し、「少なくとも1つ」及び「1つ又は複数」という用語と互換的に使用される。例えば、「モジュール」は、少なくとも1つのモジュール又は1つ若しくは複数のモジュールを意味する。 The indefinite articles "a" and "an" refer to at least one of the associated nouns and are used interchangeably with the terms "at least one" and "one or more" . For example, "module" means at least one module or one or more modules.

接続詞「又は」及び「及び/又は」は、非排他的選言肢として同義的に使用される。 The conjunctions "or" and "and/or" are used synonymously as non-exclusive disjunctives.

「ドメイン」は、タンパク質又は核酸のセグメントを表すために使用される。特に断りのない限り、ドメインは、いかなる特定の機能特性も有する必要はない。 A "domain" is used to denote a segment of a protein or nucleic acid. Domains need not have any particular functional property unless otherwise specified.

「外因的トランス作用因子」という用語は、(a)RNA誘導ヌクレアーゼ又はgRNAへのペプチド又はヌクレオチドの挿入又は融合などの修飾手段により、RNA誘導ヌクレアーゼ又はgRNAと相互作用し、(b)標的DNAと相互作用してそのらせん構造を改変する、ゲノム編集システムの任意のペプチド又はヌクレオチド成分を指す。ペプチド又はヌクレオチド挿入又は融合としては、限定することなく、RNA誘導ヌクレアーゼ又はgRNAと外因的トランス作用因子との間の直接共有結合並びに/又はMS2ループなどのRNA/タンパク質相互作用ドメイン及びDZ、Lim又はSH1、2若しくは3ドメインなどのタンパク質/タンパク質相互作用ドメインの挿入又は融合によって媒介される非共有結合が挙げられ得る。他の特定のRNA及びアミノ酸相互作用モチーフは、当業者によく知られているであろう。トランス作用因子は、一般に、転写活性化剤を含み得る。 The term "exogenous trans-acting factor" includes (a) interacting with an RNA-guided nuclease or gRNA by means of modification such as insertion or fusion of peptides or nucleotides into the RNA-guided nuclease or gRNA; Refers to any peptide or nucleotide component of a genome editing system that interacts to alter its helical structure. Peptide or nucleotide insertions or fusions include, without limitation, direct covalent linkages between RNA-guided nucleases or gRNAs and exogenous trans-acting factors and/or RNA/protein interaction domains such as the MS2 loop and DZ, Lim or Non-covalent binding mediated by insertion or fusion of protein/protein interaction domains such as SH1, 2 or 3 domains can be included. Other specific RNA and amino acid interaction motifs will be familiar to those of skill in the art. Trans-acting factors generally can include transcriptional activators.

「ブースター要素」という用語は、RNA誘導ヌクレアーゼに複合体化したgRNAを含むリボ核タンパク質(RNP)複合体(「gRNA-ヌクレアーゼ-RNP」)と共に同時送達された場合、ブースター要素なしの標的核酸の編集と比較して標的核酸の編集を増加させる要素を指す。特定の実施形態では、同時送達は、順次又は同時であり得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、WT Cas9タンパク質、Cas9ニッカーゼタンパク質(例えば、Cas9 D10Aタンパク質)又は酵素的に不活性なCas9(eiCas9)タンパク質に複合体化した死滅ガイドRNAを含むRNP複合体であり得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、Cas9ニッカーゼタンパク質(例えば、Cas9 D10Aタンパク質)又は酵素的に不活性なCas9(eiCas9)タンパク質に複合体化したガイドRNAを含むRNP複合体であり得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、一本鎖又は二本鎖ドナー鋳型DNAであり得る。特定の実施形態では、1つ又は複数のブースター要素がgRNA-ヌクレアーゼ-RNPと共に同時送達されて、標的核酸の編集を増加させ得る。特定の実施形態では、ブースター要素は、Cpf1分子に複合体化したgRNA(「gRNA-Cpf1-RNP」)を含むRNPと共に同時送達されて、標的核酸の編集を増加させ得る。 The term "booster element" refers to the amount of target nucleic acid without a booster element when co-delivered with a ribonucleoprotein (RNP) complex comprising gRNA complexed to an RNA-guided nuclease ("gRNA-nuclease-RNP"). Refers to an element that increases editing of a target nucleic acid relative to editing. In certain embodiments, co-delivery may be sequential or simultaneous. In certain embodiments, the booster element is a RNP complex comprising a death guide RNA complexed to a WT Cas9 protein, a Cas9 nickase protein (e.g., Cas9 D10A protein) or an enzymatically inactive Cas9 (eiCas9) protein can be In certain embodiments, the booster element can be an RNP complex comprising a guide RNA complexed to a Cas9 nickase protein (eg, Cas9 D10A protein) or an enzymatically inactive Cas9 (eiCas9) protein. In certain embodiments, the booster element can be single-stranded or double-stranded donor template DNA. In certain embodiments, one or more booster elements may be co-delivered with gRNA-nuclease-RNP to increase editing of the target nucleic acid. In certain embodiments, booster elements may be co-delivered with RNPs, including gRNA complexed to Cpf1 molecules (“gRNA-Cpf1-RNP”), to increase editing of the target nucleic acid.

「生産的インデル」は、HbF発現をもたらすインデル(欠失及び/又は挿入)を指す。特定の実施形態では、生産的インデルは、HbF発現を誘導し得る。特定の実施形態では、生産的インデルは、HbF発現のレベルの増加をもたらし得る。 A "productive indel" refers to an indel (deletion and/or insertion) that results in HbF expression. In certain embodiments, productive indels can induce HbF expression. In certain embodiments, productive indels may result in increased levels of HbF expression.

「インデル」は、核酸配列中の挿入及び/又は欠失である。インデルは、本開示のゲノム編集システムによって形成された二本鎖切断などのDNA二本鎖切断の修復の産物であり得る。インデルは、最も一般的には、下述したNHEJ経路などの「誤りがちな」修復経路によって中断が修復された場合に形成される。 An "indel" is an insertion and/or deletion in a nucleic acid sequence. Indels can be the product of repair of DNA double-strand breaks, such as the double-strand breaks created by the genome editing system of the present disclosure. Indels are most commonly formed when a break is repaired by a "faulty" repair pathway, such as the NHEJ pathway described below.

「遺伝子変換」とは、内因性相同配列(例えば、遺伝子アレイ内の相同配列)の組み込みによるDNA配列の改変を指す。「遺伝子修正」とは、外因性一本鎖又は二本鎖ドナー鋳型DNAなどの外因性相同配列の組み込みによるDNA配列の改変を指す。遺伝子変換及び遺伝子修正は、下述したものなどのHDR経路によるDNA二本鎖切断の修復の産物である。 "Gene conversion" refers to the alteration of a DNA sequence by incorporation of endogenous homologous sequences (eg, homologous sequences within gene arrays). "Gene correction" refers to alteration of a DNA sequence by incorporation of exogenous homologous sequences, such as exogenous single- or double-stranded donor template DNA. Gene conversion and gene correction are products of the repair of DNA double-strand breaks by the HDR pathway, such as those described below.

インデル、遺伝子変換、遺伝子修正及び他のゲノム編集結果は、典型的には配列決定によって(最も一般的には「次世代」又は「合成による配列決定」法により、ただしサンガー配列決定も依然として使用され得る)評価され、全ての配列決定読み取りにおける数値変化の相対頻度(例えば、±1、±2又はそれを超える塩基)によって定量化される。配列決定のためのDNAサンプルは、当技術分野で公知の多様な方法によって調製され得、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による目的部位の増幅、Tsai 2016(参照により本明細書に援用される)に記載されるGUIDEseqプロセスにおけるような二本鎖切断によって生じるDNA末端の捕捉を伴い得るか、又は当技術分野で周知の別の手段によって調製され得る。ゲノム編集結果は、Genomic Vision(Bagneux,France)によって製品化されているFiberComb(商標)システムなどの原位置ハイブリダイゼーション法及び当技術分野で公知任意の他の適切な方法によっても評価され得る。 Indels, gene conversions, gene corrections and other genome editing results are typically analyzed by sequencing (most commonly by "next generation" or "sequencing-by-synthesis" methods, although Sanger sequencing is still used). obtained) and quantified by the relative frequency of numerical changes (eg, ±1, ±2 or more bases) in all sequencing reads. DNA samples for sequencing can be prepared by a variety of methods known in the art, including amplification of sites of interest by the polymerase chain reaction (PCR), Tsai 2016, incorporated herein by reference. can involve the capture of DNA ends caused by double-strand breaks as in the GUIDEseq process described in , or can be prepared by other means well known in the art. Genome editing results may also be assessed by in situ hybridization methods such as the FiberComb™ system commercialized by Genomic Vision (Bagneux, France) and any other suitable method known in the art.

「Alt-HDR」、「代替相同指向修復」又は「代替HDR」は、同義的に使用されて、相同核酸(例えば、姉妹染色分体などの内因性相同配列又は例えば鋳型核酸などの外因性核酸)を使用して、DNA損傷を修復するプロセスを指す。Alt-HDRは、プロセスが、標準HDRと異なる経路を利用し、標準HDR媒介物であるRAD51及びBRCA2によって阻害され得るという点で標準HDRと異なる。Alt-HDRは一本鎖又はニックの入った相同核酸鋳型の関与によっても区別されるのに対し、標準HDRは、一般に、二本鎖相同鋳型を伴う。 "Alt-HDR", "alternative homology-directed repair" or "alternative HDR" are used interchangeably to refer to a homologous nucleic acid (e.g., an endogenous homologous sequence such as a sister chromatid or an exogenous nucleic acid such as a template nucleic acid). ) to repair DNA damage. Alt-HDR differs from canonical HDR in that the process utilizes different pathways than canonical HDR and can be inhibited by the canonical HDR mediators RAD51 and BRCA2. Alt-HDR is also distinguished by the involvement of single-stranded or nicked homologous nucleic acid templates, whereas standard HDR generally involves double-stranded homologous templates.

「標準HDR」、「標準相同指向修復」又は「cHDR」は、相同核酸(例えば、姉妹染色分体などの内因性相同配列又は例えば鋳型核酸などの外因性核酸)を使用したNA損傷を修復するプロセスを指す。標準HDRは、二本鎖切断で顕著な切除があり、少なくとも1つのDNAの一本鎖部分が形成する場合に典型的に機能する。正常細胞では、cHDRは、典型的に、切断の認識、切断の安定化、切除、一本鎖DNAの安定化、DNAクロスオーバー中間体の形成、クロスオーバー中間体の分解及びライゲーションなどの一連の工程を伴う。プロセスは、RAD51及びBRCA2を必要とし、相同核酸は、典型的には、二本鎖である。 "Canonical HDR," "canonical homology-directed repair," or "cHDR" repairs NA damage using homologous nucleic acids (e.g., endogenous homologous sequences such as sister chromatids or exogenous nucleic acids such as template nucleic acids). refers to the process. Standard HDR typically functions when there is a significant excision at the double-strand break, forming at least one single-stranded portion of DNA. In normal cells, cHDR typically undergoes a series of actions including recognition of breaks, stabilization of breaks, excision, stabilization of single-stranded DNA, formation of DNA crossover intermediates, degradation of crossover intermediates and ligation. Accompanied by a process. The process requires RAD51 and BRCA2, and homologous nucleic acids are typically double-stranded.

特に断りのない限り、「HDR」という用語は、本明細書の用法では標準HDR及びalt-HDRの両方を包含する。 Unless otherwise specified, the term "HDR" as used herein includes both standard HDR and alt-HDR.

「非相同末端結合」又は「NHEJ」は、標準NHEJ(cNHEJ)及び代替NHEJ(altNHEJ)などのライゲーション媒介修復及び/又は非鋳型媒介修復を指し、これは、次に、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)、一本鎖アニーリング(SSA)及び合成依存性マイクロホモロジー媒介末端結合(SD-MMEJ)を含む。 "Non-homologous end joining" or "NHEJ" refers to ligation-mediated repair and/or non-template-mediated repair, such as canonical NHEJ (cNHEJ) and alternative NHEJ (altNHEJ), which in turn is followed by microhomology-mediated end joining ( MMEJ), single-strand annealing (SSA) and synthesis-dependent microhomology-mediated end joining (SD-MMEJ).

「置換」又は「置換された」は、分子(例えば、核酸又はタンパク質)の修飾に関して使用される場合、プロセス制限を必要とせず、単に置換実体が存在することを示す。 "Substitution" or "substituted" when used in reference to modification of a molecule (eg, nucleic acid or protein) does not require process limitations, merely indicating the presence of a replacement entity.

「対象」は、ヒト、マウス又は非ヒト霊長類を意味する。ヒト対象は、任意の年齢(例えば、乳児、子供、若年成人又は成人)であり得、疾患に罹患しているか又は遺伝子の改変を必要としていることができる。 "Subject" means a human, mouse or non-human primate. A human subject can be of any age (eg, infant, child, young adult or adult) and can be afflicted with a disease or in need of a genetic modification.

「治療する」、「治療すること」及び「治療」は、疾病を抑制すること、すなわちその発症又は進行を阻止又は防止すること;疾病を緩和させること、すなわち疾病状態の退縮を引き起こすこと;疾病の1つ又は複数の症状を緩和すること;疾病を治癒させることの1つ又は複数をはじめとする、対象(例えば、ヒト対象)における疾病の治療を意味する。 "treat", "treating" and "treatment" means to suppress a disease, i.e. arrest or prevent its onset or progression; treating a disease in a subject (eg, a human subject), including one or more of alleviating one or more symptoms of; curing the disease.

「予防する」、「予防すること」及び「予防」は、(a)疾病を回避又は排除すること;(b)疾病に対する素因に影響を及ぼすこと;又は(c)疾病の少なくとも1つの症状の発症を予防又は遅延させることをはじめとする、対象における疾病の予防を指す。 "Prevent", "preventing" and "prevention" means (a) avoiding or eliminating a disease; (b) affecting a predisposition to a disease; or (c) preventing at least one symptom of a disease. Refers to the prevention of disease in a subject, including preventing or delaying onset.

「キット」とは、特定の目的のために使用され得る機能単位を一緒に構成する2つ以上の構成要素の任意の集合を指す。例証として(且つ限定ではなく)、本開示による1つのキットは、RNA誘導ヌクレアーゼと複合体化した又は複合体化することができるガイドRNAを含み得、(例えば、その中に懸濁された又は懸濁可能な)薬学的に許容可能な担体を伴う。特定の実施形態では、キットは、ブースター要素を含み得る。例えば、細胞又は対象において所望のゲノムの改変を引き起こす目的でキットを使用して、このような細胞又は対象に複合体を導入し得る。キットの構成要素は、一緒に包装され得るか、又はそれらは、別々に包装され得る。本開示によるキットは、例えば、本開示の方法によるキットの使用を説明する使用説明書(DFU)も任意選択的に含む。DFUは、キットと共に物理的に包装され得るか、又はそれは、例えば、電子的手段によってキット使用者に提供され得る。 "Kit" refers to any collection of two or more components that together constitute a functional unit that can be used for a particular purpose. By way of illustration (and not limitation), one kit according to the present disclosure may include a guide RNA complexed or capable of complexing with an RNA-guided nuclease (e.g., suspended therein or suspendable) with a pharmaceutically acceptable carrier. In certain embodiments, the kit may include booster elements. For example, a kit can be used to introduce a complex into a cell or subject for the purpose of causing a desired genomic modification in such a cell or subject. The components of the kit can be packaged together or they can be packaged separately. Kits according to the disclosure optionally also include instructions for use (DFU) that, for example, describe the use of the kit according to the methods of the disclosure. A DFU may be physically packaged with the kit, or it may be provided to the kit user, eg, by electronic means.

「ポリヌクレオチド」、「ヌクレオチド配列」、「核酸」、「核酸分子」、「核酸配列」及び「オリゴヌクレオチド」という用語は、DNA及びRNA中の一連のヌクレオチド塩基(「ヌクレオチド」とも称される)を指し、2つ以上のヌクレオチドの任意の鎖を意味する。ポリヌクレオチド、ヌクレオチド配列、核酸などは、一本鎖若しくは二本鎖のキメラ混合物又はそれらの誘導体若しくは修飾バージョンであり得る。それらは、例えば、塩基部分、糖部分又はリン酸骨格で修飾されて、分子の安定性、そのハイブリダイゼーションパラメーターなどが改善され得る。ヌクレオチド配列は、典型的には、タンパク質及び酵素を製造するために細胞機構によって使用される情報をはじめとするが、これに限定されるものではない遺伝情報を保有する。これらの用語は、二本鎖又は一本鎖のゲノムDNA、RNA、任意の合成及び遺伝子操作ポリヌクレオチド並びにセンス及びアンチセンスポリヌクレオチドの両方を含む。これらの用語は、修飾塩基を含有する核酸も含む。 The terms "polynucleotide", "nucleotide sequence", "nucleic acid", "nucleic acid molecule", "nucleic acid sequence" and "oligonucleotide" refer to sequences of nucleotide bases (also referred to as "nucleotides") in DNA and RNA. refers to any chain of two or more nucleotides. The polynucleotides, nucleotide sequences, nucleic acids, etc. can be single-stranded or double-stranded, chimeric mixtures or derivatives or modified versions thereof. They can be modified, for example, at base moieties, sugar moieties or phosphate backbones to improve the stability of the molecule, its hybridization parameters and the like. Nucleotide sequences typically carry genetic information, including, but not limited to, information used by cellular machinery to make proteins and enzymes. These terms include double- or single-stranded genomic DNA, RNA, any synthetic and genetically engineered polynucleotides and both sense and antisense polynucleotides. These terms also include nucleic acids containing modified bases.

下記の表1に示されるように、慣用的なIUPAC表記法は、本明細書で提示されるヌクレオチド配列において使用される(参照により本明細書に援用されるCornish-Bowden A,Nucleic Acids Res.1985 May 10;13(9):3021-30も参照されたい)。しかし、配列がDNA又はRNAのいずれかによって例えばgRNA標的化ドメインにおいてコードされ得る場合、「T」は、「チミン又はウラシル」を示すことに留意すべきである。 Conventional IUPAC notation is used in the nucleotide sequences presented herein, as shown in Table 1 below (Cornish-Bowden A, Nucleic Acids Res. 1985 May 10;13(9):3021-30). However, it should be noted that "T" denotes "thymine or uracil" when the sequence can be encoded by either DNA or RNA, eg, in a gRNA targeting domain.

Figure 2023521524000002
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「タンパク質」、「ペプチド」及び「ポリペプチド」という用語は、同義的に使用され、ペプチド結合を介して共に連結するアミノ酸の連続鎖を指す。この用語は、個々のタンパク質、共に結合するタンパク質の群又は複合体並びにそのようなタンパク質の断片又は部分、変異型、誘導体及び類似体を含む。ペプチド配列は、左側のアミノ又はN末端から開始して、右側のカルボキシル又はC末端に進む、慣用的な表記法を用いて本明細書に提示される。標準的な一文字又は三文字略語が使用され得る。 The terms "protein", "peptide" and "polypeptide" are used interchangeably and refer to a continuous chain of amino acids linked together via peptide bonds. The term includes individual proteins, groups or complexes of proteins bound together as well as fragments or portions, variants, derivatives and analogs of such proteins. Peptide sequences are presented herein using conventional notation, starting at the amino or N-terminus on the left and proceeding to the carboxyl or C-terminus on the right. Standard one-letter or three-letter abbreviations can be used.

「CCAATボックス標的領域」などの表記は、HBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側に位置する配列を指す。CCAATボックスは、α様及びβ様グロビン遺伝子のプロモーター領域内の高度に保存されたモチーフである。CCAATボックス内又はその近傍の領域は、グロビン遺伝子の制御に重要な役割を果たす。例えば、γ-グロビン遠位CCAATボックスは、胎児型ヘモグロビンの遺伝性持続性に関連する。いくつかの転写因子は、例えば、NF-Y、COUP-TFII(NF-E3)、CDP、GATA1/NF-E1及びDREDなどのγ-グロビンプロモーターの重複CCAATボックス領域に結合することが報告されている(Martyn 2017)。理論による拘束を望むものではないが、転写活性化因子NF-Yの結合部位は、γ-グロビンプロモーターの転写抑制因子と重なると考えられる。例えば、CCAATボックス内又はその近傍など、遠位γ-グロビンプロモーター領域内に存在するHPFH変異は、これらの因子の競合的結合を改変し、したがってγ-グロビン発現の増加及びHbFレベルの上昇に寄与し得る。HBG1及びHBG2について本明細書で提供されるゲノム位置は、NCBI参照配列NC_000011「Homo sapiens chromosome 11,GRCh38.p12 Primary Assembly,(Version NC_000011.10)」で提供される座標に基づく。HBG1及びHBG2の遠位CCAATボックスは、HBG1及びHBG2 c.-111~-115に位置する(ゲノム位置は、それぞれHg38 Chr11:5,249,968~Chr11:5,249,972及びHg38 Chr11:5,254,892~Chr11:5,254,896である)。HBG1 c.-111~-115領域は、配列番号902(HBG1)で位置2823~2827に例示され、HBG2 c.-111~-115領域は、配列番号903(HBG2)で位置2747~2751に例示される。特定の実施形態では、「CCAATボックス標的領域」は、遠位CCAATボックスの領域又はその近傍の領域を示し、遠位CCAATボックスのヌクレオチドと、遠位CCAATボックス上流(5’)の25ヌクレオチド及び下流(3’)の25ヌクレオチド(すなわちHBG1/2 c.-86~-140)とを含む(ゲノム位置は、それぞれHg38 Chr11:5249943~Hg38 Chr11:5249997及びHg38 Chr11:5254867~Hg38 Chr11:5254921である)。HBG1 c.-86~-140領域は、配列番号902(HBG1)で位置2798~2852に例示され、HBG2 c.-86~-140領域は、配列番号903(HBG2)で位置2723~2776に例示される。他の実施形態では、「CCAATボックス標的領域」は、遠位CCAATボックスの領域又はその近傍の領域を示し、遠位CCAATボックスのヌクレオチドと、遠位CCAATボックス上流(5’)の5ヌクレオチド及び下流(3’)の5ヌクレオチド(すなわちHBG1/2c.-106~-120(ゲノム位置は、それぞれHg38 Chr11:5249963~Hg38 Chr11:5249977(HGB1及びHg38 Chr11:5254887~Hg38 Chr11:5254901である))とを含む。HBG1 c.-106~-120領域は、配列番号902(HBG1)で位置2818~2832に例示され、HBG2 c.-106~-120領域は、配列番号903(HBG2)で位置2742~2756に例示される。「CCAATボックス標的部位改変」という用語は、CCAATボックス標的領域の1つ又は複数のヌクレオチドの改変(例えば、欠失、挿入、変異)などを指す。例示的なCCAATボックス標的領域改変の例としては、限定することなく、1nt欠失、4nt欠失、11nt欠失、13nt欠失及び18nt欠失並びに-117G>A改変が挙げられる。本明細書の用法では、「CCAATボックス」及び「CAATボックス」という用語は、同義的に使用され得る。 A designation such as "CCAAT box target region" refers to sequences located 5' to the transcription start site (TSS) of the HBG1 and/or HBG2 genes. The CCAAT box is a highly conserved motif within the promoter regions of α-like and β-like globin genes. Regions within or near the CCAAT box play an important role in the regulation of globin genes. For example, the γ-globin distal CCAAT box is associated with heritable persistence of fetal hemoglobin. Several transcription factors have been reported to bind overlapping CCAAT box regions of the γ-globin promoter such as NF-Y, COUP-TFII (NF-E3), CDP, GATA1/NF-E1 and DRED. (Martyn 2017). Without wishing to be bound by theory, it is believed that the binding site of the transcriptional activator NF-Y overlaps with the transcriptional repressor of the γ-globin promoter. HPFH mutations present in the distal γ-globin promoter region, for example in or near the CCAAT box, alter the competitive binding of these factors, thus contributing to increased γ-globin expression and elevated HbF levels. can. The genomic locations provided herein for HBG1 and HBG2 are based on the coordinates provided in NCBI Reference Sequence NC_000011 "Homo sapiens chromosome 11, GRCh38.p12 Primary Assembly, (Version NC_000011.10)". The distal CCAAT boxes of HBG1 and HBG2 are HBG1 and HBG2 c. -111 to -115 (genomic positions are Hg38 Chr11:5,249,968 to Chr11:5,249,972 and Hg38 Chr11:5,254,892 to Chr11:5,254,896, respectively) . HBG1 c. The -111 to -115 region is exemplified at positions 2823 to 2827 in SEQ ID NO:902 (HBG1), HBG2 c. The -111 to -115 region is exemplified at positions 2747 to 2751 in SEQ ID NO:903 (HBG2). In certain embodiments, "CCAAT box target region" refers to the region of or near the distal CCAAT box, comprising nucleotides of the distal CCAAT box and 25 nucleotides upstream (5') and downstream of the distal CCAAT box. (3') 25 nucleotides (i.e., HBG1/2 c. -86 to -140) (genomic locations are Hg38 Chr11:5249943 to Hg38 Chr11:5249997 and Hg38 Chr11:5254867 to Hg38 Chr11:5254921, respectively) ). HBG1 c. The −86 to −140 region is exemplified at positions 2798 to 2852 in SEQ ID NO:902 (HBG1), HBG2 c. The -86 to -140 region is exemplified at positions 2723 to 2776 in SEQ ID NO:903 (HBG2). In other embodiments, "CCAAT box target region" refers to the region of or near the distal CCAAT box, comprising the nucleotides of the distal CCAAT box and 5 nucleotides upstream (5') and downstream of the distal CCAAT box. (3′) 5 nucleotides (i.e., HBG1/2c.-106 to -120 (genomic locations are Hg38 Chr11:5249963 to Hg38 Chr11:5249977 (HGB1 and Hg38 Chr11:5254887 to Hg38 Chr11:5254901, respectively)) and The HBG1 c.-106 to -120 region is exemplified in SEQ ID NO:902 (HBG1) from positions 2818 to 2832, and the HBG2 c.-106 to -120 region is illustrated in SEQ ID NO:903 (HBG2) from positions 2742 to 2756. The term "CCAAT box target site modification" refers to modification (eg, deletion, insertion, mutation) of one or more nucleotides in the CCAAT box target region, etc. Exemplary CCAAT box targets Examples of region alterations include, without limitation, 1 nt deletion, 4 nt deletion, 11 nt deletion, 13 nt deletion and 18 nt deletion and −117 G>A alteration. The terms "box" and "CAAT box" may be used interchangeably.

「c.-114~-102領域」、「c.-102~-114領域」、「-102:-114」、「13nt標的領域」などの表記は、それぞれゲノム位置Hg38 Chr11:5,249,959~Hg38 Chr11:5,249,971及びHg38 Chr11:5,254,883~Hg38 Chr11:5,254,895におけるHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側の配列を指す。HBG1 c.-102~-114領域は、配列番号902(HBG1)で位置2824~2836に例示され、HBG2 c.-102~-114領域は、配列番号903(HBG2)で位置2748~2760に例示される。「13nt欠失」などの用語は、13ntの標的領域の欠失を指す。 Notations such as "c. -114 to -102 region", "c. -102 to -114 region", "-102:-114", "13nt target region" refer to genomic locations Hg38 Chr11:5,249, respectively. 959 to Hg38 Chr11:5,249,971 and Hg38 Chr11:5,254,883 to Hg38 Chr11:5,254,895 refer to sequences 5′ of the transcription start sites (TSS) of the HBG1 and/or HBG2 genes. . HBG1 c. The -102 to -114 region is exemplified at positions 2824 to 2836 in SEQ ID NO:902 (HBG1), HBG2 c. The -102 to -114 region is exemplified at positions 2748 to 2760 in SEQ ID NO:903 (HBG2). Terms such as "13nt deletion" refer to deletion of the target region of 13nt.

「c.-121~-104領域」、「c.-104~-121領域」、「-104:-121」、「18nt標的領域」などの表記は、それぞれゲノム位置Hg38 Chr11:5,249,961~Hg38 Chr11:5,249,978及びHg38 Chr11:5,254,885~Hg38 Chr11:5,254,902におけるHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側の配列を指す。HBG1 c.-104~-121領域は、配列番号902(HBG1)で位置2817~2834に例示され、HBG2 c.-104~-121領域は、配列番号903(HBG2)で位置2741~2758に例示される。「18nt欠失」などの用語は、18ntの標的領域の欠失を指す。 Notations such as "c. -121 to -104 region", "c. -104 to -121 region", "-104:-121", "18nt target region" refer to genomic locations Hg38 Chr11:5,249, respectively. 961 to Hg38 Chr11:5,249,978 and Hg38 Chr11:5,254,885 to Hg38 Chr11:5,254,902 refer to sequences 5′ of the transcription start sites (TSS) of the HBG1 and/or HBG2 genes. . HBG1 c. The -104 to -121 region is exemplified at positions 2817 to 2834 in SEQ ID NO:902 (HBG1), HBG2 c. The -104 to -121 region is exemplified at positions 2741 to 2758 in SEQ ID NO:903 (HBG2). Terms such as "18nt deletion" refer to deletion of the target region of 18nt.

「c.-105~-115領域」、「c.-115~-105領域」、「-105:-115」、「11nt標的領域」などの表記は、それぞれゲノム位置Hg38 Chr11:5,249,962~Hg38 Chr11:5,249,972及びHg38 Chr11:5,254,886~Hg38 Chr11:5,254,896におけるHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側の配列を指す。HBG1 c.-105~-115領域は、配列番号902(HBG1)で位置2823~2833に例示され、HBG2 c.-105~-115領域は、配列番号903(HBG2)で位置2747~2757に例示される。「11nt欠失」などの用語は、11ntの標的領域の欠失を指す。 Notations such as "c. -105 to -115 region", "c. -115 to -105 region", "-105:-115", "11nt target region" refer to genomic locations Hg38 Chr11:5,249, respectively. 962 to Hg38 Chr11:5,249,972 and Hg38 Chr11:5,254,886 to Hg38 Chr11:5,254,896 refer to sequences 5′ of the transcription start sites (TSS) of the HBG1 and/or HBG2 genes. . HBG1 c. The -105 to -115 region is exemplified at positions 2823 to 2833 in SEQ ID NO:902 (HBG1), HBG2 c. The -105 to -115 region is exemplified at positions 2747 to 2757 in SEQ ID NO:903 (HBG2). Terms such as "11nt deletion" refer to deletion of the target region of 11nt.

「c.-115~-112領域」、「c.-112~-115領域」、「-112:-115」、「4nt標的領域」などの表記は、それぞれゲノム位置Hg38 Chr11:5,249,969~Hg38 Chr11:5,249,972及びHg38 Chr11:5,254,893~Hg38 Chr11:5,254,896におけるHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側の配列を指す。HBG1 c.-112~-115領域は、配列番号902で位置2823~2826に例示され、HBG2 c.-112~-115領域は、配列番号903(HBG2)で位置2747~2750に例示される。「4nt欠失」などの用語は、4ntの標的領域の欠失を指す。 Notations such as "c. -115 to -112 region", "c. -112 to -115 region", "-112:-115", "4nt target region" refer to genomic locations Hg38 Chr11:5,249, respectively. 969-Hg38 Chr11:5,249,972 and Hg38 Chr11:5,254,893-Hg38 Chr11:5,254,896 refer to sequences 5′ of the transcription start sites (TSS) of the HBG1 and/or HBG2 genes. . HBG1 c. The -112 to -115 region is exemplified at positions 2823 to 2826 in SEQ ID NO:902, HBG2 c. The -112 to -115 region is exemplified at positions 2747 to 2750 in SEQ ID NO:903 (HBG2). Terms such as "4nt deletion" refer to deletion of the target region of 4nt.

「c.-116領域」、「HBG-116」、「1nt標的領域」などの表記は、それぞれゲノム位置Hg38 Chr11:5,249,973及びHg38 Chr11:5,254,897におけるHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側の配列を指す。HBG1 c.-116領域は、配列番号902で位置2822に例示され、HBG2c.-116領域は、配列番号903(HBG2)で位置2746に例示される。「1nt欠失」などの用語は、1ntの標的領域の欠失を指す。 References such as "c.-116 region", "HBG-116", "1nt target region" refer to HBG1 and/or HBG2 at genomic locations Hg38 Chr11:5,249,973 and Hg38 Chr11:5,254,897, respectively. It refers to the sequence 5' of the transcription start site (TSS) of a gene. HBG1 c. The -116 region is exemplified at position 2822 in SEQ ID NO:902 and HBG2c. The -116 region is exemplified at position 2746 in SEQ ID NO:903 (HBG2). Terms such as "1 nt deletion" refer to the deletion of 1 nt of the target region.

「c.-117G>A領域」、「HBG-117G>A」、「-117G>A標的領域」などの表記は、それぞれゲノム位置Hg38 Chr11:5,249,974~Hg38 Chr11:5,249,974及びHg38 Chr11:5,254,898~Hg38 Chr11:5,254,898におけるHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写開始部位(TSS)の5’側の配列を指す。HBG1 c.-117G>A領域は、配列番号902で位置2821におけるグアニン(G)からアデニン(A)への置換によって例示され、HBG2 c.-117G>A領域は、配列番号903(HBG2)で位置2745におけるGからAへの置換によって例示される。「-117G>A改変」などの用語は、-117G>A標的領域におけるGからAへの置換を指す。 Notations such as "c.-117G>A region", "HBG-117G>A", "-117G>A target region" refer to genomic locations Hg38 Chr11:5,249,974 to Hg38 Chr11:5,249, respectively. 974 and Hg38 Chr11:5,254,898 to Hg38 Chr11:5,254,898 5′ of the transcription start site (TSS) of the HBG1 and/or HBG2 gene. HBG1 c. The −117G>A region is exemplified by a guanine (G) to adenine (A) substitution at position 2821 in SEQ ID NO:902, HBG2 c. The −117G>A region is exemplified by a G to A substitution at position 2745 in SEQ ID NO:903 (HBG2). Terms such as "-117G>A modification" refer to a G to A substitution in the -117G>A target region.

「近位HBG1/2プロモーター標的配列」という用語は、13nt標的領域を含むHBG1/2プロモーター配列の近位の50、100、200、300、400又は500bp内の領域を示す。本開示に従ったゲノム編集システムによる改変は、赤血球子孫におけるHbF生産の上方制御を容易にする(例えば、引き起こすか、促進するか又は可能性を増加させる傾向がある)。 The term "proximal HBG1/2 promoter target sequence" refers to a region within 50, 100, 200, 300, 400 or 500 bp proximal to the HBG1/2 promoter sequence containing the 13nt target region. Modifications by the genome editing system according to the present disclosure facilitate (eg, cause, promote, or tend to increase the likelihood of) upregulation of HbF production in erythroid progeny.

「BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ」という用語は、BCL11A遺伝子のイントロン2の+58 DNase I高感受性部位(DHS)領域にある、BCL11A(BCL11Ae)の赤血球特異的エンハンサー中のGATA1結合モチーフである配列を指す。BCL11Ae中のGATA1結合モチーフのゲノム座標は、chr2:60,495,265~60,495,270である。+58 DHS部位は、配列番号968に記載される115塩基対(bp)配列を含む。約500bp上流及び約200bp下流を含めた+58 DHS部位配列は、配列番号969で記載される。 The term "GATA1 binding motif in BCL11Ae" refers to the sequence that is the GATA1 binding motif in the erythrocyte-specific enhancer of BCL11A (BCL11Ae) in the +58 DNase I hypersensitive site (DHS) region of intron 2 of the BCL11A gene. . The genomic coordinates of the GATA1 binding motif in BCL11Ae are chr2: 60,495,265-60,495,270. The +58 DHS site contains the 115 base pair (bp) sequence set forth in SEQ ID NO:968. The +58 DHS site sequence, including approximately 500 bp upstream and approximately 200 bp downstream, is set forth in SEQ ID NO:969.

本明細書で範囲が提供される場合、端点が含まれる。さらに、特に断りのない限り又はさもなければ文脈及び/若しくは当業者の理解から明白な場合を除いて、範囲として表される値は、本発明の異なる実施形態において、文脈上例外が明記されていない限り、範囲下限値の単位の10分の1まで、記述される範囲内の任意の特定値を取り得るものと理解される。また、特に断りのない限り又はさもなければ文脈及び/若しくは当業者の理解から明白な場合を除いて、範囲で表わされる値は、与えられた範囲内の任意の部分的範囲を取ることができ、部分範囲の端点は、範囲の下限値の単位の10分の1の同じ精度で表されるものと理解される。 Where ranges are provided herein, the endpoints are included. Further, unless otherwise indicated to the contrary or otherwise clear from the context and/or the understanding of one of ordinary skill in the art, values expressed as ranges are subject to contextual exceptions in different embodiments of the invention. Unless otherwise specified, it is understood that it can take any particular value within the stated range, down to tenths of the unit of the lower range limit. Also, unless stated otherwise or otherwise clear from the context and/or the understanding of one of ordinary skill in the art, the values expressed in ranges can take any subrange within the given range. , the endpoints of the subranges are understood to be expressed with the same precision of tenths of the units of the lower range limit.

本開示の様々な実施形態は、一般に、ヘモグロビンのAγ及びGγサブユニットをそれぞれコード化するHBG1及び/又はHBG2遺伝子の転写を増強するように、染色体DNAに改変(例えば、欠失若しくは挿入又は他の変異)を導入するように構成されたゲノム編集システムに関する。特定の実施形態では、本明細書に提供される方法を用いた1つ又は複数のγ-グロビン遺伝子(例えば、HBG1、HBG2)の発現の増加は、HbAに優るHbFの優先的な形成をもたらし、且つ/又は総ヘモグロビンの百分率としてHbFレベルが増加する。特定の実施形態では、本開示は、一般に、Cpf1分子に複合体化したgRNAを含むRNP複合体の使用に関する。特定の実施形態では、gRNAは、未修飾であるか又は修飾され得、Cpf1分子は、野生型Cpf1タンパク質又は修飾Cpf1タンパク質であり得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。 Various embodiments of the present disclosure generally involve alterations (e.g., deletions or insertions or other Mutation of) relates to a genome editing system configured to introduce. In certain embodiments, increasing expression of one or more γ-globin genes (e.g., HBG1, HBG2) using the methods provided herein results in preferential formation of HbF over HbA. and/or increased HbF levels as a percentage of total hemoglobin. In certain embodiments, the disclosure generally relates to the use of RNP complexes comprising gRNA complexed to Cpf1 molecules. In certain embodiments, the gRNA can be unmodified or modified and the Cpf1 molecule can be a wild-type Cpf1 protein or a modified Cpf1 protein. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the modified Cpf1 comprises SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110-17 ( Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15).

胎児型ヘモグロビン(HPFH)の遺伝性持続性の病状を有する患者は、γ-グロビン調節要素に変異を有し、それは、出産前後に抑圧されず、生涯にわたる胎児型γ-グロビンの発現をもたらすことが以前に示されている(Martyn 2017)。これは、胎児型ヘモグロビン(HbF)の発現の上昇をもたらす。HPFH変異は、欠失性又は非欠失性(例えば、点変異)であり得る。HPFHを有する対象は、生涯にわたるHbFの発現を示し、すなわちグロビンスイッチングを受けないか又は貧血の症状なしに部分的にのみ受ける。 Patients with hereditary persistent pathology of fetal hemoglobin (HPFH) have mutations in the γ-globin regulatory elements that are not repressed before and after birth, leading to lifelong expression of fetal γ-globin. has been previously shown (Martyn 2017). This results in increased expression of fetal hemoglobin (HbF). HPFH mutations can be deletional or non-deletion (eg, point mutations). Subjects with HPFH exhibit lifelong expression of HbF, ie, do not undergo globin switching or undergo only partial without symptoms of anemia.

HbF発現は、例えば、HBG1 c.-114 C>T;c.-117 G>A;c.-158 C>T;c.-167 C>T;c.-170 G>A;c.-175 T>G;c.-175 T>C;c.-195 C>G;c.-196 C>T;c.-197 C>T;c.-198 T>C;c.-201 C>T;c.-202 C>T;c.-211 C>T、c.-251 T>C;又はc.-499 T>A;又はHBG2 c.-109 G>T;c.-110 A>C;c.-114 C>A;c.-114 C>T;c.-114 C>G;c.-157 C>T;c.-158 C>T;c.-167 C>T;c.-167 C>A;c.-175 T>C;c.-197 C>T;c.-200+C;c.-202 C>G;c.-211 C>T;c.-228 T>C;c.-255 C>G;c.-309 A>G;c.-369 C>G;又はc.-567 T>Gをはじめとする、自然発生のHPFH変異型に関連するγ-グロビン調節エレメントの点変異を通じて誘導され得る。 HbF expression is, for example, HBG1 c. −114 C>T; c. −117 G>A; c. −158 C>T; c. −167 C>T; c. −170 G>A; c. -175 T>G; c. −175 T>C; c. -195 C>G; c. -196 C>T; c. -197 C>T; c. -198 T>C; c. -201 C>T; c. -202 C>T; c. −211 C>T, c. -251 T>C; or c. -499 T>A; or HBG2 c. −109 G>T; c. −110 A>C; c. -114 C>A; c. −114 C>T; c. -114 C>G; c. −157 C>T; c. −158 C>T; c. −167 C>T; c. -167 C>A; c. −175 T>C; c. -197 C>T; c. −200+C; c. -202 C>G; c. −211 C>T; c. −228 T>C; c. -255 C>G; c. -309 A>G; c. -369 C>G; or c. It can be induced through point mutations in the γ-globin regulatory elements associated with naturally occurring HPFH variants, including −567 T>G.

HBG1及び/又はHBG2遺伝子のプロモーター(すなわちHBG1/2 c.-111~-115)内に見られる、遠位CCAATボックスモチーフにおける自然発生の変異もγ-グロビンの継続的発現及びHPFHの病状をもたらすことが示されている。CCAATボックスの改変(変異又は欠失)は、1つ又は複数の転写リプレッサーの結合を妨害し、γ-グロビン遺伝子の継続的発現及びHbF発現の上昇をもたらし得ると考えられる(Martyn 2017)。例えば、自然発生の13塩基対del c.-114~-102(「13nt欠失」)は、HbFレベルの上昇に関連することが示されている(Martyn 2017)。遠位CCAATボックスは、成人期に発現されてHBGを抑制する、陰性調節転写因子のCCAATボックス内及びその周囲の結合モチーフと重なる可能性が高い(Martyn 2017)。 Spontaneous mutations in the distal CCAAT box motif, found within the promoters of the HBG1 and/or HBG2 genes (ie, HBG1/2 c.-111 to -115) also lead to continued expression of γ-globin and pathology of HPFH. is shown. Modification (mutation or deletion) of the CCAAT box could disrupt binding of one or more transcriptional repressors, leading to continued expression of the γ-globin gene and elevated HbF expression (Martyn 2017). For example, the naturally occurring 13 base pair del c. −114 to −102 (“13nt deletion”) has been shown to be associated with elevated HbF levels (Martyn 2017). The distal CCAAT box likely overlaps with binding motifs within and around the CCAAT box of negative regulatory transcription factors that are expressed in adulthood and repress HBG (Martyn 2017).

本明細書で開示される遺伝子編集ストラテジーは、遠位CCAATボックス内及び/又は遠位CCAATボックス周囲の1つ又は複数のヌクレオチドを妨害することでHbF発現を増加させることである。特定の実施形態では、「CCAATボックス標的領域」は、遠位CCAATボックスの領域又はその近傍の領域であり得、遠位CCAATボックスのヌクレオチドと、遠位CCAATボックス上流(5’)の25ヌクレオチド及び下流(3’)の25ヌクレオチドとを含む(すなわちHBG1/2 c.-86~-140)。他の実施形態では、「CCAATボックス標的領域」は、遠位CCAATボックスの領域又はその近傍の領域であり得、遠位CCAATボックスのヌクレオチドと、遠位CCAATボックス上流(5’)の5ヌクレオチド及び下流(3’)の5ヌクレオチドとを含む(すなわちHBG1/2 c.-106~-120)。限定することなく、HBG del c.-104to-121(「18nt欠失」)、HBG del c.-105to-115(「11nt欠失」)、HBG del c.-112to-115(「4nt欠失」)及びHBG del c.-116(「1nt欠失」)をはじめとする、HBG発現を誘導する、CCAATボックス標的領域の固有の非自然発生の改変が本明細書で開示される。特定の実施形態では、本明細書で開示されるゲノム編集システムを用いて、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域に改変が導入され得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、CCAATボックス標的領域の改変(欠失、挿入又は変異などの)をコード化するDNAドナー鋳型の1つ又は複数を含み得る。特定の実施形態では、改変は、非自然発生の改変又は自然発生の改変であり得る。特定の実施形態では、ドナー鋳型は、1nt欠失、4nt欠失、11nt欠失、13nt欠失、18nt欠失又はc.-117 G>A改変をコード化し得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、Cas9、修飾Cas9、Cpf1又は修飾Cpf1をはじめとするRNA誘導ヌクレアーゼを含み得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、gRNA及びCpf1分子を含むRNPを含み得る。特定の実施形態では、gRNAは、未修飾であるか又は修飾され得、Cpf1分子は、野生型Cpf1タンパク質若しくは修飾Cpf1タンパク質又はそれらの組み合わせであり得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(表15のRNP32)。 A gene editing strategy disclosed herein is to disrupt one or more nucleotides within and/or around the distal CCAAT box to increase HbF expression. In certain embodiments, the "CCAAT box target region" can be the region of or near the distal CCAAT box, comprising the nucleotides of the distal CCAAT box and the 25 nucleotides upstream (5') of the distal CCAAT box and the downstream (3') 25 nucleotides (ie, HBG1/2 c.-86 to -140). In other embodiments, the "CCAAT box target region" can be the region of or near the distal CCAAT box, comprising the nucleotides of the distal CCAAT box and the 5 nucleotides upstream (5') of the distal CCAAT box and the downstream (3') 5 nucleotides (ie, HBG1/2 c.-106 to -120). Without limitation, HBG del c. -104to-121 (“18nt deletion”), HBG del c. -105to-115 (“11nt deletion”), HBG del c. -112to-115 (“4nt deletion”) and HBG del c. Disclosed herein are unique, non-naturally occurring modifications of the CCAAT box target region that induce HBG expression, including -116 (a "1nt deletion"). In certain embodiments, modifications can be introduced into the CCAAT box target regions of HBG1 and/or HBG2 using the genome editing system disclosed herein. In certain embodiments, the genome editing system may comprise one or more DNA donor templates that encode modifications (such as deletions, insertions or mutations) of the CCAAT box target region. In certain embodiments, modifications may be non-naturally occurring modifications or naturally occurring modifications. In certain embodiments, the donor template is a 1 nt deletion, 4 nt deletion, 11 nt deletion, 13 nt deletion, 18 nt deletion or c. -117 G>A modification may be encoded. In certain embodiments, the genome editing system may comprise an RNA-guided nuclease including Cas9, modified Cas9, Cpf1 or modified Cpf1. In certain embodiments, the genome editing system may comprise RNPs comprising gRNAs and Cpf1 molecules. In certain embodiments, the gRNA can be unmodified or modified, and the Cpf1 molecule can be wild-type Cpf1 protein or modified Cpf1 protein, or a combination thereof. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the modified Cpf1 comprises SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110-17 ( Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32 in Table 15).

本開示のゲノム編集システムは、Cpf1などのRNA誘導ヌクレアーゼ及び標的領域内又はその近傍の配列に相補的な標的化ドメインを有する1つ又は複数のgRNA、及び任意選択的に、標的領域内又はその近傍の特定の変異(欠失又は挿入など)をコード化するDNAドナー鋳型の1つ又は複数、及び/又は限定することなく、ランダムオリゴヌクレオチド、DNA修復又はDNA損傷応答に関与する遺伝子産物の小分子作動薬又は拮抗薬、又はペプチド剤をはじめとする、このような変異が生じる効率を高める薬剤を含み得る。 The genome editing system of the present disclosure comprises an RNA-guided nuclease, such as Cpf1, and one or more gRNAs having targeting domains complementary to sequences in or near the target region, and optionally One or more of the DNA donor templates encoding nearby specific mutations (such as deletions or insertions), and/or, without limitation, random oligonucleotides, small amounts of gene products involved in DNA repair or DNA damage response. Agents that increase the efficiency with which such mutations occur may be included, including molecular agonists or antagonists, or peptide agents.

CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列に変異を導入するための様々なアプローチが本開示の実施形態で用いられ得る。1つのアプローチでは、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列内で二本鎖切断などの単一改変が生成され、例えばインデルの形成又は領域の欠失をコード化するドナー鋳型配列の組み込みにより、領域の機能を妨害する様式で修復される。第2のアプローチでは、領域の両側に2つ以上の改変が生成され、CCAATボックス標的領域、及び/又は13nt標的領域をはじめとする介在配列の欠失がもたらされる。 Various approaches for introducing mutations into the CCAAT box target region, 13nt target region, and/or proximal HBG1/2 promoter target sequences can be used in embodiments of the present disclosure. In one approach, single modifications such as double-strand breaks are generated within the CCAAT box target region, the 13nt target region, and/or the proximal HBG1/2 promoter target sequence, e.g., formation of indels or deletion of regions. Incorporation of the encoding donor template sequence repairs the region in a manner that interferes with its function. In the second approach, two or more modifications are made on either side of the region, resulting in deletion of intervening sequences including the CCAAT box target region and/or the 13nt target region.

遺伝子治療及び/又はゲノム編集による異常ヘモグロビン症の治療は、疾患によって表現型的に影響を受ける細胞である赤血球又はRBCが除核されており、上記の例示的なゲノム編集アプローチにおいて標的化される、異常ヘモグロビンタンパク質(Hb)サブユニット又はAγ又はGγサブユニットのいずれかをコード化する遺伝物質を含まないという事実によって複雑になっている。この複雑な状況は、本開示の特定の実施形態において、赤血球に分化する能力があるか又はさもなければ赤血球を生じる能力がある細胞の改変によって対処される。本開示の様々な実施形態に従って改変される赤血球系統内の細胞としては、限定することなく、造血幹及び前駆細胞(HSC)、赤芽球(好塩基性、多染性及び/又は正染性赤芽球をはじめとする)、前赤芽球、多染性赤血球又は網状赤血球、胚性幹(ES)細胞及び/又は誘導多能性幹(iPSC)細胞が挙げられる。これらの細胞は、原位置(例えば、対象の組織内)又は生体外で改変され得る。原位置及び生体外における細胞改変のためのゲノム編集システムの実装形態については、以下の「ゲノム編集システムの実装形態:送達、製剤及び投与経路」の見出しの下に記載される。 Treatment of hemoglobinopathies by gene therapy and/or genome editing, in which red blood cells or RBCs, cells phenotypically affected by the disease, have been enucleated and targeted in the exemplary genome editing approaches described above , is complicated by the fact that it does not contain genetic material encoding abnormal hemoglobin protein (Hb) subunits or either Aγ or Gγ subunits. This complication is addressed in certain embodiments of the present disclosure by modifying cells that are capable of differentiating into or otherwise giving rise to red blood cells. Cells within the erythroid lineage that are modified according to various embodiments of the present disclosure include, but are not limited to, hematopoietic stem and progenitor cells (HSC), erythroblasts (basophilic, polychromatic and/or normochromatic). erythroblasts), proerythroblasts, polychromatic or reticulocytes, embryonic stem (ES) cells and/or induced pluripotent stem (iPSC) cells. These cells can be modified in situ (eg, within a subject's tissue) or ex vivo. Implementations of genome editing systems for in situ and ex vivo cell modification are described below under the heading "Implements of Genome Editing Systems: Delivery, Formulations and Routes of Administration."

特定の実施形態では、Aγ及び/又はGγ発現の誘導をもたらす改変は、RNA誘導ヌクレアーゼと、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域内又はそれに近接する配列(例えば、CCAATボックス標的領域の10、20、30、40又は50、100、200、300、400又は500塩基以内)に相補的な標的化ドメインを有する少なくとも1つのgRNAとを含むゲノム編集システムの使用を通じて得られる。以下でより詳細に論じられるように、RNA誘導ヌクレアーゼ及びgRNAは、CCAATボックス標的領域又はそれに近接する領域に結合して改変することができる複合体を形成する。本明細書で開示される実施形態で使用するための、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域又はそれに近接する領域に向けられた適切なgRNA及びgRNA標的化ドメインの例としては、本明細書に記載されるものが挙げられる。 In certain embodiments, modifications that result in induction of Aγ and/or Gγ expression include RNA-guided nucleases and sequences within or adjacent to the CCAAT box target region of HBG1 and/or HBG2 (e.g., 10 of the CCAAT box target region, and at least one gRNA having a complementary targeting domain within 20, 30, 40 or 50, 100, 200, 300, 400 or 500 bases). As discussed in more detail below, the RNA-guided nuclease and gRNA form a complex that can bind and modify the CCAAT box target region or regions adjacent thereto. Examples of suitable gRNAs and gRNA targeting domains directed to or adjacent to the CCAAT box target region of HBG1 and/or HBG2 for use in the embodiments disclosed herein include: Those described in are included.

特定の実施形態では、Aγ及び/又はGγ発現の誘導をもたらす改変は、RNA誘導ヌクレアーゼと、HBG1及び/又はHBG2の13nt標的領域内又はそれに近接する配列(例えば、13nt標的領域の10、20、30、40又は50、100、200、300、400又は500塩基以内)に相補的な標的化ドメインを有する少なくとも1つのgRNAとを含むゲノム編集システムの使用を通じて得られる。以下でより詳細に論じられるように、RNA誘導ヌクレアーゼ及びgRNAは、13nt標的領域又はそれに近接する領域に結合して改変することができる複合体を形成する。本明細書で開示される実施形態で使用するための、HBG1及び/又はHBG2の13nt標的領域又はそれに近接する領域に向けられた適切なgRNA及びgRNA標的化ドメインの例としては、本明細書に記載されるものが挙げられる。 In certain embodiments, modifications that result in induction of Aγ and/or Gγ expression include RNA-guided nucleases and sequences within or adjacent to the 13nt target regions of HBG1 and/or HBG2 (e.g., 10, 20, 13nt target regions, and at least one gRNA having a complementary targeting domain within 30, 40 or 50, 100, 200, 300, 400 or 500 bases). As discussed in more detail below, RNA-guided nucleases and gRNAs form complexes that can bind and modify the 13nt target region or regions adjacent thereto. Examples of suitable gRNAs and gRNA targeting domains directed to the 13nt target region of HBG1 and/or HBG2 or regions proximate thereto for use in the embodiments disclosed herein include: Those mentioned are included.

ゲノム編集システムは、以下で詳細に論じられるように様々な方法で実装され得る。一例として、本開示のゲノム編集システムは、その中で複数のgRNAが使用される、リボ核タンパク質複合体又は複数の複合体として実装され得る。このリボ核タンパク質複合体は、その全体が参照により本明細書に援用される、2016年11月17日に公開された、Jennifer Gori(「Gori」)による共同譲渡された国際公開第2016/182959号に記載されるように、電気穿孔をはじめとする当技術分野で公知の方法を用いて標的細胞に導入され得る。 Genome editing systems can be implemented in a variety of ways, as discussed in detail below. As an example, the genome editing system of the present disclosure can be implemented as a ribonucleoprotein complex or multiple complexes in which multiple gRNAs are used. This ribonucleoprotein complex is disclosed in co-assigned WO 2016/182959 by Jennifer Gori (“Gori”), published Nov. 17, 2016, which is incorporated herein by reference in its entirety. can be introduced into target cells using methods known in the art, including electroporation, as described in US Pat.

これらの組成物内のリボ核タンパク質複合体は、限定することなく、電気穿孔(例えば、Lonza,Basel,Switzerlandによって製品化された技術であるヌクレオフェクション(商標)又は例えばMaxcyte Inc.Gaithersburg,Marylandによって製品化された類似技術の使用)及びリポフェクション(例えば、Thermo Fisher Scientific,Waltham Massachusettsによって製品化されたリポフェクタミン(商標)試薬の使用)をはじめとする、当技術分野で公知の方法によって標的細胞内に導入される。代わりに又は加えて、リボ核タンパク質複合体は、RNA誘導ヌクレアーゼ及び/又はgRNAをコード化する核酸の導入に続いて標的細胞自体内で形成される。これら及び他の送達様式は、以下の一般的用語及びGoriで説明される。 Ribonucleoprotein complexes within these compositions may be used, without limitation, by electroporation (e.g., Nucleofection™, a technology commercialized by Lonza, Basel, Switzerland, or e.g., Maxcyte Inc. Gaithersburg, Maryland). into target cells by methods known in the art, including using similar techniques commercialized by Thermo Fisher Scientific, Waltham Massachusetts) and lipofection (e.g., using the Lipofectamine™ reagent commercialized by Thermo Fisher Scientific, Waltham Massachusetts). introduced into Alternatively or additionally, a ribonucleoprotein complex is formed within the target cell itself following introduction of a nucleic acid encoding the RNA-guided nuclease and/or gRNA. These and other modes of delivery are described in general terms and Gori below.

本開示に従って生体外で改変されている細胞は、対象へのそれらの送達前に操作され得る(例えば、増殖、継代、凍結、分化、脱分化、導入遺伝子による形質導入など)。細胞は、様々に、それらが、それから得られた対象に送達される(「自己由来」移植)か、又は細胞のドナーと免疫学的に異なるレシピエントに送達される(「同種異系」移植)。 Cells that have been modified in vitro according to the present disclosure can be manipulated (eg, expanded, passaged, frozen, differentiated, dedifferentiated, transduced with a transgene, etc.) prior to their delivery to a subject. Cells are variously delivered to the subject from which they were obtained (“autologous” transplantation) or to a recipient immunologically distinct from the donor of the cells (“allogeneic” transplantation). ).

場合により、自己由来移植は、対象から、末梢血中を循環しているか又は骨髄若しくは他の組織(例えば、脾臓、皮膚など)内を循環している複数の細胞を入手するステップと、これらの細胞を操作して(例えば、iPSCを生成するための誘導、CD34、CD90、CD49fなどの特定の細胞表面マーカーを発現する細胞の精製及び/又はCD10、CD14、CD38などの非赤血球系統に特徴的な表面マーカーを発現しない細胞の精製によって)、赤血球系統内の細胞を富化させるステップとを含む。細胞は、任意選択的に又は追加的に、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列を標的化するゲノム編集システムによる形質導入前に増殖され、導入遺伝子で形質導入され、サイトカイン又は他のペプチド又は小分子薬剤に曝露され、且つ/又は凍結/解凍される。ゲノム編集システムは、リボ核タンパク質複合体として、分離されたタンパク質及び核酸成分として、及び/又はゲノム編集システムの構成要素をコード化する核酸としてなど、任意の適切な形式で細胞に実装又は送達され得る。 Optionally, autologous transplantation involves obtaining from a subject a plurality of cells circulating in peripheral blood or in bone marrow or other tissues (e.g., spleen, skin, etc.); Cells may be manipulated (e.g., induced to generate iPSCs, purified for cells expressing specific cell surface markers such as CD34, CD90, CD49f and/or characterized for non-erythroid lineages such as CD10, CD14, CD38). enriching for cells within the erythroid lineage (by purifying cells that do not express a specific surface marker). The cells are optionally or additionally grown prior to transduction with a genome editing system targeting the CCAAT box target region, the 13nt target region, and/or the proximal HBG1/2 promoter target sequence, and transgene Transduced, exposed to cytokines or other peptide or small molecule agents, and/or freeze/thawed. The genome editing system is implemented or delivered to the cell in any suitable form, such as as a ribonucleoprotein complex, as separate protein and nucleic acid components, and/or as nucleic acids encoding the components of the genome editing system. obtain.

特定の実施形態では、本明細書で開示されるゲノム編集方法を使用して編集されているCD34+造血幹及び前駆細胞(HSPC)は、それを必要とする対象における異常ヘモグロビン症の治療のために使用され得る。特定の実施形態では、異常ヘモグロビン症は、重篤な鎌状赤血球症(SCD)又はβサラセミア、δサラセミア又はβ/δ-サラセミアなどのサラセミアであり得る。特定の実施形態では、異常ヘモグロビン症の治療の例示的プロトコルは、それを必要とする対象からCD34+HSPC採取すること、本明細書で開示されるゲノム編集方法を使用して自己由来CD34+HSPCをエクスビボで編集すること、それに続いて、編集された自己由来CD34+HSPCを対象に再輸液することを含み得る。特定の実施形態では、編集された自己由来CD34+HSPCによる治療は、HbF誘導の増加をもたらし得る。 In certain embodiments, CD34+ hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) that have been edited using the genome editing methods disclosed herein are used for the treatment of hemoglobinopathies in a subject in need thereof. can be used. In certain embodiments, the hemoglobinopathy can be severe sickle cell disease (SCD) or thalassemia, such as beta thalassemia, delta thalassemia or beta/delta-thalassemia. In certain embodiments, an exemplary protocol for the treatment of hemoglobinopathies is to obtain CD34+ HSPCs from a subject in need thereof, edit autologous CD34+ HSPCs ex vivo using the genome editing methods disclosed herein. followed by reinfusion of the edited autologous CD34+ HSPCs into the subject. In certain embodiments, treatment with edited autologous CD34+ HSPCs can result in increased HbF induction.

特定の実施形態では、CD34+HSPCの採取前に、対象は、適用可能な場合にはヒドロキシ尿素による治療を中止し、十分なヘモグロビン(Hb)レベルを維持するために輸血を受け得る。特定の実施形態では、骨髄から末梢血中にCD34+HSPCを動員するために、対象にプレリキサフォル(例えば、0.24mg/kg)が静脈内投与され得る。特定の実施形態では、対象は、1回又は複数回の白血球アフェレーシスサイクルを受け得る(例えば、サイクル間がおよそ1か月間で、1サイクルは、連日実施される2回のプレリキサフォル動員白血球アフェレーシス採取として定義される)。特定の実施形態では、対象に実施される白血球アフェレーシスサイクルの回数は、バックアップ保存のための未編集の自己由来CD34+HSPC/kgの用量と共に、対象に再輸液するための(例えば、≧1.5×10細胞/kg)、編集された自己由来CD34+HSPCの用量(例えば、≧2×10細胞/kg、≧3×10細胞/kg、≧4×10細胞/kg、≧5×10細胞/kg、2×10細胞/kg~3×10細胞/kg、3×10細胞/kg~4×10細胞/kg、4×10細胞/kg~5×10細胞/kg)を達成するのに必要な回数であり得る。特定の実施形態では、対象から採取されたCD34+HSPCは、本明細書で考察されるゲノム編集方法のいずれかを使用して編集され得る。特定の実施形態では、本明細書で開示される、gRNAの任意の1つ又は複数及びRNA誘導ヌクレアーゼの1つ又は複数がゲノム編集方法で使用され得る。 In certain embodiments, prior to collection of CD34+ HSPCs, the subject may discontinue treatment with hydroxyurea, if applicable, and receive blood transfusions to maintain adequate hemoglobin (Hb) levels. In certain embodiments, a subject may be administered plelixafor (eg, 0.24 mg/kg) intravenously to mobilize CD34+ HSPCs from bone marrow into peripheral blood. In certain embodiments, the subject may undergo one or more leukoapheresis cycles (e.g., two plelixafor-recruiting leukoapheresis cycles performed on consecutive days, with approximately one month between cycles). harvesting). In certain embodiments, the number of leukoapheresis cycles administered to the subject is the same as the dose of unedited autologous CD34+ HSPCs/kg for backup storage for re-infusion of the subject (e.g., ≧1.5× 10 6 cells/kg), doses of edited autologous CD34+ HSPCs (e.g., ≧2×10 6 cells/kg, ≧3×10 6 cells/kg, ≧4×10 6 cells/kg, ≧5×10 6 cells/ kg ). cells/kg, 2×10 6 cells/kg to 3×10 6 cells/kg, 3×10 6 cells/kg to 4×10 6 cells/kg, 4× 10 6 cells /kg to 5×10 6 cells/kg kg). In certain embodiments, CD34+ HSPCs obtained from a subject can be edited using any of the genome editing methods discussed herein. In certain embodiments, any one or more of the gRNAs and one or more of the RNA-guided nucleases disclosed herein may be used in genome editing methods.

特定の実施形態では、治療は、自己由来幹細胞移植を含み得る。特定の実施形態では、対象は、ブスルファン馴化による骨髄破壊的馴化を受け得る(例えば、1mg/kgの試験用量で初回用量薬物動態分析に基づいて用量調整される)。特定の実施形態では、馴化は、4日間連続して行われ得る。特定の実施形態では、3日間のブスルファン休薬期間後、編集された自己由来CD34+HSPC(例えば、≧2×10細胞/kg、≧3×10細胞/kg、≧4×10細胞/kg、≧5×10細胞/kg、2×10細胞/kg~3×10細胞/kg、3×10細胞/kg~4×10細胞/kg、4×10細胞/kg~5×10細胞/kg)が対象に再輸液され得る(例えば、末梢血中に)。特定の実施形態では、編集された自己由来CD34+HSPCは、特定の対象のために製造され、凍結保存され得る。特定の実施形態では、対象は、連続的な骨髄破壊的馴化レジメン及び編集された自己由来CD34+細胞の輸液に続いて、好中球の移植を達成し得る。好中球移植は、≧0.5×10/LのANCの3回の連続測定として定義され得る。 In certain embodiments, treatment may include autologous stem cell transplantation. In certain embodiments, the subject may undergo myeloablative conditioning by busulfan conditioning (eg, titrated based on initial dose pharmacokinetic analysis at a test dose of 1 mg/kg). In certain embodiments, habituation may be performed for 4 consecutive days. In certain embodiments, edited autologous CD34+ HSPCs (e.g., ≧2×10 6 cells/kg, ≧3×10 6 cells/kg, ≧4×10 6 cells/kg) after a busulfan washout period of 3 days , ≧5×10 6 cells/kg, 2×10 6 cells/kg to 3×10 6 cells/kg, 3×10 6 cells/kg to 4×10 6 cells/kg, 4×10 6 cells/kg to 5×10 6 cells/kg) can be reinfused into the subject (eg, into peripheral blood). In certain embodiments, edited autologous CD34+ HSPCs can be manufactured and cryopreserved for a particular subject. In certain embodiments, the subject may achieve a neutrophil engraftment following a continuous myeloablative conditioning regimen and infusion of edited autologous CD34+ cells. A neutrophil engraftment may be defined as 3 consecutive measurements of ANC ≧0.5×10 9 /L.

どのように実装されていても、ゲノム編集システムは、限定することなく、StemRegenin-1(SR1)、UM171、LGC0006、α-ナフトフラボン及びCH-223191などのアリール炭化水素受容体拮抗薬並びに/又はシクロスポリンA、デキサメタゾン、レスベラトロール、MyD88阻害性ペプチド、RNAi剤標的化Myd88、B18R組換えタンパク質、グルココルチコイド、OxPAPC、TLR拮抗薬、ラパマイシン、BX795及びRLR shRNAなどの自然免疫応答拮抗薬をはじめとする、編集中及び編集後に細胞の生存能力を改善する1つ又は複数の要因を含み得るか、又はそれと共に同時送達され得る。編集中及び編集後の細胞生存能力を改善するこれら及び他の要因は、参照により本明細書に援用されるGoriで36頁~61頁の「I.Optimization of Stem Cells」という見出しの下に記載される。 However implemented, the genome editing system may be an aryl hydrocarbon receptor antagonist such as, without limitation, StemRegenin-1 (SR1), UM171, LGC0006, α-naphthoflavone and CH-223191 and/or Innate immune response antagonists such as cyclosporin A, dexamethasone, resveratrol, MyD88 inhibitory peptides, RNAi agents targeting Myd88, B18R recombinant proteins, glucocorticoids, OxPAPC, TLR antagonists, rapamycin, BX795 and RLR shRNAs. may include, or be co-delivered with, one or more factors that improve cell viability during and after editing. These and other factors that improve cell viability during and after editing are described under the heading "I. Optimization of Stem Cells" at pages 36-61 in Gori, which is incorporated herein by reference. be done.

ゲノム編集システムの送達に続いて、細胞は、任意選択的に操作され、例えば赤血球系統内のHSC及び/若しくは細胞並びに/又は編集された細胞が富化され、それらが増殖され、凍結/解凍されるか、又は対象に戻すために、細胞は、別の方法で準備される。次に、編集された細胞は、例えば、静脈内送達又は送達の手段によって循環系内又は骨髄などの固形組織内へと対象に戻される。 Following delivery of the genome editing system, the cells are optionally manipulated, e.g., enriched for HSCs and/or cells within the erythroid lineage and/or the edited cells, which are expanded, frozen/thawed. The cells are otherwise prepared for use or return to the subject. The edited cells are then returned to the subject into the circulatory system or solid tissue such as bone marrow, for example, by means of intravenous delivery or delivery.

機能的に、本開示の組成物、方法及びゲノム編集システムを用いたCCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列の改変は、ヘモグロビン発現細胞間において、例えば未修飾対照と比較してAγ及び/又はGγサブユニット発現の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%以上の誘導などのAγ及び/又はGγサブユニット(HbF発現として同義的に言及される)の有意な誘導をもたらす。このタンパク質発現の誘導は、一般に、例えば、限定することなく、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列内又はその近傍のインデル、挿入又は欠失をはじめとする配列の改変を含む少なくとも1つの対立遺伝子を含む、複数の細胞の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%など、処理された複数の細胞の一部又は全部におけるCCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列(例えば、複数の細胞内におけるインデル変異を含む全ゲノムの百分率で表される)の改変の結果である。 Functionally, modification of the CCAAT box target region, the 13nt target region, and/or the proximal HBG1/2 promoter target sequence using the compositions, methods and genome editing systems of the present disclosure can be performed between hemoglobin-expressing cells, e.g. such as an induction of at least 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% or more of Aγ and/or Gγ subunit expression compared to a modified control; Resulting in significant induction of Aγ and/or Gγ subunits (also referred to interchangeably as HbF expression). This induction of protein expression generally includes, for example, without limitation, indels, insertions or deletions within or near the CCAAT box target region, the 13nt target region, and/or the proximal HBG1/2 promoter target sequence. at least 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, etc. of a plurality of cells comprising at least one allele comprising a sequence alteration that CCAAT box target regions, 13nt target regions, and/or proximal HBG1/2 promoter target sequences in some or all of the treated cells (e.g., expressed as a percentage of the total genome containing indel mutations in the cells). is the result of modification of

本開示のゲノム編集システム及び方法によって引き起こされたか又は促進された改変の機能効果は、任意の数の好適な方法で評価され得る。例えば、胎児型ヘモグロビンの発現に対する改変の効果は、タンパク質又はmRNAレベルで評価され得る。HBG1及びHBG2 mRNAの発現は、処理サンプル又は未処理サンプルから採取されたmRNAの逆転写によって得られたcDNAサンプル上で実施されるデジタル液滴PCR(ddPCR)によって評価され得る。HBG1、HBG2、HBB及び/又はHBAのためのプライマーは、当技術分野で公知の方法を用いて、個別に又は多重化して使用され得る。例えば、サンプルのddPCR分析は、BioRad(Hercules、CA)によって製品化されたQX200(商標)ddPCRシステム及びBio-Radによって公開された関連プロトコルを用いて実施され得る。胎児型ヘモグロビンタンパク質は、例えば、Chang 2017(参照により本明細書に援用される)の143~44ページで論じられる方法に従い、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)又は高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC)により、当技術分野で公知のように、HbF、HbB及びHbA及び/又はAγ及びGγグロビン鎖を分離するイオン交換カラム及び/又は逆相カラムを使用して評価され得る。 The functional effects of modifications caused or facilitated by the genome editing systems and methods of the present disclosure can be assessed in any number of suitable ways. For example, the effect of alterations on fetal hemoglobin expression can be assessed at the protein or mRNA level. HBG1 and HBG2 mRNA expression can be assessed by digital droplet PCR (ddPCR) performed on cDNA samples obtained by reverse transcription of mRNA taken from treated or untreated samples. Primers for HBG1, HBG2, HBB and/or HBA can be used individually or multiplexed using methods known in the art. For example, ddPCR analysis of a sample can be performed using the QX200™ ddPCR system manufactured by BioRad (Hercules, Calif.) and associated protocols published by Bio-Rad. Fetal hemoglobin protein can be obtained by high pressure liquid chromatography (HPLC) or fast protein liquid chromatography (FPLC), for example according to the methods discussed on pages 143-44 of Chang 2017, incorporated herein by reference. As known in the art, it can be evaluated using ion exchange and/or reverse phase columns to separate HbF, HbB and HbA and/or Aγ and Gγ globin chains.

CCAATボックス標的領域(例えば、18nt、11nt、4nt、1nt、c.-117 G>A標的領域)、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列が標的細胞内で改変される率は、オリゴヌクレオチドドナー鋳型などの任意選択的なゲノム編集システム構成要素の使用によって修正され得ることに留意すべきである。ドナー鋳型の設計は、「ドナー鋳型の設計」という見出しの下において以下の一般用語で説明される。13nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、HBG1 c.-114~-102(配列番号902のヌクレオチド2824~2836に対応する)、HBG1 c.-225~-222(配列番号902のヌクレオチド2716~2719に対応する))及び/又はHBG2 c.-114~-102(配列番号903のヌクレオチド2748~2760に対応する)の改変(例えば、欠失)をコード化するドナー鋳型が挙げられ得る。例示的な5’及び3’相同性アーム並びにc.-114~-102などの欠失をコード化する例示的な完全長ドナー鋳型も以下に提示される。特定の実施形態では、18nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、HBG1 c.-104~-121、HBG2 c.-104~-121又はそれらの組み合わせの改変(例えば、欠失)をコード化するドナー鋳型が挙げられ得る。c.-104~-121などの欠失をコード化する例示的な完全長ドナー鋳型としては、配列番号974及び975が挙げられる。特定の実施形態では、11nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、HBG1 c.-105~-115、HBG2 c.-105~-115又はそれらの組み合わせの改変(例えば、欠失)をコード化するドナー鋳型が挙げられ得る。c.-105~-115などの欠失をコード化する例示的な完全長ドナー鋳型としては、配列番号976及び978が挙げられる。特定の実施形態では、4nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、HBG1 c.-112~-115、HBG2 c.-112~-115又はそれらの組み合わせの改変(例えば、欠失)をコード化するドナー鋳型が挙げられ得る。c.-112~-115などの欠失をコード化する例示的な完全長ドナー鋳型としては、配列番号984~995が挙げられる。特定の実施形態では、1nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、HBG1 c.-116、HBG2 c.-116又はそれらの組み合わせの改変(例えば、欠失)をコード化するドナー鋳型が挙げられ得る。c.-116などの欠失をコード化する例示的な完全長ドナー鋳型としては、配列番号982及び983が挙げられる。特定の実施形態では、c.-117 G>A標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、HBG1 c.-117 G>A、HBG2 c.-117 G>A又はそれらの組み合わせの改変(例えば、欠失)をコード化するドナー鋳型が挙げられ得る。c.-117 G>Aなどの欠失をコード化する例示的な完全長ドナー鋳型としては、配列番号980及び981が挙げられる。特定の実施形態では、ドナー鋳型は、プラス鎖又はマイナス鎖であり得る。 Rate that CCAAT box target regions (eg, 18nt, 11nt, 4nt, 1nt, c.-117 G>A target regions), 13nt target regions, and/or proximal HBG1/2 promoter target sequences are modified in target cells. It should be noted that can be modified by the use of optional genome editing system components such as oligonucleotide donor templates. Donor template design is described in general terms below under the heading "Donor Template Design". Donor templates for use in targeting the 13nt target region include, but are not limited to, HBG1 c. -114 to -102 (corresponding to nucleotides 2824 to 2836 of SEQ ID NO:902), HBG1 c. -225 to -222 (corresponding to nucleotides 2716 to 2719 of SEQ ID NO:902)) and/or HBG2 c. Donor templates that encode modifications (eg, deletions) from -114 to -102 (corresponding to nucleotides 2748-2760 of SEQ ID NO:903) can be included. Exemplary 5' and 3' homology arms and c. Exemplary full-length donor templates encoding deletions such as -114 to -102 are also provided below. In certain embodiments, donor templates for use in targeting 18nt target regions include, but are not limited to, HBG1 c. -104 to -121, HBG2 c. Donor templates that encode alterations (eg, deletions) from -104 to -121 or combinations thereof can be included. c. Exemplary full-length donor templates encoding deletions such as -104 to -121 include SEQ ID NOS:974 and 975. In certain embodiments, donor templates for use in targeting 11nt target regions include, but are not limited to, HBG1 c. -105 to -115, HBG2 c. Donor templates encoding modifications (eg, deletions) of -105 to -115 or combinations thereof can be included. c. Exemplary full-length donor templates encoding deletions such as -105 to -115 include SEQ ID NOS:976 and 978. In certain embodiments, donor templates for use in targeting 4nt target regions include, but are not limited to, HBG1 c. −112 to −115, HBG2 c. Donor templates encoding modifications (eg, deletions) of -112 to -115 or combinations thereof can be included. c. Exemplary full-length donor templates encoding deletions such as -112 to -115 include SEQ ID NOs:984-995. In certain embodiments, donor templates for use in targeting 1nt target regions include, but are not limited to, HBG1 c. -116, HBG2 c. Donor templates encoding modifications (eg, deletions) of -116 or combinations thereof can be included. c. Exemplary full-length donor templates encoding deletions such as -116 include SEQ ID NOs:982 and 983. In certain embodiments, c. Donor templates for use in targeting −117 G>A target regions include, but are not limited to, HBG1 c. −117 G>A, HBG2 c. Donor templates that encode modifications (eg, deletions) of −117 G>A or combinations thereof can be included. c. Exemplary full-length donor templates encoding deletions such as −117 G>A include SEQ ID NOS:980 and 981. In certain embodiments, the donor template can be plus or minus strand.

本明細書で使用されるドナー鋳型は、標的配列内又はその近傍のDNAの領域に非相同的な非特異的鋳型であり得る。特定の実施形態では、13nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、13nt標的領域内又はその近傍のDNAの領域と非相同的な非標的特異的鋳型が挙げられ得る。例えば、13nt標的領域の標的化で使用するための非特異的ドナー鋳型は、13nt標的領域内又はその近傍のDNA領域に非相同的であり得、HBG1 c.-225~-222(配列番号902のヌクレオチド2716~2719に対応する)の欠失をコード化するドナー鋳型を含み得る。 A donor template as used herein can be a non-specific template that is non-homologous to regions of DNA within or near the target sequence. In certain embodiments, donor templates for use in targeting the 13nt target region include, but are not limited to, non-target-specific templates that are non-homologous to regions of DNA within or near the 13nt target region. can be For example, a non-specific donor template for use in targeting the 13nt target region may be heterologous to DNA regions within or near the 13nt target region, such as HBG1 c. A donor template that encodes a deletion from -225 to -222 (corresponding to nucleotides 2716 to 2719 of SEQ ID NO:902) can be included.

本明細書に記載される実施形態は、霊長類、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、イヌ及びネコをはじめとするが、これらに限定されるものではない脊椎動物の全てのクラスで使用され得る。 The embodiments described herein can be used with all classes of vertebrates including, but not limited to, primates, mice, rats, rabbits, pigs, dogs and cats.

この概要は、細胞を改変するゲノム編集システム及びCRISPR媒介方法の原理を描写する少数の例示的な実施形態に焦点を当てている。しかし、明確さのために、本開示は、上記で明示的に取り上げられていないが、当業者に明らかであろう修正形態及び変形形態を包含する。これを念頭に置いて、以下の本開示は、ゲノム編集システムの動作原理をより一般的に例証することを意図している。以下の内容は、限定的なものとして理解されるべきではなく、むしろゲノム編集システム及びこれらのシステムを利用したCRISPR媒介方法の特定の原理を例証するものであり、これらは、本開示と組み合わされて、その範囲内にある追加的な実装形態及び修正形態について当業者に情報を提供するであろう。 This overview focuses on a few exemplary embodiments that depict the principles of genome editing systems and CRISPR-mediated methods of modifying cells. However, for the sake of clarity, this disclosure encompasses modifications and variations not expressly addressed above, but which may be apparent to those skilled in the art. With this in mind, the following disclosure is intended to more generally illustrate the principles of operation of genome editing systems. The following should not be understood as limiting, but rather exemplifies certain principles of genome editing systems and CRISPR-mediated methods utilizing these systems, which are combined with the present disclosure. will inform those skilled in the art about additional implementations and modifications within its scope.

RNA誘導ヘリカーゼ、ガイドRNA及び死滅ガイドRNA
上記のアプローチ及び方法の特定の実施形態では、DNAらせん構造の改変は、「RNA誘導ヘリカーゼ」の作用を通じて達成され、この用語は、一般に、(a)gRNAと相互作用し(例えば、複合体化する)、(b)gRNAと一緒に標的部位に結合して巻き戻す、典型的にはペプチドである分子を指すために使用される。特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、ヌクレアーゼ活性を欠くように構成されたRNA誘導ヌクレアーゼを含み得る。しかし、本発明者らは、切断能力があるRNA誘導ヌクレアーゼであっても、長さが15以下のヌクレオチドの短縮型標的化ドメインを有する死滅gRNAに複合体化させることにより、RNA誘導ヘリカーゼとしての使用に適応され得ることを観察している。死滅gRNAと野生型RNA誘導ヌクレアーゼとの複合体は、RNA切断活性の低下又は消失を示すが、ヘリカーゼ活性を維持しているように見える。RNA誘導ヘリカーゼ及び死滅gRNAは、以下でより詳細に説明される。
RNA guided helicase, guide RNA and death guide RNA
In certain embodiments of the above approaches and methods, modification of the DNA helix structure is accomplished through the action of an "RNA-guided helicase," which term generally refers to: (a) interacting with (e.g., complexing) gRNAs; do), (b) used to refer to a molecule, typically a peptide, that binds and unwinds with a gRNA at a target site. In certain embodiments, an RNA-guided helicase can comprise an RNA-guided nuclease that has been configured to lack nuclease activity. However, the present inventors demonstrated that even a cleaving-capable RNA-guided nuclease can be used as an RNA-guided helicase by complexing it to a dead gRNA with a truncated targeting domain of 15 nucleotides or less in length. Observing that it can be adapted for use. Complexes of dead gRNA and wild-type RNA-guided nuclease show reduced or no RNA cleavage activity, but appear to retain helicase activity. RNA-guided helicases and dead gRNAs are described in more detail below.

RNA誘導ヘリカーゼに関して、本開示によれば、RNA誘導ヘリカーゼは、限定することなく、Cas9又はCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼをはじめとする、本明細書及び以下で「RNA誘導ヌクレアーゼ」と題された見出しの下に開示されるRNA誘導ヌクレアーゼのいずれかを含み得る。これらのRNA誘導ヌクレアーゼのヘリカーゼ活性は、DNAの巻き戻しを可能にし、編集されるべき所望の標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列)へのゲノム編集システム構成要素(例えば、限定することなく、触媒的に活性なRNA誘導ヌクレアーゼ及びgRNA)の増加したアクセスを提供する。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、ヌクレアーゼ活性を有する触媒活性RNA誘導ヌクレアーゼであり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、ヌクレアーゼ活性を欠くように構成され得る。例えば、特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、触媒不活性型Cas9分子など、ヌクレアーゼ活性を欠く触媒能のないRNA誘導ヌクレアーゼであり得、それは、ヘリカーゼ活性をなおも提供する。特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、死滅gRNAに複合体化して、核酸を切断することができない死滅RNPを形成し得る。他の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、死滅gRNAに複合体化して、核酸を切断することができない死滅RNPを形成する触媒活性RNA誘導ヌクレアーゼであり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、編集されるべき所望の標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、及び/又は近位HBG1/2プロモーター標的配列)に外因的トランス作用因子を動員するように構成されていない。 With respect to RNA-guided helicases, according to the present disclosure, RNA-guided helicases include, but are not limited to, Cas9 or Cpf1 RNA-guided nucleases herein and hereinafter under the heading "RNA-guided nucleases." any of the RNA-guided nucleases disclosed in The helicase activity of these RNA-guided nucleases allows the unwinding of DNA and the desired target region to be edited (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, and/or the proximal HBG1/2 promoter target sequence). provide increased access to genome editing system components (eg, without limitation, catalytically active RNA-guided nucleases and gRNAs). In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be a catalytically active RNA-guided nuclease having nuclease activity. In certain embodiments, the RNA-guided helicase can be configured to lack nuclease activity. For example, in certain embodiments, the RNA-guided helicase can be a non-catalytic RNA-guided nuclease that lacks nuclease activity, such as a catalytically inactive Cas9 molecule, that still provides helicase activity. In certain embodiments, an RNA-guided helicase can complex to a dead gRNA to form a dead RNP that is incapable of cleaving nucleic acids. In other embodiments, the RNA-guided helicase can be a catalytically active RNA-guided nuclease that complexes to dead gRNAs to form dead RNPs that are incapable of cleaving nucleic acids. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease directs an exogenous transacting factor to the desired target region to be edited (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, and/or the proximal HBG1/2 promoter target sequence). Not configured to mobilize.

死滅gRNAを参照すると、これらとしては、本明細書及び以下で「死滅gRNA分子」と題された見出しの下に考察される死滅gRNAのいずれかが挙げられる。死滅gRNA(本明細書では「dgRNA」とも称される)は、gRNA標的化ドメイン配列の5’末端を切り詰めて、長さが15ヌクレオチド以下の標的化ドメイン配列をもたらすことで生成され得る。本開示に従った死滅ガイドRNA分子としては、減少した、低い又は検出不能な切断活性を有する死滅ガイドRNA分子が挙げられる。死滅ガイドRNA標的化ドメイン配列は、活性ガイドRNAの標的化ドメイン配列と比較して長さが1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10ヌクレオチド短いことができる。死滅gRNA分子は、標的核酸中の標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列及び/又はBCL11Ae中のGATA1結合モチーフ)の近位の又はそれ以内の領域に相補的な標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、「近位」は、標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列及び/又はBCL11Ae中のGATA1結合モチーフ)の10、25、50、100又は200ヌクレオチド以内の領域を示し得る。特定の実施形態では、死滅gRNAは、DNAの転写鎖又は非転写鎖に相補的な標的化ドメインを含む。特定の実施形態では、死滅ガイドRNAは、標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列及び/又はBCL11Ae中のGATA1結合モチーフ)に外因的トランス作用因子を動員するように構成されていない。 When referring to dead gRNAs, these include any of the dead gRNAs discussed under the heading "Dead gRNA Molecules" herein and below. Dead gRNAs (also referred to herein as "dgRNAs") can be generated by truncating the 5' ends of gRNA targeting domain sequences, resulting in targeting domain sequences of 15 nucleotides or less in length. Death guide RNA molecules according to the present disclosure include death guide RNA molecules with reduced, low or undetectable cleavage activity. The killing guide RNA targeting domain sequence can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 nucleotides shorter in length compared to the targeting domain sequence of the active guide RNA. The killing gRNA molecule is a region proximal to or within the target region (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, the proximal HBG1/2 promoter target sequence and/or the GATA1 binding motif in BCL11Ae) in the target nucleic acid. can include a targeting domain complementary to In certain embodiments, "proximal" is 10, 25, 50 of the target region (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, the proximal HBG1/2 promoter target sequence and/or the GATA1 binding motif in BCL11Ae). , 100 or 200 nucleotides. In certain embodiments, the dead gRNA comprises a targeting domain complementary to the transcribed or non-transcribed strand of DNA. In certain embodiments, the death guide RNA directs an exogenous transacting factor to the target region (e.g., the CCAAT box target region, the 13nt target region, the proximal HBG1/2 promoter target sequence and/or the GATA1 binding motif in BCL11Ae). Not configured to mobilize.

この概要は、細胞を改変するゲノム編集システム及びCRISPR媒介方法の原理を描写する少数の例示的な実施形態に焦点を当てている。しかし、明確さのために、本開示は、上記で明示的に取り上げられていないが、当業者に明らかであろう修正形態及び変形形態を包含する。これを念頭に置いて、以下の本開示は、ゲノム編集システムの動作原理をより一般的に例証することを意図している。以下の内容は、限定的なものとして理解されるべきではなく、むしろゲノム編集システム及びこれらのシステムを利用したCRISPR媒介方法の特定の原理を例証するものであり、これらは、本開示と組み合わされて、その範囲内にある追加的な実装形態及び修正形態について当業者に情報を提供するであろう。 This overview focuses on a few exemplary embodiments that depict the principles of genome editing systems and CRISPR-mediated methods of modifying cells. However, for the sake of clarity, this disclosure encompasses modifications and variations not expressly addressed above, but which may be apparent to those skilled in the art. With this in mind, the following disclosure is intended to more generally illustrate the principles of operation of genome editing systems. The following should not be understood as limiting, but rather exemplifies certain principles of genome editing systems and CRISPR-mediated methods utilizing these systems, which are combined with the present disclosure. will inform those skilled in the art about additional implementations and modifications within its scope.

ゲノム編集システム
「ゲノム編集システム」という用語は、RNA誘導DNA編集活性を有する任意のシステムを指す。本開示のゲノム編集システムは、天然に存在するCRISPRシステムから適合された、ガイドRNA(gRNA)及びRNA誘導ヌクレアーゼの少なくとも2つの構成要素を含む。これらの2つの構成要素は、特定の核酸配列と結合して、例えば1つ又は複数の一本鎖切断(SSB又はニック)、二重鎖切断(DSB)及び/又は点変異を生成することにより、核酸配列中又はその周囲のDNAを編集できる複合体を形成する。
Genome Editing System The term "genome editing system" refers to any system that has RNA-guided DNA editing activity. The genome editing system of the present disclosure includes at least two components adapted from the naturally occurring CRISPR system: a guide RNA (gRNA) and an RNA-guided nuclease. These two components combine with specific nucleic acid sequences to generate, for example, one or more single-strand breaks (SSBs or nicks), double-strand breaks (DSBs) and/or point mutations. , form complexes that can edit DNA in or around nucleic acid sequences.

ゲノム編集システムは、様々な方法で実装され得(例えば、細胞又は対象に投与又は送達され得る)、異なる実装形態が異なる用途に適し得る。例えば、ゲノム編集システムは、特定の実施形態では、タンパク質/RNA複合体(リボ核タンパク質又はRNP)として実装され、それは、限定されないが、脂質若しくはポリマーの微粒子若しくはナノ粒子、ミセル又はリポソームなどの薬学的に許容可能な担体及び/又は封入剤を任意選択的に含む医薬組成物に含まれ得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、上述したRNA誘導ヌクレアーゼ及びガイドRNA構成要素をコード化する1つ又は複数の核酸として(任意選択的に1つ又は複数の追加的な構成要素と共に)実装され;特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、このような核酸を含む1つ又は複数のベクター、例えばアデノ随伴ウイルスなどのウイルスベクターとして実装され(「ゲノム編集システムの実装形態:送達、製剤及び投与経路」の見出しの下にある以下のセクションを参照されたい);特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、前述のいずれかの組合せとして実装される。本明細書に記載の原理に従って動作する追加的な又は修正された実装形態は、当業者に明らかであり、本開示の範囲内である。 Genome editing systems may be implemented (eg, administered or delivered to cells or subjects) in a variety of ways, and different implementations may be suitable for different uses. For example, genome editing systems are implemented in certain embodiments as protein/RNA complexes (ribonucleoproteins or RNPs), which include pharmaceutical agents such as, but not limited to, lipid or polymer microparticles or nanoparticles, micelles or liposomes. It can be included in a pharmaceutical composition optionally comprising a pharmaceutically acceptable carrier and/or an encapsulating agent. In certain embodiments, the genome editing system is implemented as one or more nucleic acids (optionally with one or more additional components) encoding the RNA-guided nuclease and guide RNA components described above. in certain embodiments, the genome-editing system is implemented as one or more vectors comprising such nucleic acids, e.g. See section below under the heading "Routes of Administration"); in certain embodiments, the genome editing system is implemented as a combination of any of the foregoing. Additional or modified implementations that operate in accordance with the principles described herein will be apparent to those skilled in the art and are within the scope of the disclosure.

本開示のゲノム編集システムは、単一の特定のヌクレオチド配列を標的化し得るか又は標的化し得、2つ以上のガイドRNAの使用により、2つ以上の特定のヌクレオチド配列を並行して編集できることに留意すべきである。複数のgRNAの使用は、本開示を通して「多重化」と称され、関心のある複数の無関係の標的配列を標的化するため又は単一の標的ドメイン内に複数のSSB若しくはDSBを形成するため、場合によりこのような標的ドメイン内で特定の編集をするために用いられ得る。例えば、参照により本明細書に援用される、Maeder et al.(「Maeder」)による国際公開第2015/138510号は、潜在的なスプライス部位の生成をもたらし、その結果として遺伝子の機能を低下させ又は排除する、ヒトCEP290遺伝子における点変異を修正する(C.2991+1655AからGへ)ためのゲノム編集システムを記載する。Maederのゲノム編集システムは、点変異の両側の(すなわちそれを挟む)配列を標的化する2つのガイドRNAを利用して、変異側面に位置するDSBを形成する。これは、次に、変異を含む介在配列の欠失を促進し、それによって潜在的スプライス部位を除去し、正常な遺伝子機能を回復させる。 The genome editing system of the present disclosure may or may not target a single specific nucleotide sequence, and through the use of two or more guide RNAs, can edit two or more specific nucleotide sequences in parallel. It should be noted. The use of multiple gRNAs, referred to throughout this disclosure as "multiplexing", to target multiple unrelated target sequences of interest or to form multiple SSBs or DSBs within a single target domain; It can optionally be used to make specific edits within such target domains. For example, Maeder et al. WO2015/138510 by (“Maeder”) corrects a point mutation in the human CEP290 gene that results in the creation of a cryptic splice junction, thereby reducing or eliminating the function of the gene (C. 2991+1655A to G). Maeder's genome editing system utilizes two guide RNAs that target sequences on either side of (ie, flanking) a point mutation to form DSBs that flank the mutation. This in turn facilitates deletion of the intervening sequence containing the mutation, thereby removing the cryptic splice site and restoring normal gene function.

別の例として、参照により本明細書に援用される、Cotta-Ramusinoら(「Cotta-Ramusino」)による国際公開第2016/073990号は、「二重ニッカーゼシステム」と称される配置である、Cas9ニッカーゼ(S.ピオゲネス(S.pyogenes)D10Aなどの一本鎖ニックを生じるCas9)と組み合わせて、2つのgRNAを利用するゲノム編集システムを記載する。Cotta-Ramusinoの二重ニッカーゼシステムは、1つ又は複数のヌクレオチドでオフセットされている目的の配列の逆ストランドに2つのニックを生じるように構成され、上記ニックが組み合わされて、オーバーハングを有する二本鎖切断を作り出す(Cotta-Ramusinoの場合には5’であるが、3’オーバーハングも可能である)。オーバーハングは、次に、いくつかの状況において相同指向修復事象を促進し得る。また、別の例として、Palestrantらによる国際公開第2015/070083号(参照により本明細書に援用される)は、Cas9をコードするヌクレオチド配列を標的化するgRNA(「支配RNA」と称される)を記載し、それは、例えば、いくつかのウイルス形質導入細胞において、さもなければ構成的に発現され得るCas9の一過性発現を可能にするために、1つ又は複数の追加的なgRNAを含むゲノム編集システムに含まれ得る。これらの多重化用途は、限定的ではなく、むしろ例示的であること意図しており、当業者は、他の多重化用途が、一般に、本明細書に記載のゲノム編集システムと適合性があることを理解するであろう。 As another example, WO 2016/073990 by Cotta-Ramusino et al. (“Cotta-Ramusino”), which is incorporated herein by reference, is an arrangement referred to as the “dual nickase system.” , describe a genome editing system that utilizes two gRNAs in combination with a Cas9 nickase (Cas9 that produces single-stranded nicks such as S. pyogenes D10A). The Cotta-Ramusino double nickase system is configured to generate two nicks on the opposite strand of the sequence of interest that are offset by one or more nucleotides, the nicks combined to have an overhang. Creates a double-stranded break (5' in the case of Cotta-Ramusino, but 3' overhangs are also possible). Overhangs, in turn, can facilitate homology-directed repair events in some situations. Also, as another example, WO 2015/070083 by Palestrant et al. (incorporated herein by reference) describes a gRNA (referred to as "governing RNA") that targets a nucleotide sequence encoding Cas9. ), which includes adding one or more additional gRNAs to allow transient expression of Cas9, which may otherwise be constitutively expressed, e.g., in some virally transduced cells. It can be included in a genome editing system including. These multiplexing applications are intended to be illustrative rather than limiting, and one skilled in the art will appreciate that other multiplexing applications are generally compatible with the genome editing systems described herein. you will understand.

本明細書で開示されるように、特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ又はHBG1及び/又はHBG2の13nt標的領域に変異を導入するために使用され得る複数のgRNAを含み得る。特定の実施形態では、本明細書で開示されるゲノム編集システムは、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ及びHBG1及び/又はHBG2の13nt標的領域に変異を導入するために使用される複数のgRNAを含み得る。 As disclosed herein, in certain embodiments, the genome editing system comprises multiple gRNAs that can be used to introduce mutations into the GATA1 binding motif in BCL11Ae or the 13nt target region of HBG1 and/or HBG2. can include In certain embodiments, the genome editing system disclosed herein can comprise multiple gRNAs used to introduce mutations in the GATA1 binding motif in BCL11Ae and the 13nt target regions of HBG1 and/or HBG2. .

ゲノム編集システムは、場合により、NHEJ又はHDRなどの細胞DNA二本鎖切機序断によって修復される二本鎖切断を形成し得る。これらの機序は、文献にわたり記載されている(例えば、Davis&Maizels 2014(Alt-HDRについて記載する);Frit 2014(Alt-NHEJについて記載する);Iyama&Wilson 2013(標準HDR及びNHEJ経路について一般的に記載する)を参照されたい)。 Genome editing systems can optionally create double-strand breaks that are repaired by cellular DNA double-strand break breaks such as NHEJ or HDR. These mechanisms have been described throughout the literature (e.g. Davis & Maizels 2014 (describing Alt-HDR); Frit 2014 (describing Alt-NHEJ); Iyama & Wilson 2013 (describing canonical HDR and NHEJ pathways in general). do)).

ゲノム編集システムがDSBを形成することによって機能する場合、このようなシステムは、任意選択的に、特定の様式の二本鎖切断修復又は特定の修復結果を促進するか又は容易にする1つ又は複数の構成要素を含む。例えば、Cotta-Ramusinoは、その中に一本鎖オリゴヌクレオチド「ドナー鋳型」が付加されているゲノム編集システムも記載しており;ドナー鋳型は、ゲノム編集システムによって切断される細胞DNAの標的領域に組み込まれ、標的配列の変化をもたらし得る。 Where genome editing systems function by forming DSBs, such systems optionally include one or Contains multiple components. For example, Cotta-Ramusino also describes a genome editing system into which a single-stranded oligonucleotide "donor template" has been added; can integrate and result in changes in the target sequence.

特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、一本鎖又は二本鎖の切断を引き起こすことなく、標的配列を改変するか又は標的配列中若しくはその付近の遺伝子の発現を改変する。例えば、ゲノム編集システムは、DNAに作用する機能ドメインに融合したRNA誘導ヌクレアーゼを含み得、それによって標的配列又はその発現を改変する。一例として、RNA誘導ヌクレアーゼは、シチジンデアミナーゼ機能ドメインに結合(例えば、融合)し得、標的化されたCからAへの置換を生成することによって機能し得る。例示的なヌクレアーゼ/デアミナーゼ融合体は、参照により本明細書に援用されるKomor 2016に記載される。代わりに、ゲノム編集システムは、死滅したCas9(dCas9)などの切断不活性化(すなわち「死滅した」)ヌクレアーゼを利用し得、細胞DNAの1つ又は複数の標的化領域上に安定な複合体を形成し、それにより、限定されるものではないが、mRNA転写、クロマチンリモデリングなどをはじめとする、標的領域が関与する機能を妨害することによって機能し得る。特定の実施形態では、ゲノム編集システムは、一本鎖又は二本鎖切断を引き起こすことなく、標的配列内又はその近位のDNAを巻き戻すRNA誘導ヘリカーゼを含み得る。例えばゲノム編集システムは、標的配列内又はその付近に結合してDNAを巻き戻し、標的配列へのアクセス性を誘導するように構成されたRNA誘導ヘリカーゼを含み得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、切断活性を欠くように構成された死滅ガイドRNAに複合体化し、DNAの切断を引き起こすことなくDNAを巻き戻せるようにし得る。 In certain embodiments, the genome editing system alters the target sequence or alters the expression of genes in or near the target sequence without causing single- or double-strand breaks. For example, genome editing systems can include RNA-directed nucleases fused to functional domains that act on DNA, thereby altering target sequences or their expression. As an example, an RNA-guided nuclease can bind (eg, fuse) to a cytidine deaminase functional domain and function by generating targeted C to A substitutions. Exemplary nuclease/deaminase fusions are described in Komor 2016, incorporated herein by reference. Alternatively, genome editing systems may utilize cleaving inactivating (i.e., "dead") nucleases, such as dead Cas9 (dCas9), to form stable complexes on one or more targeted regions of cellular DNA. and thereby function by interfering with functions involving the target region, including but not limited to mRNA transcription, chromatin remodeling, and the like. In certain embodiments, a genome editing system can include an RNA-guided helicase that unwinds DNA within or proximal to a target sequence without causing single- or double-strand breaks. For example, a genome editing system can include an RNA-guided helicase configured to bind within or near a target sequence to unwind DNA and induce accessibility to the target sequence. In certain embodiments, an RNA-guided helicase may complex to a death guide RNA configured to lack cleavage activity, allowing it to unwind without causing DNA cleavage.

ガイドRNA(gRNA)分子
「ガイドRNA」及び「gRNA」という用語は、細胞内のゲノム又はエピソーム配列などの標的配列に対する、Cpf1などのRNA誘導ヌクレアーゼの特定の結合(又は「標的化」)を促進する任意の核酸を指す。gRNAは、単分子(単一のRNA分子を含むか又はキメラとも称される)又はモジュール型(例えば、二重化によって通常互いに結合する、crRNA及びtracrRNAなどの2つ以上、典型的には2つの別々のRNA分子を含む)であり得る。gRNA及びそれらの構成部分は、文献にわたり記載されている(例えば、参照により援用されるBriner 2014;Cotta-Ramusinoを参照されたい)。本明細書の実施形態に従って使用され得るモジュラー及び単分子のgRNAの例としては、限定することなく、配列番号29~31及び38~51に記載される配列が挙げられる。本明細書の実施形態に従って使用され得るgRNA近位及び尾部ドメインの例としては、限定することなく、配列番号32~37に記載される配列が挙げられる。
Guide RNA (gRNA) Molecules The terms "guide RNA" and "gRNA" facilitate the specific binding (or "targeting") of an RNA-guided nuclease, such as Cpf1, to a target sequence, such as a genomic or episomal sequence within a cell. refers to any nucleic acid that gRNAs may be unimolecular (comprising a single RNA molecule or also referred to as chimeras) or modular (e.g., two or more, typically two separate RNA molecules, such as crRNA and tracrRNA, usually linked together by duplexing). (including RNA molecules of ). gRNAs and their constituent parts have been described throughout the literature (see, eg, Briner 2014; Cotta-Ramusino, incorporated by reference). Examples of modular and unimolecular gRNAs that can be used according to embodiments herein include, without limitation, the sequences set forth in SEQ ID NOS:29-31 and 38-51. Examples of gRNA proximal and tail domains that may be used according to embodiments herein include, without limitation, the sequences set forth in SEQ ID NOs:32-37.

細菌及び古細菌では、II型CRISPRシステムは、一般に、Cas9などのRNA誘導ヌクレアーゼタンパク質;外来配列に相補的な5’領域を含むCRISPR RNA(crRNA);及びcrRNAの3’領域に相補的であり、それと二重鎖を形成する、5’領域を含むトランス活性化crRNA(tracrRNA)を含む。いかなる理論にも拘束されることは意図されないが、この二重鎖は、Cas9/gRNA複合体の形成を促進し、その活性に必要であると考えられる。II型CRISPRシステムを遺伝子編集における使用に適合させる間、1つの非限定的例において、crRNA(その3’末端)及びtracrRNA(その5’末端)の相補的領域を架橋する4ヌクレオチド(例えば、GAAA)「テトラループ」又は「リンカー」配列により、crRNA及びtracrRNAが単一の単分子又はキメラガイドRNAに連結され得ることが発見された。(Mali 2013;Jiang 2013;Jinek 2012;全て参照により本明細書に援用される)。 In bacteria and archaea, the type II CRISPR system is generally an RNA-guided nuclease protein such as Cas9; a CRISPR RNA (crRNA) that includes a 5' region complementary to a foreign sequence; and a 3' region of the crRNA that is complementary to , which contains a transactivating crRNA (tracrRNA) containing a 5' region, forming a duplex with it. Without intending to be bound by any theory, it is believed that this duplex promotes formation of the Cas9/gRNA complex and is required for its activity. While adapting the Type II CRISPR system for use in gene editing, in one non-limiting example, 4 nucleotides (e.g., GAAA ) It was discovered that crRNA and tracrRNA can be joined into a single unimolecular or chimeric guide RNA by a "tetraloop" or "linker" sequence. (Mali 2013; Jiang 2013; Jinek 2012; all incorporated herein by reference).

ガイドRNAは、単分又はモジュラー型を問わず、編集が望まれる細胞のゲノム中のDNA配列などの標的配列中の標的ドメインに完全に又は部分的に相補的な「標的化ドメイン」を含む。標的化ドメインは、限定されるものではないが、「ガイド配列」(Hsu 2013、参照により本明細書に援用される)、「相補的領域」(Cotta-Ramusino)、「スペーサー」(Briner 2014)及び包括的に「crRNA」(Jiang)をはじめとする文献において様々な名称で呼ばれている。それらに与えられた名称とはかかわりなく、標的化ドメインは、典型的には10~30ヌクレオチド長であり、特定の実施形態では16~24ヌクレオチド長(例えば、16、17、18、19、20、21、22、23又は24ヌクレオチド長)であり、Cas9 gRNAの場合には5’末端又はその付近にあり、Cpf1 gRNAの場合には3’末端又はその付近にある。 A guide RNA, whether unicellular or modular, includes a "targeting domain" that is fully or partially complementary to a target domain in a target sequence, such as a DNA sequence in the genome of a cell in which editing is desired. Targeting domains include, but are not limited to, “guide sequences” (Hsu 2013, incorporated herein by reference), “complementary regions” (Cotta-Ramusino), “spacers” (Briner 2014). and generically referred to by various names in the literature, including "crRNA" (Jiang). Regardless of the name given to them, targeting domains are typically 10-30 nucleotides in length, and in certain embodiments 16-24 nucleotides in length (e.g., 16, 17, 18, 19, 20 , 21, 22, 23 or 24 nucleotides in length) and is at or near the 5′ end for Cas9 gRNAs and at or near the 3′ end for Cpf1 gRNAs.

標的化ドメインに加えて、gRNAは、典型的には(以下で考察されるように必ずしもそうとは限らないが)、gRNA/Cas9複合体の形成又は活性に影響を及ぼし得る複数のドメインを含む。例えば、上記のように、gRNAの第1及び第2の相補的ドメイン(リピート:アンチリピート二重鎖とも称される)によって形成される二重鎖構造は、Cas9の認識(REC)ローブと相互作用して、Cas9/gRNA複合体の形成を媒介し得る(Nishimasu 2014;Nishimasu 2015;いずれも参照により本明細書に援用される)。第1及び/又は第2の相補的ドメインは、RNAポリメラーゼによって終結シグナルとして認識され得る1つ又は複数のポリA鎖を含有し得ることに留意すべきである。そのため、第1及び第2の相補的ドメインの配列は、例えば、Briner 2014に記載されるようなA-Gスワップの使用又はA-Uスワップの使用を通じて任意選択的に修飾され、これらの区域が除去されてgRNAの完全なインビトロ転写が促進される。第1及び第2の相補的ドメインに対するこれらの及び他の類似の改変は、本開示の範囲内である。 In addition to the targeting domain, gRNAs typically (but not necessarily, as discussed below) contain multiple domains that can influence gRNA/Cas9 complex formation or activity. . For example, as described above, the duplex structure formed by the first and second complementary domains of the gRNA (repeat: also called anti-repeat duplex) interacts with the recognition (REC) lobe of Cas9. Acting, it can mediate the formation of the Cas9/gRNA complex (Nishimasu 2014; Nishimasu 2015; both incorporated herein by reference). It should be noted that the first and/or second complementary domain may contain one or more poly A strands that can be recognized as termination signals by RNA polymerase. As such, the sequences of the first and second complementary domains are optionally modified, for example through the use of an AG swap or an AU swap as described in Briner 2014, such that these areas are removed to promote full in vitro transcription of the gRNA. These and other similar modifications to the first and second complementary domains are within the scope of this disclosure.

第1及び第2の相補的ドメインと共に、Cas9g RNAは、典型的には、インビボでヌクレアーゼ活性に関与するが、インビトロで必ずしも関与しない2つ以上の追加的な二重鎖領域を含む。(Nishimasu 2015)。第二の相補的ドメインの3’部分の付近にある第1のステムループ1は、「近位ドメイン」(Cotta-Ramusino)、「ステムループ1」(Nishimasu 2014及び2015)及び「nexus」(Briner 2014)など、様々に呼ばれる。1つ又は複数の追加的なステムループ構造は、一般に、gRNAの3’末端の付近に存在し、数は、種によって異なり、S.ピオゲネス(S.pyogenes)gRNAは、典型的に2つの3’ステムループ(リピート:アンチリピート二重鎖を含む合計4つのステムループ構造:アンチリピート二重鎖)を含む一方、S.アウレウス(S.aureus)及び他の種は、単に1つのみ有する(合計3つのステムループ構造)。種毎にまとめられた保存的ステムループ構造(及びより一般的にはgRNA構造)の説明は、Briner 2014に提供されている。 Along with the first and second complementary domains, the Cas9g RNA typically contains two or more additional double-stranded regions that are involved in nuclease activity in vivo, but not necessarily in vitro. (Nishimasu 2015). The first stem loop 1 near the 3′ portion of the second complementary domain is the “proximal domain” (Cotta-Ramusino), the “stem loop 1” (Nishimasu 2014 and 2015) and the “nexus” (Briner 2014), etc. One or more additional stem-loop structures are generally present near the 3' end of the gRNA, and the number varies by species, S. cerevisiae. S. pyogenes gRNAs typically contain two 3' stem-loops (a total of four stem-loop structures, including a repeat: anti-repeat duplex: anti-repeat duplex), whereas S. pyogenes gRNAs typically contain two 3' stem-loops (a total of four stem-loop structures, including a repeat: anti-repeat duplex: anti-repeat duplex). S. aureus and other species have only one (three stem-loop structures total). A description of conserved stem-loop structures (and gRNA structures more generally) organized by species is provided in Briner 2014.

前述の説明は、Cas9と共に使用するためのgRNAに焦点を当ててきたが、ここまで記載されたものといくつかの点で異なるgRNAを利用する他のRNA誘導ヌクレアーゼが存在することを理解されたい。例えば、Cpf1(「プレボテラ属(Prevotella)及びフランシセラ属(Francicella)1」からのCRISPR)は、最近発見されたRNA誘導ヌクレアーゼであり、機能するためにtracrRNAを必要としない。(Zetsche 2015、参照により本明細書に援用される)。Cpf1ゲノム編集システムにおいて使用するためのgRNAは、一般に、標的化ドメイン及び相補的ドメイン(代わりに「ハンドル」と称される)を含む。Cpf1と共に使用するためのgRNAにおいて、標的化ドメインは、通常、Cas9 gRNAに関して上述したように、5’末端ではなく、むしろ3’末端又はその付近に存在する(ハンドルは、Cpf1 gRNAの5’末端又はその付近にある)ことにも留意すべきである。Cpf1 gRNAの例示的な標的化ドメインは、表6及び表12に記載される。 Although the foregoing description has focused on gRNAs for use with Cas9, it should be understood that there are other RNA-guided nucleases that utilize gRNAs that differ in some respects from those described so far. . For example, Cpf1 (CRISPR from "Prevotella and Francicella 1") is a recently discovered RNA-guided nuclease that does not require tracrRNA to function. (Zetsche 2015, incorporated herein by reference). gRNAs for use in the Cpf1 genome editing system generally include a targeting domain and a complementary domain (alternatively referred to as "handles"). In gRNAs for use with Cpf1, the targeting domain is usually at or near the 3' end rather than at the 5' end, as described above for Cas9 gRNAs (the handle is the 5' end of the Cpf1 gRNA or near it). Exemplary targeting domains of Cpf1 gRNA are listed in Tables 6 and 12.

しかしながら、当業者は、異なる原核生物種由来のgRNA間又はCpf1及びCas9のgRNA間に構造上の相違が存在し得るが、gRNAが作用する原理が概して一貫していることを理解するであろう。この動作の一貫性のため、gRNAは、広い意味でそれらの標的化ドメイン配列によって定義され得、当業者は、所与の標的化ドメイン配列が、単分子若しくはキメラgRNA又は1つ若しくは複数の化学修飾及び/若しくは配列修飾(置換、追加のヌクレオチド、切断など)を含むgRNAをはじめとする任意の適切なgRNAに組み込まれ得ることを理解するであろう。したがって、本開示における提示の経済性のため、gRNAは、それらの標的化ドメイン配列の観点のみから記載され得る。 However, those skilled in the art will appreciate that although there may be structural differences between gRNAs from different prokaryotic species or between Cpf1 and Cas9 gRNAs, the principles by which gRNAs work are generally consistent. . Because of this consistency of operation, gRNAs can be broadly defined by their targeting domain sequences, and one skilled in the art will appreciate that a given targeting domain sequence may be a single molecular or chimeric gRNA or one or more chemical It will be appreciated that modifications and/or sequence modifications (substitutions, additional nucleotides, truncations, etc.) can be incorporated into any suitable gRNA, including gRNAs. Thus, for economy of presentation in this disclosure, gRNAs can be described only in terms of their targeting domain sequences.

より一般的には、当業者は、本開示のいくつかの態様が、複数のRNA誘導ヌクレアーゼを使用して実装され得るシステム、方法及び組成物に関することを理解するであろう。この理由から、別段の指定がない限り、gRNAという用語は、Cas9又はCpf1の特定の種と適合性のgRNAだけでなく、任意のRNA誘導ヌクレアーゼと共に使用され得る任意の適切なgRNAを包含するものと理解されるべきである。例として、gRNAという用語は、特定の実施形態では、II型又はV型などのクラス2 CRISPRシステム又はCRISPRシステムに存在する任意のRNA誘導ヌクレアーゼと共に又はそれに由来するか若しくはそれから適合化されたRNA誘導ヌクレアーゼと共に使用するためのgRNAを含み得る。 More generally, those skilled in the art will appreciate that some aspects of this disclosure relate to systems, methods and compositions that can be implemented using multiple RNA-guided nucleases. For this reason, unless otherwise specified, the term gRNA encompasses not only specific species-compatible gRNAs of Cas9 or Cpf1, but also any suitable gRNA that can be used with any RNA-guided nuclease. should be understood. By way of example, the term gRNA, in certain embodiments, is used with or with or derived from or adapted from a class 2 CRISPR system, such as type II or type V, or any RNA-guiding nuclease present in a CRISPR system. It can include gRNAs for use with nucleases.

gRNA設計
標的配列の選択及び検証並びにオフターゲット分析の方法は、以前に記載されている(例えば、Mali 2013;Hsu 2013;Fu 2014;Heigwer 2014;Bae 2014;Xiao 2014を参照されたい)。これらの参考文献のそれぞれは、参照により本明細書に援用される。非限定的例として、gRNA設計は、例えば、ゲノム全体にわたる総オフターゲット活性を最小化するために、使用者の標的配列に対応する潜在的な標的配列の選択を最適化するためのソフトウェアツールの使用を伴い得る。オフターゲット活性は、切断に限定されないものの、各オフターゲット配列における切断効率は、例えば、実験的に導出された重み付けスキームを用いて予測され得る。これらの及び他のガイド選択方法は、Maeder及びCotta-Ramusinoに詳細に記載されている。
gRNA Design Methods for target sequence selection and validation and off-target analysis have been previously described (see, eg, Mali 2013; Hsu 2013; Fu 2014; Heigwer 2014; Bae 2014; Xiao 2014). Each of these references is incorporated herein by reference. As a non-limiting example, gRNA design is a software tool for optimizing the selection of potential target sequences corresponding to a user's target sequence, e.g., to minimize total genome-wide off-target activity. may involve use. Off-target activity is not limited to cleavage, although cleavage efficiency at each off-target sequence can be predicted using, for example, an experimentally derived weighting scheme. These and other guide selection methods are described in detail in Maeder and Cotta-Ramusino.

CCAATボックス標的領域の妨害を標的とするように設計されたgRNAの標的化ドメイン配列としては、これらに限定されないが、配列番号1002が挙げられる。特定の実施形態では、配列番号1002に記載される配列を含むgRNAは、Cpf1タンパク質又は修飾Cpf1タンパク質に複合体化して、CCAATボックス標的領域に改変を生成し得る。特定の実施形態では、表9、表12又は表13に記載されるCpf1 gRNAのいずれかを含むgRNAは、Cpf1タンパク質又は修飾Cpf1タンパク質に複合体化してRNP(「gRNA-Cpf1-RNP」)を形成し、CCAATボックス標的領域に改変を生成し得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、His-AsCpf1-nNLS(配列番号1000)又はHis-AsCpf1-sNLS-sNLS(配列番号1001)であり得る。特定の実施形態では、gRNA-Cpf1-RNPのCpf1分子は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。 Targeting domain sequences of gRNAs designed to target interference with the CCAAT box target region include, but are not limited to, SEQ ID NO:1002. In certain embodiments, a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1002 can be conjugated to a Cpf1 protein or modified Cpf1 protein to generate alterations in the CCAAT box target region. In certain embodiments, gRNAs comprising any of the Cpf1 gRNAs listed in Table 9, Table 12, or Table 13 are complexed to Cpf1 protein or modified Cpf1 protein to form RNP ("gRNA-Cpf1-RNP"). , generating modifications in the CCAAT box target region. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein can be His-AsCpf1-nNLS (SEQ ID NO:1000) or His-AsCpf1-sNLS-sNLS (SEQ ID NO:1001). In certain embodiments, the Cpf1 molecule of gRNA-Cpf1-RNP is according to SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021 (Cpf1 polynucleotide sequences). It can be encoded by the described sequences.

gRNA修飾
gRNAの活性、安定性又は他の特徴は、特定の修飾を組み込むことによって改変され得る。一例として、一過性に発現又は送達された核酸は、例えば、細胞ヌクレアーゼによる分解を起こし易いものであり得る。したがって、本明細書に記載のgRNAは、ヌクレアーゼに対して安定性を導入する1つ又は複数の修飾されたヌクレオシド又はヌクレオチドを含み得る。理論による拘束を望むものではないが、本明細書に記載の特定の修飾gRNAは、細胞に導入された際、先天性免疫応答の低下を示し得るとも考えられている。当業者は、外因性核酸、特にウイルス又は細菌起源のものに応答して、例えば哺乳類細胞などの細胞において一般的に観察される特定の細胞応答を承知している。サイトカインの発現及び放出の誘導並びに細胞死を含み得るそのような応答は、本明細書に提示される修飾によって低下するか又は完全に排除され得る。
gRNA Modifications The activity, stability or other characteristics of gRNAs can be altered by incorporating certain modifications. As an example, transiently expressed or delivered nucleic acids may be susceptible to degradation, eg, by cellular nucleases. Accordingly, the gRNAs described herein may contain one or more modified nucleosides or nucleotides that introduce stability to nucleases. While not wishing to be bound by theory, it is also believed that certain modified gRNAs described herein may exhibit reduced innate immune responses when introduced into cells. Those skilled in the art are aware of certain cellular responses commonly observed in cells, such as mammalian cells, in response to exogenous nucleic acids, particularly those of viral or bacterial origin. Such responses, which can include induction of cytokine expression and release and cell death, can be reduced or completely eliminated by the modifications presented herein.

このセクションで論じられる特定の例示的な修飾は、限定されるものではないが、5’末端又はその付近(例えば、5’末端の1~10、1~5又は1~2ヌクレオチド以内)及び/又は3’末端又はその付近(例えば、3’末端の1~10、1~5又は1~2ヌクレオチド以内)などのgRNA配列中の任意の位置に含まれ得る。場合により、修飾は、Cas9 gRNAのリピート:アンチリピート二重鎖、Cas9又はCpf1 gRNAのステムループ構造及び/又はgRNAの標的化ドメインなどの機能的モチーフ内に位置する。 Certain exemplary modifications discussed in this section include, but are not limited to: or at or near the 3' end (eg, within 1-10, 1-5, or 1-2 nucleotides of the 3' end) at any position in the gRNA sequence. Optionally, the modifications are located within functional motifs such as the repeat:anti-repeat duplex of Cas9 gRNAs, the stem-loop structure of Cas9 or Cpf1 gRNAs and/or the targeting domain of gRNAs.

一例として、gRNAの5’末端は、以下で示されるような真核生物のmRNAキャップ構造又はGキャップ類似体(例えば、G(5’)ppp(5’)Gキャップ類似体、m7G(5’)ppp(5’)Gキャップ類似体又は3’-O-Me-m7G(5’)ppp(5’)G抗キャップ類似体(ARCA))を含み得る。

Figure 2023521524000003
キャップ又はキャップ類似体は、gRNAの化学合成又はインビトロ転写中に含まれ得る。 As an example, the 5′ end of a gRNA may be attached to a eukaryotic mRNA cap structure or a G cap analogue (e.g., G(5′)ppp(5′)G cap analogue, m7G(5′) as shown below. ) ppp(5′)G cap analogue or 3′-O-Me-m7G(5′)ppp(5′)G anticap analogue (ARCA)).
Figure 2023521524000003
A cap or cap analog may be included during chemical synthesis or in vitro transcription of the gRNA.

類似した路線でgRNAの5’末端には5’三リン酸基が欠如し得る。例えば、インビトロ転写gRNAを(例えば、仔ウシ腸アルカリホスファターゼを使用することで)ホスファターゼ処理して、5’三リン酸基が除去され得る。 In a similar line, the 5' end of gRNAs can lack a 5' triphosphate group. For example, in vitro transcribed gRNA can be phosphatase treated (eg, using calf intestinal alkaline phosphatase) to remove the 5' triphosphate group.

別の一般的な修飾は、gRNAの3’末端に、ポリAトラクトと称される複数の(例えば、1~10、10~20又は25~200個の)アデニン(A)残基を付加することを伴う。ポリA配列は、ポリアデノシンポリメラーゼ(例えば、大腸菌(E.coli)ポリ(A)ポリメラーゼ)を使用したインビトロ転写に続く化学合成中に又はMaederに記載されるようにインビボでポリアデニル化配列によってgRNAに付加され得る。 Another common modification adds multiple (e.g., 1-10, 10-20, or 25-200) adenine (A) residues to the 3' end of the gRNA, referred to as poly-A tracts. accompanied by The polyA sequence is transferred to the gRNA by a polyadenylation sequence during chemical synthesis following in vitro transcription using a polyadenosine polymerase (e.g., E. coli poly(A) polymerase) or in vivo as described in Maeder. can be added.

本明細書に記載の修飾は、任意の適切な方法で組み合わされ得、例えばインビボでDNAベクターから転写されるか、又はインビトロで転写されたgRNAは、5’キャップ構造又はキャップ類似体のいずれか又は両方と3’ポリA配列とを含み得ることに留意すべきである。 The modifications described herein can be combined in any suitable manner, e.g., transcribed from a DNA vector in vivo, or gRNA transcribed in vitro, either with a 5' cap structure or with a cap analogue. or both and a 3' poly A sequence.

ガイドRNAは、3’末端Uリボースで修飾され得る。例えば、Uリボースの2つの末端ヒドロキシル基は、アルデヒド基に酸化され得、同時のリボース環の開環は、下に示される修飾ヌクレオシドをもたらし、

Figure 2023521524000004
式中、「U」は、未修飾又は修飾ウリジンであり得る。 Guide RNAs may be modified with a 3' terminal U-ribose. For example, the two terminal hydroxyl groups of U ribose can be oxidized to aldehyde groups, with simultaneous opening of the ribose ring resulting in the modified nucleoside shown below,
Figure 2023521524000004
wherein "U" can be unmodified or modified uridine.

3’末端Uリボースは、以下で示されるように2’3’環状リン酸エステルで修飾され得、

Figure 2023521524000005
式中、「U」は、未修飾又は修飾ウリジンであり得る。 The 3' terminal U-ribose can be modified with a 2'3' cyclic phosphate as shown below,
Figure 2023521524000005
wherein "U" can be unmodified or modified uridine.

ガイドRNAは、例えば、本明細書に記載の修飾ヌクレオチドの1つ又は複数を組み込むことによって分解に対して安定化され得る3’ヌクレオチドを含有し得る。特定の実施形態では、ウリジンは、例えば、5-(2-アミノ)プロピルウリジン及び5-ブロモウリジン又は本明細書に記載されるいずれかの修飾ウリジンなどの修飾ウリジンで置換され得;アデノシン及びグアノシンは、例えば、8-ブロモグアノシンなどの例えば8位が修飾された修飾アデノシン及びグアノシン又は本明細書に記載されるいずれかの修飾アデノシン又はグアノシンによって置換され得る。 The guide RNA may contain 3' nucleotides that can be stabilized against degradation by, for example, incorporating one or more of the modified nucleotides described herein. In certain embodiments, uridines may be substituted with modified uridines such as, for example, 5-(2-amino)propyluridine and 5-bromouridine or any modified uridine described herein; adenosine and guanosine may be replaced by modified adenosines and guanosines, eg modified at position 8, such as 8-bromoguanosine, or any modified adenosine or guanosine described herein.

特定の実施形態では、糖修飾リボヌクレオチドがgRNAに組み込まれ得、例えば、2’OH基は、H、-OR、-R(式中、Rは、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール又は糖であり得る)、ハロ、-SH、-SR(式中、Rは、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール又は糖であり得る)、アミノ(式中、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ又はアミノ酸であり得る);又はシアノ(-CN)から選択される基によって置換される。特定の実施形態では、リン酸骨格は、例えば、ホスホロチオエート(PhTx)基で、本明細書に記載されるように修飾され得る。特定の実施形態では、gRNAのヌクレオチドの1つ又は複数は、それぞれ独立して、2’-O-メチル、2’-O-メトキシエチルなどの2’-糖修飾又は例えば2’-F若しくは2’-O-メチル、アデノシン(A)、2’-F若しくは2’-O-メチル、シチジン(C)、2’-F若しくは2’-O-メチル、ウリジン(U)、2’-F若しくは2’-O-メチル、チミジン(T)1,2’-F若しくは2’-O-メチル、グアノシン(G)をはじめとする2’-フルオロ修飾、2’-O-メトキシエチル-5-メチルウリジン(Teo)、2’-O-メトキシエチルアデノシン(Aeo)、2’-O-メトキシエチル-5-メチルシチジン(m5Ce0)及びそれらの任意の組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない修飾又は未修飾ヌクレオチドであり得る。 In certain embodiments, sugar-modified ribonucleotides can be incorporated into gRNAs, for example, the 2'OH group is H, -OR, -R, where R is, for example, alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, can be heteroaryl or sugar), halo, -SH, -SR (wherein R can be, for example, alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, heteroaryl or sugar), amino (wherein amino can be which may be alkylamino , dialkylamino, heterocyclyl, arylamino, diarylamino, heteroarylamino, diheteroarylamino or amino acid); or cyano (--CN). . In certain embodiments, the phosphate backbone can be modified, eg, with phosphorothioate (PhTx) groups, as described herein. In certain embodiments, one or more of the nucleotides of the gRNA are each independently 2'-sugar modifications, such as 2'-O-methyl, 2'-O-methoxyethyl or, for example, 2'-F or 2 '-O-methyl, adenosine (A), 2'-F or 2'-O-methyl, cytidine (C), 2'-F or 2'-O-methyl, uridine (U), 2'-F or 2′-fluoro modifications such as 2′-O-methyl, thymidine (T) 1,2′-F or 2′-O-methyl, guanosine (G), 2′-O-methoxyethyl-5-methyl including but not limited to uridine (Teo), 2'-O-methoxyethyladenosine (Aeo), 2'-O-methoxyethyl-5-methylcytidine (m5CeO) and any combination thereof may be modified or unmodified nucleotides that are not

ガイドgRNAは、「ロックド」核酸(LNA)も含み得、ここで、2’OH基は、例えば、同一リボース糖の4’炭素へのC1~6アルキレン又はC1~6ヘテロアルキレン架橋によって結合され得る。このような架橋を提供するために、限定されるものではないが、メチレン、プロピレン、エーテル又はアミノ架橋;O-アミノ(式中、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ又はジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン又はポリアミノであり得る)及びアミノアルコキシ又はO(CH-アミノ(式中、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ又はジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン又はポリアミノであり得る)をはじめとする任意の適切な部分が使用され得る。 A guide gRNA can also include a “locked” nucleic acid (LNA), where the 2′ OH group can be attached, for example, by a C1-6 alkylene or C1-6 heteroalkylene bridge to the 4′ carbon of the same ribose sugar. . To provide such bridges, but are not limited to methylene, propylene, ether or amino bridges; O-amino (wherein amino is, for example, NH 2 ; alkylamino, dialkylamino, heterocyclyl arylamino, diarylamino, heteroarylamino or diheteroarylamino, ethylenediamine or polyamino) and aminoalkoxy or O(CH 2 ) n -amino (wherein amino is for example NH 2 ; alkylamino, dialkyl Any suitable moiety may be used, including amino, heterocyclyl, arylamino, diarylamino, heteroarylamino or diheteroarylamino, ethylenediamine or polyamino.

特定の実施形態では、gRNAは、多環である修飾ヌクレオチド(例えば、トリシクロ;及びグリコール核酸(GNA)などの「アンロックド」形態(例えば、その中でリボースがリン酸ジエステル結合に付着するグリコール単位で置換される、R-GNA又はS-GNA)又はトレオース核酸(その中でリボースがα-L-トレオフラノシル-(3’→2’)で置換されるTNA)を含み得る。 In certain embodiments, the gRNA comprises modified nucleotides that are polycyclic (e.g., tricyclo; and "unlocked" forms such as glycol nucleic acids (GNA) (e.g., glycol units in which the ribose is attached to a phosphodiester bond). substituted, R-GNA or S-GNA) or threose nucleic acids (TNA in which ribose is substituted with α-L-threofuranosyl-(3′→2′)).

一般に、gRNAは、酸素を有する5員環の糖類であるリボースを含む。代表的な修飾gRNAとしては、限定されるものではないが、リボース中の酸素の置換(例えば、硫黄(S)、セレン(Se)又は例えばメチレン又はエチレンなどのアルキレンによる);二重結合の付加(例えば、リボースをシクロペンテニル又はシクロヘキセニルで置換する);リボース環縮小(例えば、シクロブタン又はオキセタンの4員環を形成する);リボース環拡大(例えば、アンヒドロヘキシトール、アルトリトール、マンニトール、シクロヘキサニル、シクロヘキセニル及びホスホロアミダート骨格も有するモルホリノなどの追加的な炭素又はヘテロ原子を有する6又は7員環を形成する)が挙げられる。糖類似体改変の大部分は、2’位に局在するが、4’位をはじめとする他の部位も修飾を受け入れ易い。特定の実施形態では、gRNAは、4’-S、4’-Se又は4’-C-アミノメチル-2’-O-Me修飾を含む。 In general, gRNAs contain ribose, which is a five-membered sugar ring with oxygen. Exemplary modified gRNAs include, but are not limited to, replacement of oxygen in ribose (e.g. by sulfur (S), selenium (Se) or alkylene such as methylene or ethylene); addition of double bonds (e.g. replacing ribose with cyclopentenyl or cyclohexenyl); ribose ring contraction (e.g. forming a 4-membered ring of cyclobutane or oxetane); ribose ring expansion (e.g. anhydrohexitol, altritol, mannitol, cyclohexanyl, cyclohexenyl and morpholinos which also have phosphoramidate backbones, forming a 6- or 7-membered ring with additional carbon or heteroatoms. The majority of sugar analogue modifications are located at the 2' position, but other sites, including the 4' position, are also susceptible to modification. In certain embodiments, the gRNA comprises 4'-S, 4'-Se or 4'-C-aminomethyl-2'-O-Me modifications.

特定の実施形態では、例えば、7-デアザ-アデノシンなどのデアザヌクレオチドがgRNAに組み込まれ得る。特定の実施形態では、例えばN6-メチルアデノシンなどのO-及びN-アルキル化ヌクレオチドがgRNAに組み込まれ得る。特定の実施形態では、gRNA中の1つ又は複数の又は全てのヌクレオチドがデオキシリボヌクレオチドである。 In certain embodiments, deaza nucleotides such as, for example, 7-deaza-adenosine can be incorporated into gRNAs. In certain embodiments, O- and N-alkylated nucleotides, such as N6-methyladenosine, can be incorporated into gRNAs. In certain embodiments, one or more or all nucleotides in the gRNA are deoxyribonucleotides.

特定の実施形態では、gRNAは、本明細書の用法では、修飾又は未修飾gRNAであり得る。特定の実施形態では、gRNAは、1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾は、ホスホロチオエート結合修飾、ホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、2’-O-メチル修飾又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾は、gRNAの5’末端、gRNAの3’末端又はそれらの組み合わせにあり得る。 In certain embodiments, a gRNA as used herein can be a modified or unmodified gRNA. In certain embodiments, a gRNA may contain one or more modifications. In certain embodiments, the one or more modifications may include phosphorothioate linkage modifications, phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, 2'-O-methyl modifications, or combinations thereof. In certain embodiments, one or more modifications may be at the 5' end of the gRNA, the 3' end of the gRNA, or combinations thereof.

特定の実施形態では、gRNA修飾は、1つ又は複数のホスホロジチオエート(PS2)結合修飾を含み得る。 In certain embodiments, gRNA modifications may include one or more phosphorodithioate (PS2) linkage modifications.

いくつかの実施形態では、本明細書で使用されるgRNAは、本明細書では「DNA延長」とも称される1つ若しくは複数又は一続きのデオキシリボ核酸(DNA)塩基を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で使用されるgRNAは、gRNAの5’末端、gRNAの3’末端又はそれらの組み合わせにDNA延長を含む。特定の実施形態では、DNA延長は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、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、99又は100DNA塩基長であり得る。例えば、特定の実施形態では、DNA延長は、1、2、3、4、5、10、15、20又は25DNA塩基長であり得る。特定の実施形態では、DNA延長は、アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)又はチミン(T)から選択される1つ又は複数のDNA塩基を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、同一のDNA塩基を含む。例えば、DNA延長は、一続きのアデニン(A)塩基を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、一続きのチミン(T)塩基を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長は、異なるDNA塩基の組み合わせを含む。特定の実施形態では、DNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。例えば、DNA延長は、配列番号1235~1250に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、本明細書で使用されるgRNAは、DNA延長及び1つ若しくは複数のホスホロチオエート結合修飾、1つ若しくは複数のホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、1つ若しくは複数の2’-O-メチル修飾又はそれらの組み合わせを含む。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾は、gRNAの5’末端、gRNAの3’末端又はそれらの組み合わせにあり得る。特定の実施形態では、DNA延長を含むgRNAは、DNA延長を含む表13に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長を含むgRNAは、配列番号1051に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、DNA延長を含むgRNAは、配列番号:1046~1060、1067、1068、1074、1075、1078、1081~1084、1086~1087、1089~1090、1092~1093、1098~1102及び1106からなる群から選択される配列を含み得る。理論による拘束を望むものではないが、gRNAによって標的化される標的核酸とハイブリッド形成せず、またこのようなDNA延長を含まないgRNAと比較して標的核酸部位における編集の増加を示す限り、本明細書では任意のDNA延長が使用され得ることが想定される。 In some embodiments, a gRNA as used herein comprises one or more or a stretch of deoxyribonucleic acid (DNA) bases, also referred to herein as "DNA extensions." In some embodiments, a gRNA as used herein comprises a DNA extension at the 5' end of the gRNA, the 3' end of the gRNA, or a combination thereof. In certain embodiments, the DNA extension is 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, It can be 96, 97, 98, 99 or 100 DNA bases long. For example, in certain embodiments, the DNA extension can be 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25 DNA bases long. In certain embodiments, the DNA extension may comprise one or more DNA bases selected from adenine (A), guanine (G), cytosine (C) or thymine (T). In certain embodiments, the DNA extensions contain identical DNA bases. For example, a DNA extension can include a stretch of adenine (A) bases. In certain embodiments, the DNA extension can include stretches of thymine (T) bases. In certain embodiments, the DNA extension comprises a combination of different DNA bases. In certain embodiments, the DNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. For example, a DNA extension can include sequences set forth in SEQ ID NOS:1235-1250. In certain embodiments, gRNAs used herein have DNA extension and one or more phosphorothioate linkage modifications, one or more phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, one or more 2' -O-methyl modifications or combinations thereof. In certain embodiments, one or more modifications may be at the 5' end of the gRNA, the 3' end of the gRNA, or combinations thereof. In certain embodiments, a gRNA comprising a DNA extension can comprise a sequence listed in Table 13 comprising a DNA extension. In certain embodiments, a gRNA comprising a DNA extension can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1051. In certain embodiments, the gRNA comprising the DNA extension is SEQ ID NOS: 1046-1060, 1067, 1068, 1074, 1075, 1078, 1081-1084, 1086-1087, 1089-1090, 1092-1093, 1098-1102 and 1106. Without wishing to be bound by theory, the present invention is provided so long as it does not hybridize to the target nucleic acid targeted by the gRNA and exhibits increased editing at the target nucleic acid site compared to a gRNA that does not contain such a DNA extension. It is envisioned herein that any DNA extension may be used.

いくつかの実施形態では、本明細書で使用されるgRNAは、本明細書では「RNA延長」とも称される1つ若しくは複数又は一続きのリボ核酸(RNA)塩基を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で使用されるgRNAは、gRNAの5’末端、gRNAの3’末端又はそれらの組み合わせにRNA延長を含む。特定の実施形態では、RNA延長は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、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、99又は100RNA塩基長であり得る。例えば、特定の実施形態では、RNA延長は、1、2、3、4、5、10、15、20又は25RNA塩基長であり得る。特定の実施形態では、RNA延長は、アデニン(rA)、グアニン(rG)、シトシン(rC)又はウラシル(rU)から選択される1つ又は複数のRNA塩基を含み得、ここで、「r」は、RNA、2’-ヒドロキシを表す。特定の実施形態では、RNA延長は、同一RNA塩基を含む。例えば、RNA延長は、一続きのアデニン(rA)塩基を含み得る。特定の実施形態では、RNA延長は、異なるRNA塩基の組み合わせを含む。特定の実施形態では、RNA延長は、表18に記載される配列を含み得る。例えば、RNA延長は、1231~1234、1251~1253に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、本明細書で使用されるgRNAは、RNA延長並びに1つ又は複数のホスホロチオエート結合修飾、1つ又は複数のホスホロジチオエート(PS2)結合修飾、1つ又は複数の2’-O-メチル修飾又はそれらの組み合わせを含む。特定の実施形態では、1つ又は複数の修飾は、gRNAの5’末端、gRNAの3’末端又はそれらの組み合わせにあり得る。特定の実施形態では、RNA延長を含むgRNAは、RNA延長を含む表13に記載される配列を含み得る。gRNAの5’末端にRNA延長を含むgRNAは、配列番号1042~1045、1103~1105からなる群から選択される配列を含み得る。gRNAの3’末端にRNA延長を含むgRNAは、配列番号1070~1075、1079、1081、1098~1100からなる群から選択される配列を含み得る。 In some embodiments, a gRNA as used herein comprises one or more or a stretch of ribonucleic acid (RNA) bases, also referred to herein as an "RNA extension." In some embodiments, a gRNA as used herein comprises an RNA extension at the 5' end of the gRNA, the 3' end of the gRNA, or a combination thereof. In certain embodiments, the RNA elongation is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, It can be 96, 97, 98, 99 or 100 RNA bases long. For example, in certain embodiments, an RNA extension can be 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25 RNA bases long. In certain embodiments, the RNA extension may comprise one or more RNA bases selected from adenine (rA), guanine (rG), cytosine (rC) or uracil (rU), where "r" represents RNA, 2'-hydroxy. In certain embodiments, the RNA extensions contain identical RNA bases. For example, an RNA extension can include a stretch of adenine (rA) bases. In certain embodiments, the RNA extension comprises different combinations of RNA bases. In certain embodiments, an RNA extension may comprise a sequence listed in Table 18. For example, RNA extensions can include sequences described in 1231-1234, 1251-1253. In certain embodiments, a gRNA as used herein has an RNA extension and one or more phosphorothioate linkage modifications, one or more phosphorodithioate (PS2) linkage modifications, one or more 2′ linkage modifications. -O-methyl modifications or combinations thereof. In certain embodiments, one or more modifications may be at the 5' end of the gRNA, the 3' end of the gRNA, or combinations thereof. In certain embodiments, a gRNA comprising an RNA extension can comprise a sequence listed in Table 13 comprising an RNA extension. A gRNA comprising an RNA extension at the 5' end of the gRNA can comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1042-1045, 1103-1105. A gRNA comprising an RNA extension at the 3' end of the gRNA can comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1070-1075, 1079, 1081, 1098-1100.

本明細書で使用されるgRNAは、RNA延長及びDNA延長も含み得ることが想定される。特定の実施形態では、RNA延長及びDNA延長のいずれもgRNAの5’末端、gRNAの3’末端又はそれらの組み合わせにあり得る。特定の実施形態では、RNA延長は、gRNAの5’末端にあり、DNA延長は、gRNAの3’末端にある。特定の実施形態では、RNA延長は、gRNAの3’末端にあり、DNA延長は、gRNAの5’末端にある。 It is envisioned that gRNA as used herein may also include RNA extensions and DNA extensions. In certain embodiments, both RNA extensions and DNA extensions can be at the 5' end of the gRNA, the 3' end of the gRNA, or combinations thereof. In certain embodiments, the RNA extension is at the 5' end of the gRNA and the DNA extension is at the 3' end of the gRNA. In certain embodiments, the RNA extension is at the 3' end of the gRNA and the DNA extension is at the 5' end of the gRNA.

いくつかの実施形態では、3’末端のホスホロチオエート修飾及び5’末端のDNA延長の両方を含むgRNAは、例えば、Cpf1などのRNA誘導ヌクレアーゼに複合体化してRNPを形成し、これは、次に、HBG遺伝子座で生体外の(すなわちこのような細胞が由来する対象の体外の)造血幹細胞(HSC)又はCD34+細胞を編集するために使用される。 In some embodiments, a gRNA comprising both a 3′-terminal phosphorothioate modification and a 5′-terminal DNA extension is conjugated to an RNA-guided nuclease, such as, for example, Cpf1, to form an RNP, which in turn , is used to edit hematopoietic stem cells (HSC) or CD34+ cells ex vivo (ie, ex vivo from the subject from which such cells are derived) at the HBG locus.

本明細書の用法では、gRNAの一例は、配列番号1051に記載される配列を含む。 As used herein, an example gRNA comprises the sequence set forth in SEQ ID NO:1051.

死滅gRNA分子
本開示に従った死滅ガイドRNA(dgRNA)分子としては、減少した、低い又は検出不能な切断活性を有する死滅ガイドRNA分子が挙げられる。死滅ガイドRNA標的化ドメイン配列は、活性ガイドRNAの標的化ドメイン配列と比較して長さが1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10ヌクレオチド短い。特定の実施形態では、死滅ガイドRNA分子は、15ヌクレオチド以下の長さ、14ヌクレオチド以下の長さ、13ヌクレオチド以下の長さ、12ヌクレオチド以下の長さ又は11ヌクレオチド以下の長さを含む標的化ドメインを含み得る。いくつかの実施形態では、死滅ガイドRNAは、それらがRNA誘導ヌクレアーゼ切断事象を提供しないように構成される。死滅ガイドRNAは、短縮型標的化ドメイン配列をもたらす、gRNA標的化ドメイン配列の5’末端の除去によって生成され得る。例えば、切断事象を提供するように構成されたgRNA配列(すなわち長さが17ヌクレオチド以上)が、長さが20ヌクレオチドである標的化ドメイン配列を有する場合、gRNA配列の5’末端から5ヌクレオチドを除去することにより、死滅ガイドRNAが生成され得る。例えば、本明細書で使用されるdgRNAは、gRNA配列の5’末端から切り詰められて、15ヌクレオチド以下の長さを含む、表8、9又は表13に記載される標的化ドメインを含み得る。特定の実施形態では、dgRNAは、編集されるべき標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列)内又はその近位の核酸配列に結合(又は会合)するように構成され得る。特定の実施形態では、近位とは、標的領域(例えば、CCAATボックス標的領域、13nt標的領域、近位HBG1/2プロモーター標的配列)の10、25、50、100又は200ヌクレオチド以内の領域を示し得る。特定の実施形態では、死滅ガイドRNAは、標的領域に外因的トランス作用因子を動員するように構成されていない。特定の実施形態では、dgRNAは、RNA誘導ヌクレアーゼに複合体化した際にDNA切断事象を提供しないように構成される。当業者は、死滅ガイドRNA分子が標的核酸中の標的領域の近位の又はその中の領域に相補的な標的化ドメインを含むように設計され得ることを理解するであろう。特定の実施形態では、死滅ガイドRNAは、二本鎖DNAの転写鎖又は非転写鎖に相補的な標的化ドメイン配列を含む。本明細書のdgRNAは、本明細書の「gRNA修飾」のセクションでガイドRNAについて記載されるように、gRNAの5’及び3’末端に修飾を含み得る。例えば、特定の実施形態では、死滅ガイドRNAは、RNAの5’末端にアンチリバースキャップ類似体(ARCA)を含み得る。特定の実施形態では、dgRNAは、3’末端にポリA尾部を含み得る。
Death gRNA Molecules Death guide RNA (dgRNA) molecules according to the present disclosure include death guide RNA molecules with reduced, low or undetectable cleavage activity. The killing guide RNA targeting domain sequence is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 nucleotides shorter in length compared to the targeting domain sequence of the active guide RNA. In certain embodiments, the killing guide RNA molecule comprises a targeting RNA molecule comprising a length of 15 nucleotides or less, a length of 14 nucleotides or less, a length of 13 nucleotides or less, a length of 12 nucleotides or less, or a length of 11 nucleotides or less. May contain domains. In some embodiments, death guide RNAs are configured such that they do not provide for RNA-induced nuclease cleavage events. Killing guide RNA can be generated by removal of the 5' end of the gRNA targeting domain sequence, resulting in a truncated targeting domain sequence. For example, if a gRNA sequence configured to provide a cleavage event (i.e., 17 nucleotides or more in length) has a targeting domain sequence that is 20 nucleotides in length, then 5 nucleotides from the 5' end of the gRNA sequence Removal may generate a death guide RNA. For example, a dgRNA as used herein can comprise a targeting domain listed in Tables 8, 9 or 13 comprising a length of 15 nucleotides or less truncated from the 5' end of the gRNA sequence. In certain embodiments, the dgRNA binds (or associates with) nucleic acid sequences within or proximal to the target region to be edited (e.g., CCAAT box target region, 13nt target region, proximal HBG1/2 promoter target sequence). can be configured to In certain embodiments, proximal refers to a region within 10, 25, 50, 100 or 200 nucleotides of the target region (e.g., CCAAT box target region, 13nt target region, proximal HBG1/2 promoter target sequence). obtain. In certain embodiments, the death guide RNA is not configured to recruit exogenous transacting factors to the target region. In certain embodiments, the dgRNA is configured such that it does not provide a DNA cleavage event when complexed to an RNA-guided nuclease. Those skilled in the art will appreciate that the death guide RNA molecule can be designed to include a targeting domain complementary to a region proximal to or within the target region in the target nucleic acid. In certain embodiments, the death guide RNA comprises a targeting domain sequence complementary to the transcribed or non-transcribed strand of double-stranded DNA. The dgRNA herein can include modifications at the 5' and 3' ends of the gRNA, as described for guide RNAs in the "gRNA Modifications" section herein. For example, in certain embodiments, a death guide RNA can include an anti-reverse cap analog (ARCA) at the 5' end of the RNA. In certain embodiments, the dgRNA may contain a poly-A tail at the 3' end.

特定の実施形態では、本明細書で開示されるゲノム編集システム及び方法による死滅ガイドRNAの使用は、活性ガイドRNAの全編集レベルを増加させ得る。特定の実施形態では、本明細書で開示されるゲノム編集システム及び方法による死滅ガイドRNAの使用は、欠失の頻度を増加させ得る。特定の実施形態では、欠失は、活性ガイドRNAの切断部位から死滅ガイドRNA結合部位に向けて延び得る。このようにして、死滅ガイドRNAは、活性ガイドRNAの方向性を変化させ、所望の標的領域に向けて編集を方向付け得る。 In certain embodiments, the use of dead guide RNAs by the genome editing systems and methods disclosed herein can increase the total editing level of active guide RNAs. In certain embodiments, use of death guide RNAs by the genome editing systems and methods disclosed herein can increase the frequency of deletions. In certain embodiments, the deletion may extend from the cleavage site of the active guide RNA towards the death guide RNA binding site. In this way, the dying guide RNA can change the orientation of the active guide RNA, directing editing toward the desired target region.

本明細書の用法では、「死滅gRNA」及び「短縮型gRNA」という用語は、同義的に使用される。 As used herein, the terms "killed gRNA" and "truncated gRNA" are used interchangeably.

RNA誘導ヌクレアーゼ
本開示に従ったRNA誘導ヌクレアーゼとしては、Cpf1及びCas9などの自然発生のクラス2 CRISPRヌクレアーゼ並びにそれらから誘導される又は得られる他のヌクレアーゼが挙げられるが、これらに限定されない。また、Cas9などの特定のRNA誘導ヌクレアーゼは、核酸を巻き戻せるようにするヘリカーゼ活性も有することが示されている。特定の実施形態では、本開示に従ったRNA誘導ヘリカーゼは、本明細書及び上の「RNA誘導ヌクレアーゼ」と題されたセクションに記載されるRNA-ヌクレアーゼのいずれであり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、標的領域に外因的トランス作用因子を動員するように構成されていない。特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、ヌクレアーゼ活性を欠くように構成されたRNA誘導ヌクレアーゼであり得る。例えば、特定の実施形態では、RNA誘導ヘリカーゼは、ヌクレアーゼ活性を欠くが、そのヘリカーゼ活性をなおも維持する、触媒能のないRNA誘導ヌクレアーゼであり得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、変異されて、そのヌクレアーゼ活性が消滅され得(例えば、死滅Cas9)、核酸を切断することができないが、なおもDNAを巻き戻し得る触媒能のないRNA誘導ヌクレアーゼが生成される。特定の実施形態では、本明細書に記載されるような死滅ガイドRNAのいずれかに複合体化したRNA誘導ヘリカーゼであり得る。例えば、触媒活性RNA誘導ヘリカーゼ(例えば、Cas9又はCpf1)は、死滅ガイドRNAとRNP複合体を形成し、触媒能のない死滅RNP(dRNP)をもたらし得る。特定の実施形態では、触媒能のないRNA誘導ヘリカーゼ(例えば、死滅Cas9)及び死滅ガイドRNAは、dRNPを形成し得る。これらのdRNPは、切断事象を提供することができないが、核酸の巻き戻しに重要なヘリカーゼ活性をなおも維持する。
RNA-Guided Nucleases RNA-Guided Nucleases according to the present disclosure include, but are not limited to, naturally occurring class 2 CRISPR nucleases such as Cpf1 and Cas9 and other nucleases derived or obtained therefrom. Certain RNA-guided nucleases, such as Cas9, have also been shown to have helicase activity that allows them to unwind nucleic acids. In certain embodiments, an RNA-guided helicase according to the present disclosure can be any of the RNA-nucleases described herein and in the section entitled "RNA-guided nucleases" above. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease is not configured to recruit exogenous trans-acting factors to the target region. In certain embodiments, the RNA-guided helicase can be an RNA-guided nuclease that has been configured to lack nuclease activity. For example, in certain embodiments, the RNA-guided helicase can be a non-catalytic RNA-guided nuclease that lacks nuclease activity but still maintains its helicase activity. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be mutated to abolish its nuclease activity (e.g., dead Cas9), a non-catalytic RNA that is incapable of cleaving nucleic acids but still capable of unwinding DNA. An inducible nuclease is produced. In certain embodiments, it may be an RNA-guided helicase complexed to any of the death guide RNAs as described herein. For example, a catalytically active RNA-guided helicase (eg, Cas9 or Cpf1) can form an RNP complex with a death guide RNA, resulting in a non-catalytic dead RNP (dRNP). In certain embodiments, non-catalytic RNA-guided helicases (eg, death Cas9) and death guide RNAs may form dRNPs. These dRNPs are incapable of providing a cleavage event, but still maintain a helicase activity important for nucleic acid unwinding.

機能的には、RNA誘導ヌクレアーゼは、(a)gRNAと相互作用し(例えば、複合体形成し);及び(b)gRNAと一緒に、(i)gRNAの標的化ドメインに相補的な配列、及び任意選択的に(ii)下でより詳細に記載される、「プロトスペーサー隣接モチーフ」又は「PAM」と称される追加的な配列を含むDNAの標的領域と結合し、任意選択的に切断又は修飾するヌクレアーゼとして定義される。以下の実施例が例証するように、同一PAM特異性又は切断活性を共有する個々のRNA誘導ヌクレアーゼ間に変動が存在し得るとしても、RNA誘導ヌクレアーゼは、広い意味でそれらのPAM特異性及び切断活性によって定義され得る。当業者は、本開示のいくつかの態様が、特定のPAM特異性及び/又は切断活性を有する任意の適切なRNA誘導ヌクレアーゼを使用して実装され得るシステム、方法及び組成物に関することを理解するであろう。この理由から、別段の指定がない限り、RNA誘導ヌクレアーゼという用語は、総称として理解されるべきであり、RNA誘導ヌクレアーゼのいかなる特定の型(例えば、Cas9と対比したCpf1)、種(例えば、S.ピオゲネス(S.pyogenes)と対比したS.アウレウス(S.aureus))又はバリエーション(例えば、完全長と対比した短縮型又は分割;天然PAM特異性と対比した操作されたPAM特異性など)にも限定されない。例えば、特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼはCas-Φであってもよい(Pausch 2020)。 Functionally, the RNA-guided nuclease (a) interacts with (e.g., forms a complex with) the gRNA; and (b) along with the gRNA, (i) a sequence complementary to the gRNA's targeting domain, and optionally (ii) binding and optionally cleaving a target region of DNA comprising an additional sequence called a "protospacer adjacent motif" or "PAM", described in more detail below or a modifying nuclease. As the examples below illustrate, RNA-guided nucleases broadly define their PAM specificity and cleavage, even though there may be variation between individual RNA-guided nucleases sharing the same PAM specificity or cleavage activity. It can be defined by activity. Those skilled in the art will appreciate that some aspects of this disclosure relate to systems, methods and compositions that can be implemented using any suitable RNA-guided nuclease with specific PAM specificity and/or cleavage activity. Will. For this reason, unless otherwise specified, the term RNA-guided nuclease should be understood generically and refers to any particular type of RNA-guided nuclease (e.g. Cpf1 versus Cas9), species (e.g. S S. aureus versus S. pyogenes) or variations (e.g., truncations or splits versus full length; engineered PAM specificities versus native PAM specificities, etc.). is also not limited. For example, in certain embodiments the RNA-guided nuclease can be Cas-Φ (Pausch 2020).

様々なRNA誘導ヌクレアーゼは、PAMとプロトスペーサーとの間の異なる配列関係を必要とし得る。一般に、Cas9は、プロトスペーサーの3’であるPAM配列を認識する。他方、Cpf1は、一般にプロトスペーサーの5’であるPAM配列を認識する。 Various RNA-guided nucleases may require different sequence relationships between PAM and protospacer. Generally, Cas9 recognizes the PAM sequence 3' of the protospacer. On the other hand, Cpf1 recognizes PAM sequences that are generally 5' of the protospacer.

PAM及びプロトスペーサーの特定の配列の向きを認識することに加えて、RNA誘導ヌクレアーゼは、特定のPAM配列も認識し得る。例えば、S.アウレウス(S.aureus)Cas9は、NNGRRT又はNNGRRVのPAM配列を認識し、ここで、N残基は、gRNA標的化ドメインによって認識される領域の3’に隣接する。S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9は、NGG PAM配列を認識する。また、F.ノビシダ(F.novicida)Cpf1は、TTN PAM配列を認識する。PAM配列は、様々なRNA誘導ヌクレアーゼについて同定されており、新規PAM配列を同定するためのストラテジーは、Shmakov 2015によって記載されている。操作されたRNA誘導ヌクレアーゼは、参照分子のPAM特異性と異なるPAM特異性を有し得ることにも留意すべきである(例えば、操作されたRNA誘導ヌクレアーゼの場合、参照分子は、RNA誘導ヌクレアーゼがそれに由来する天然に存在する変異型であり得るか、又は操作されたRNA誘導ヌクレアーゼとの最大アミノ酸配列相同性を有する天然に存在する変異型であり得る)。本明細書の実施形態に従って使用され得るPAMの例としては、限定することなく、配列番号199~205に記載される配列が挙げられる。 In addition to recognizing specific sequence orientations of PAMs and protospacers, RNA-guided nucleases can also recognize specific PAM sequences. For example, S. S. aureus Cas9 recognizes the PAM sequence of NNGRRT or NNGRRV, where the N residues flank 3' of the region recognized by the gRNA targeting domain. S. S. pyogenes Cas9 recognizes the NGG PAM sequence. Also, F. F. novicida Cpf1 recognizes the TTN PAM sequence. PAM sequences have been identified for a variety of RNA-guided nucleases, and strategies for identifying novel PAM sequences are described by Shmakov 2015. It should also be noted that the engineered RNA-guided nuclease may have a PAM-specificity that differs from that of the reference molecule (e.g., in the case of an engineered RNA-guided nuclease, the reference molecule is the RNA-guided nuclease may be a naturally occurring variant derived from it, or a naturally occurring variant having maximum amino acid sequence homology with the engineered RNA-guided nuclease). Examples of PAMs that can be used according to embodiments herein include, without limitation, the sequences set forth in SEQ ID NOS: 199-205.

それらのPAM特異性に加えて、RNA誘導ヌクレアーゼは、それらのDNA切断活性によって特徴付けられ得、天然RNA誘導ヌクレアーゼは、典型的には標的核酸中でDSBを形成するが、SSBのみを生じるか又は全く切断しない、操作された変異型が生成されている(上記及び参照により本明細書に援用されるRan&Hsu 2013において論じられている)。 In addition to their PAM specificity, RNA-guided nucleases can be characterized by their DNA-cleaving activity, with native RNA-guided nucleases typically forming DSBs in target nucleic acids, whereas do they produce only SSBs? Or engineered variants have been generated that do not cut at all (discussed above and in Ran & Hsu 2013, incorporated herein by reference).

Cas9
結晶構造は、単分子ガイドRNA及び標的DNAと複合体形成したS.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(Jinek 2014)及びS.アウレウス(S.aureus)Cas9について決定されている(Nishimasu 2014;Anders 2014;及びNishimasu 2015)。
Cas9
The crystal structure shows S. cerevisiae complexed with unimolecular guide RNA and target DNA. S. pyogenes Cas9 (Jinek 2014) and S. pyogenes Cas9 (Jinek 2014). has been determined for S. aureus Cas9 (Nishimasu 2014; Anders 2014; and Nishimasu 2015).

自然発生のCas9タンパク質は、認識(REC)ローブ及びヌクレアーゼ(NUC)ローブの2つのローブを含み、そのそれぞれは、特定の構造ドメイン及び/又は機能ドメインを含む。RECローブは、アルギニンに富む架橋らせん(BH)ドメイン及び少なくとも1つのRECドメイン(例えば、REC1ドメイン、任意選択的にREC2ドメイン)を含む。RECローブは、他の既知のタンパク質と構造的類似性を共有せず、独特の機能ドメインであることが示唆される。いかなる理論による拘束も望まないが、変異解析は、BH及びRECドメインの特定の機能的役割を示唆する。BHドメインは、gRNA:DNA認識において役割を果たすようである一方、RECドメインは、gRNAのリピート:アンチリピート二重鎖と相互作用し、Cas9/gRNA複合体の形成を媒介すると考えられている。 The naturally occurring Cas9 protein contains two lobes, the recognition (REC) lobe and the nuclease (NUC) lobe, each of which contains specific structural and/or functional domains. The REC lobe comprises an arginine-rich bridging helix (BH) domain and at least one REC domain (eg, a REC1 domain, optionally a REC2 domain). The REC lobe shares no structural similarity with other known proteins, suggesting it is a unique functional domain. Without wishing to be bound by any theory, mutational analysis suggests specific functional roles for the BH and REC domains. The BH domain appears to play a role in gRNA:DNA recognition, while the REC domain interacts with the gRNA repeat:anti-repeat duplex and is thought to mediate Cas9/gRNA complex formation.

NUCローブは、RuvCドメイン、HNHドメイン及びPAM相互作用(PI)ドメインを含む。RuvCドメインは、レトロウイルスインテグラーゼスーパーファミリーメンバーとの構造的類似性を共有し、標的核酸の非相補的(すなわち下部)鎖を切断する。それは、2つ以上の分割RuvCモチーフ(S.ピオゲネス(S.pyogenes)及びS.アウレウス(S.aureus)中のRuvCI、RuvCII及びRuvCIIIなど)から形成され得る。一方、HNHドメインは、HNNエンドヌクレアーゼモチーフと構造的に類似しており、標的核酸の相補的(すなわち上部)鎖を切断する。その名前が示唆するように、PIドメインは、PAM特異性に寄与する。本明細書の実施形態に従って使用され得る、Cas9 RuvC様及びCas9 HNH様ドメインをコード化するポリペプチド配列の例は、配列番号15~23、52~123(RuvC様ドメイン)及び配列番号24~28、124~198(HNH様ドメイン)に記載される。 The NUC lobe contains the RuvC domain, the HNH domain and the PAM interaction (PI) domain. The RuvC domain shares structural similarities with retroviral integrase superfamily members and cleaves the non-complementary (ie, bottom) strand of target nucleic acids. It can be formed from two or more split RuvC motifs, such as RuvCI, RuvCII and RuvCIII in S. pyogenes and S. aureus. HNH domains, on the other hand, are structurally similar to HNN endonuclease motifs and cleave the complementary (ie, top) strand of target nucleic acids. As its name suggests, the PI domain contributes to PAM specificity. Examples of polypeptide sequences encoding Cas9 RuvC-like and Cas9 HNH-like domains that may be used according to embodiments herein are SEQ ID NOs: 15-23, 52-123 (RuvC-like domains) and SEQ ID NOs: 24-28 , 124-198 (HNH-like domains).

Cas9の特定の機能は、(それによって必ずしも完全に決定されるわけではないが)上記の特定のドメインに関連づけられている一方、これらの及び他の機能は、他のCas9ドメイン又はいずれかのローブ上の複数のドメインによって媒介又は影響され得る。例えば、Nishimasu 2014に記載されるように、S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9では、gRNAのリピート:アンチリピート二重鎖がRECとNUCローブとの間の溝に入り、二重鎖中のヌクレオチドがBH、PI及びRECドメイン中のアミノ酸と相互作用する。第2の及び第3のステムループ内のいくつかのヌクレオチド(RuvC及びPIドメイン)がそうであるように、第1のステムループ構造内のいくつかのヌクレオチドは、複数のドメイン(PI、BH及びREC1)内のアミノ酸とも相互作用する。本明細書の実施形態に従って使用され得るCas9分子をコード化するポリペプチド配列の例は、配列番号1~2、4~6、12及び14に記載される。 While certain functions of Cas9 have been linked (although not necessarily completely determined by) to the above specific domains, these and other functions may be linked to other Cas9 domains or any lobe. It can be mediated or influenced by multiple domains above. For example, as described in Nishimasu 2014, S. In S. pyogenes Cas9, the gRNA repeat:anti-repeat duplex enters the groove between the REC and NUC lobes, and nucleotides in the duplex interact with amino acids in the BH, PI and REC domains. do. Some nucleotides in the first stem-loop structure are multiple domains (PI, BH and It also interacts with amino acids within REC1). Examples of polypeptide sequences encoding Cas9 molecules that may be used in accordance with embodiments herein are set forth in SEQ ID NOs: 1-2, 4-6, 12 and 14.

Cpf1
crRNAと、TTTN PAM配列などの二本鎖(ds)DNA標的と複合体形成したアシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種Cpf1の結晶構造は、Yamano 2016(参照により本明細書に援用される)によって解析されている。Cas9と同様に、Cpf1には、REC(認識)ローブとNUC(ヌクレアーゼ)ローブの2つのローブがある。RECローブは、REC1及びREC2ドメインを含み、これらは、いかなる既知のタンパク質構造とも類似性がない。一方、NUCローブは、3つのRuvCドメイン(RuvC-I、-II及び-III)と1つのBHドメインとを含む。しかし、Cas9とは対照的に、Cpf1 RECローブは、HNHドメインを欠いており、既知のタンパク質構造との類似性を欠く他のドメイである、構造的にユニークなPIドメインと、3つのウェッジ(WED)ドメイン(WED-I、-II及び-III)と、ヌクレアーゼ(Nuc)ドメインとを含む。
Cpf1
The crystal structure of Acidaminococcus sp. Cpf1 complexed with crRNA and a double-stranded (ds) DNA target such as the TTTN PAM sequence was solved by Yamano 2016 (incorporated herein by reference). It is Similar to Cas9, Cpf1 has two lobes, a REC (recognition) lobe and a NUC (nuclease) lobe. The REC lobe contains the REC1 and REC2 domains, which have no similarity to any known protein structure. The NUC lobe, on the other hand, contains three RuvC domains (RuvC-I, -II and -III) and one BH domain. However, in contrast to Cas9, the Cpf1 REC lobe lacks an HNH domain, a structurally unique PI domain, other domains that lack similarity to known protein structures, and three wedges ( WED) domains (WED-I, -II and -III) and a nuclease (Nuc) domain.

Cas9及びCpf1は、構造及び機能において類似性を共有する一方、特定のCpf1活性は、いずれのCas9ドメインにも類似していない構造ドメインによって媒介されることを理解すべきである。例えば、標的DNAの相補鎖の切断は、Cas9のHNHドメインと配列的及び空間的に異なるNucドメインによって媒介されるようである。さらに、Cpf1 gRNAの非標的化部分(ハンドル)は、Cas9 gRNA中のリピート:アンチリピート二重鎖によって形成されるステムループ構造ではなく、むしろ偽結び目構造を取る。 While Cas9 and Cpf1 share similarities in structure and function, it should be understood that certain Cpf1 activities are mediated by structural domains that are not similar to any Cas9 domain. For example, cleavage of the complementary strand of target DNA appears to be mediated by the Nuc domain, which differs in sequence and spatially from the HNH domain of Cas9. Furthermore, the non-targeting portion (handle) of Cpf1 gRNA adopts a pseudoknot structure rather than the stem-loop structure formed by the repeat:anti-repeat duplex in Cas9 gRNA.

特定の実施形態では、Cpf1タンパク質は、修飾Cpf1タンパク質であり得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、1つ又は複数の修飾を含み得る。特定の実施形態では、修飾は、限定することなく、Cpf1ヌクレオチド配列又はCpf1アミノ酸配列中の1つ又は複数の変異、Hisタグ又は核局在化シグナル(NLS)などの1つ又は複数の追加的な配列又はそれらの組み合わせであり得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1は、本明細書でCpf1変異型とも称され得る。 In certain embodiments, the Cpf1 protein can be a modified Cpf1 protein. In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may contain one or more modifications. In certain embodiments, the modifications include, but are not limited to, one or more mutations in the Cpf1 nucleotide sequence or Cpf1 amino acid sequence, one or more additional sequences or combinations thereof. In certain embodiments, a modified Cpf1 may also be referred to herein as a Cpf1 variant.

特定の実施形態では、Cpf1タンパク質は、アシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種株BV3L6 Cpf1タンパク質(AsCpf1)、ラクノスピラ菌(Lachnospiraceae bacterium)ND2006 Cpf1タンパク質(LbCpf1)及びラクノスピラ菌(Lachnospiraceae bacterium)MA2020(Lb2Cpf1)からなる群から選択されるCpf1タンパク質に由来し得る。特定の実施形態では、Cpf1タンパク質は、それぞれ配列番号1019~1021のコドン最適化核酸配列を有する、配列番号1016~1018からなる群から選択される配列を含み得る。 In certain embodiments, the Cpf1 protein is Acidaminococcus sp. strain BV3L6 Cpf1 protein (AsCpf1), Lachnospiraceae bacterium ND2006 Cpf1 protein (LbCpf1) and Lachnospirac eae bacterium) from MA2020 (Lb2Cpf1) derived from a Cpf1 protein selected from the group consisting of In certain embodiments, the Cpf1 protein may comprise a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1016-1018, with codon-optimized nucleic acid sequences of SEQ ID NOs: 1019-1021, respectively.

特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、核局在化シグナル(NLS)を含み得る。例えば、限定されるものではないが、本明細書で開示される方法及び組成物に関連して有用なNLS配列は、細胞核へのタンパク質移入を促進できるアミノ酸配列を含むであろう。本明細書で開示される方法及び組成物に関連して有用なNLS配列は、当技術分野で公知である。このようなNLS配列の例としては、アミノ酸配列:KRPAATKKAGQAKKKK(配列番号1006)を有するヌクレオプラスミンNLS及びアミノ酸配列PKKKRKV(配列番号1007)を有するシミアンウイルス40「SV40」NLSが挙げられる。 In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may contain a nuclear localization signal (NLS). For example, but not by way of limitation, NLS sequences useful in connection with the methods and compositions disclosed herein would include amino acid sequences that can facilitate protein import into the cell nucleus. NLS sequences useful in connection with the methods and compositions disclosed herein are known in the art. Examples of such NLS sequences include the Nucleoplasmin NLS having the amino acid sequence: KRPAATKKAGQAKKKK (SEQ ID NO: 1006) and the Simian Virus 40 "SV40" NLS having the amino acid sequence PKKKRKV (SEQ ID NO: 1007).

特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質のNLS配列は、Cpf1タンパク質配列のC末端又はその近傍に配置される。例えば、限定されるものではないが、修飾Cpf1タンパク質は、His-AsCpf1-nNLS(配列番号1000);His-AsCpf1-sNLS(配列番号1008);及びHis-AsCpf1-sNLS-sNLS(配列番号1001)から選択され得、式中、「His」は、6-ヒスチジン精製配列を指し、「AsCpf1」は、アシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種Cpf1タンパク質配列を指し、「nNLS」は、ヌクレオプラスミンNLSを指し、「sNLS」は、SV40 NLSを指す。例えば、2つ以上のnNLS配列の付加又はnNLS及びsNLS配列の組み合わせ(又は他のNLS配列)の付加並びに例えば6-ヒスチジン配列などの精製配列を含む又は含まない配列の付加などのNLS配列の同一性及びC末端位置の追加的な順列は、現在開示されている主題の範囲内である。 In certain embodiments, the NLS sequence of the modified Cpf1 protein is positioned at or near the C-terminus of the Cpf1 protein sequence. For example, without limitation, modified Cpf1 proteins include His-AsCpf1-nNLS (SEQ ID NO: 1000); His-AsCpf1-sNLS (SEQ ID NO: 1008); and His-AsCpf1-sNLS-sNLS (SEQ ID NO: 1001). wherein “His” refers to the 6-histidine purified sequence, “AsCpf1” refers to the Acidaminococcus sp. Cpf1 protein sequence, and “nNLS” refers to the nucleoplasmin NLS. , “sNLS” refers to the SV40 NLS. Identity of NLS sequences, for example addition of two or more nNLS sequences or combinations of nNLS and sNLS sequences (or other NLS sequences) and addition of sequences with or without purification sequences such as 6-histidine sequences Additional permutations of gender and C-terminal position are within the scope of the presently disclosed subject matter.

特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質のNLS配列は、Cpf1タンパク質配列のN末端又はその近傍に配置され得る。例えば、限定されるものではないが、修飾Cpf1タンパク質は、His-sNLS-AsCpf1(配列番号1009)、His-sNLS-sNLS-AsCpf1(配列番号1010)及びsNLS-sNLS-AsCpf1(配列番号1011)から選択され得る。例えば、2つ以上のnNLS配列の付加又はnNLS及びsNLS配列の組み合わせ(又は他のNLS配列)の付加並びに例えば6-ヒスチジン配列などの精製配列を含む又は含まない配列の付加などのNLS配列の同一性及びN末端位置の追加的な順列は、現在開示されている主題の範囲内である。 In certain embodiments, the NLS sequence of the modified Cpf1 protein may be placed at or near the N-terminus of the Cpf1 protein sequence. For example, without limitation, modified Cpf1 proteins are from His-sNLS-AsCpf1 (SEQ ID NO: 1009), His-sNLS-sNLS-AsCpf1 (SEQ ID NO: 1010) and sNLS-sNLS-AsCpf1 (SEQ ID NO: 1011). can be selected. Identity of NLS sequences, for example addition of two or more nNLS sequences or combinations of nNLS and sNLS sequences (or other NLS sequences) and addition of sequences with or without purification sequences such as 6-histidine sequences Additional permutations of gender and N-terminal position are within the scope of the presently disclosed subject matter.

特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、Cpf1タンパク質配列のN末端及びC末端の両方又はその近傍に位置するNLS配列を含み得る。例えば、限定されるものではないが、修飾Cpf1タンパク質は、His-sNLS-AsCpf1-sNLS(配列番号1012)及びHis-sNLS-sNLS-AsCpf1-sNLS-sNLS(配列番号1013)から選択され得る。例えば、2つ以上のnNLS配列又はnNLS及びsNLS配列の組み合わせ(又は他のNLS配列)のN末端/C末端位置のいずれかへの付加並びに例えば6-ヒスチジン配列などの精製配列を含む又は含まない配列の付加などのNLS配列の同一性及びN末端/C末端位置の追加的な順列は、現在開示されている主題の範囲内である。 In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may comprise NLS sequences located at or near both the N-terminus and C-terminus of the Cpf1 protein sequence. For example, without limitation, the modified Cpf1 protein can be selected from His-sNLS-AsCpf1-sNLS (SEQ ID NO: 1012) and His-sNLS-sNLS-AsCpf1-sNLS-sNLS (SEQ ID NO: 1013). For example, with or without the addition of two or more nNLS sequences or a combination of nNLS and sNLS sequences (or other NLS sequences) to either the N-terminal/C-terminal positions and purification sequences such as 6-histidine sequences. NLS sequence identities, such as sequence additions, and additional permutations of N-terminal/C-terminal positions are within the scope of the presently disclosed subject matter.

特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、Cpf1タンパク質配列の1つ又は複数のシステイン残基に改変(例えば、欠失又は置換)を含み得る。例えば、限定されるものではないが、修飾Cpf1タンパク質は、C65、C205、C334、C379、C608、C674、C1025及びC1248からなる群から選択される位置に改変を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、セリン又はアラニンの1つ又は複数のシステイン残基の置換を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、C65S、C205S、C334S、C379S、C608S、C674S、C1025S及びC1248Sからなる群から選択される改変を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、C65A、C205A、C334A、C379A、C608A、C674A、C1025A及びC1248Aからなる群から選択される改変を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、位置C334及びC674又はC334、C379及びC674に改変を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、C334S及びC674S又はC334S、C379S及びC674Sの改変を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、C334A及びC674A又はC334A、C379A及びC674Aの改変を含み得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、例えば、His-AsCpf1-nNLS Cys-less(配列番号1014)又はHis-AsCpf1-nNLS Cys-low(配列番号1015)などの1つ又は複数のシステイン残基改変並びに1つ又は複数のNLS配列の導入の両方を含み得る。様々な実施形態では、1つ又は複数のシステイン残基の欠失又は置換を含むCpf1タンパク質は、凝集の減少を示す。 In certain embodiments, modified Cpf1 proteins may include alterations (eg, deletions or substitutions) to one or more cysteine residues in the Cpf1 protein sequence. For example, without limitation, a modified Cpf1 protein may comprise modifications at positions selected from the group consisting of C65, C205, C334, C379, C608, C674, C1025 and C1248. In certain embodiments, modified Cpf1 proteins may include substitution of one or more cysteine residues for serine or alanine. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein may comprise modifications selected from the group consisting of C65S, C205S, C334S, C379S, C608S, C674S, C1025S and C1248S. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein may comprise modifications selected from the group consisting of C65A, C205A, C334A, C379A, C608A, C674A, C1025A and C1248A. In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may contain alterations at positions C334 and C674 or C334, C379 and C674. In certain embodiments, modified Cpf1 proteins may comprise modifications of C334S and C674S or C334S, C379S and C674S. In certain embodiments, modified Cpf1 proteins may comprise modifications of C334A and C674A or C334A, C379A and C674A. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein has one or more cysteine residues, e.g., His-AsCpf1-nNLS Cys-less (SEQ ID NO: 1014) or His-AsCpf1-nNLS Cys-low (SEQ ID NO: 1015) It can involve both modification as well as introduction of one or more NLS sequences. In various embodiments, Cpf1 proteins comprising deletions or substitutions of one or more cysteine residues exhibit reduced aggregation.

特定の実施形態では、当技術分野で公知の他の修飾Cpf1タンパク質は、本明細書に記載される方法及びシステムと共に使用され得る。例えば、特定の実施形態では、修飾Cpf1は、変異S542R/K548V/N552Rを含有するCpf1(「Cpf1 RVR」)であり得る。Cpf1 RVRは、TATV PAMを有する標的部位を切断することが示されている。特定の実施形態では、修飾Cpf1は、変異S542R/K607Rを含有するCpf1(「Cpf1 RR」)であり得る。Cpf1 RRは、TYCV/CCCC PAMを有する標的部位を切断することが示されている。 In certain embodiments, other modified Cpf1 proteins known in the art can be used with the methods and systems described herein. For example, in certain embodiments, a modified Cpf1 can be a Cpf1 containing mutations S542R/K548V/N552R (“Cpf1 RVR”). Cpf1 RVR has been shown to cleave target sites with the TATV PAM. In certain embodiments, the modified Cpf1 can be Cpf1 containing the mutations S542R/K607R (“Cpf1 RR”). Cpf1 RR has been shown to cleave target sites with TYCV/CCCC PAM.

いくつかの実施形態では、Cpf1変異型が本明細書で使用され、ここで、Cpf1変異型は、11、12、13、14、15、16、17、34、36、39、40、43、46、47、50、54、57、58、111、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、642、643、644、645、646、647、648、649、651、652、653、654、655、656、676、679、680、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、707、711、714、715、716、717、718、719、720、721、722、739、765、768、769、773、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879、880、881、882、883、884若しくは1048又はAsCpf1のオルソログ、ホモログ若しくは変異型の対応する位置からなる群から選択されるAsCpf1(アシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種BV3L6)の1つ又は複数の残基に変異を含む。 In some embodiments, Cpf1 variants are used herein, wherein the Cpf1 variants are 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 34, 36, 39, 40, 43, 46, 47, 50, 54, 57, 58, 111, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 532, 533, 534, 535, 536, 537, 538, 539, 540, 541, 542, 543, 544, 545, 546, 547, 548, 549, 550, 551, 552, 553, 554, 555, 556, 565, 566, 567, 568, 569, 570, 571, 572, 573, 574, 575, 592, 593, 594, 595, 596, 597, 598, 599, 600, 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608, 609, 610, 611, 612, 613, 614, 615, 616, 617, 618, 619, 620, 626, 627, 628, 629, 630, 631, 632, 633, 634, 635, 636, 637, 638, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 648, 649, 651, 652, 653, 654, 655, 656, 676, 679, 680, 682, 683, 684, 685, 686, 687, 688, 689, 690, 691, 692, 693, 707, 711, 714, 715, 716, 717, 718, 719, 720, 721, 722, 739, 765, 768, 769, 773, 777, 778, 779, 780, 781, 782, 783, 784, 785, 786, 870, 871, AsCpf1 (Acida containing mutations in one or more residues of Acidaminococcus sp. BV3L6).

特定の実施形態では、Cpf1変異型は、本明細書の用法では、参照により本明細書に援用される、Zhang et al.による国際公開第2017/184768A1号(「’768公開」)に記載されるCpf1タンパク質のいずれかを含み得る。 In certain embodiments, the Cpf1 variant, as used herein, is a variant of Zhang et al. any of the Cpf1 proteins described in WO 2017/184768 A1 (the "'768 publication") by

特定の実施形態では、本明細書で使用される修飾Cpf1タンパク質(Cpf1変異型とも称される)は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035-39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列のいずれかによってコード化され得る。表14は、例示的なCpf1変異型アミノ酸及びヌクレオチド配列を記載する。これらの配列は、6-ヒスチジン配列(下線付き文字)及びNLS配列(太字)の位置を詳細に示す図40に記載される。例えば、2つ以上のnNLS配列又はnNLS及びsNLS配列組み合わせ(又は他のNLS配列)のN末端/C末端位置のいずれかへの付加並びに例えば6-ヒスチジン配列などの精製配列を含む又は含まない配列の付加などのNLS配列の同一性及びN末端/C末端位置の追加的な順列は、現在開示されている主題の範囲内である。 In certain embodiments, modified Cpf1 proteins (also referred to as Cpf1 variants) used herein have the (Cpf1 polypeptide sequences) or by any of the sequences set forth in SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110-17 (Cpf1 polynucleotide sequences). Table 14 lists exemplary Cpf1 variant amino acid and nucleotide sequences. These sequences are described in FIG. 40 detailing the positions of the 6-histidine sequences (underlined letters) and the NLS sequences (bold). For example, addition of two or more nNLS sequences or combinations of nNLS and sNLS sequences (or other NLS sequences) to either the N-terminal/C-terminal positions and sequences with or without purification sequences such as 6-histidine sequences. Additional permutations of NLS sequence identities and N-terminal/C-terminal positions such as the addition of are within the scope of the presently disclosed subject matter.

特定の実施形態では、本明細書で開示されるCpf1タンパク質又は修飾Cpf1タンパク質のいずれかは、配列番号1002及び/又は1004に記載される標的化ドメインを含む1つ又は複数のgRNAに複合体化して、CCAATボックス標的領域を改変し得る。特定の実施形態では、本明細書で開示されるCpf1タンパク質又は修飾Cpf1タンパク質のいずれかは、表12又は表13に記載される配列を含む1つ又は複数のgRNAに複合体化し得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、His-AsCpf1-nNLS(配列番号1000)又はHis-AsCpf1-sNLS-sNLS(配列番号1001)であり得る。特定の実施形態では、本明細書で使用される修飾Cpf1タンパク質は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列のいずれかによってコード化され得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、配列番号1097に記載される配列を含み得る。 In certain embodiments, any of the Cpf1 proteins or modified Cpf1 proteins disclosed herein are conjugated to one or more gRNAs comprising a targeting domain set forth in SEQ ID NOs: 1002 and/or 1004. can be used to modify the CCAAT box target region. In certain embodiments, any of the Cpf1 proteins or modified Cpf1 proteins disclosed herein can be conjugated to one or more gRNAs comprising the sequences listed in Table 12 or Table 13. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein can be His-AsCpf1-nNLS (SEQ ID NO:1000) or His-AsCpf1-sNLS-sNLS (SEQ ID NO:1001). In certain embodiments, the modified Cpf1 protein used herein has SEQ ID NOS: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOS: 1019-1021, 1110-17 (Cpf1 polynucleotide sequences). In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1097.

特定の実施形態では、改変Cpf1タンパク質は、Kleinstiver 2019に記載されるCpf1変異型を含んでもよい。例えば、限定されることなく、特定の実施形態では、改変Cpf1タンパク質はenAsCas12aであってもよい。特定の実施形態では、改変Cpf1タンパク質は、TTTV PAMを有する標的部位を切断してもよい。特定の実施形態では、改変Cpf1タンパク質は、NWYN PAMを有する標的部位を切断してもよい。 In certain embodiments, modified Cpf1 proteins may comprise Cpf1 variants as described in Kleinstiver 2019. For example, without limitation, in certain embodiments the modified Cpf1 protein may be enAsCasl2a. In certain embodiments, a modified Cpf1 protein may cleave a target site with a TTTV PAM. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein may cleave target sites with NWYN PAM.

RNA誘導ヌクレアーゼの修飾
上述したRNA誘導ヌクレアーゼは、様々な用途に有用であり得る活性及び特性を有するが、当業者は、RNA誘導ヌクレアーゼも、場合により修飾されて、切断活性、PAM特異性又は他の構造的若しくは機能的特徴が改変され得ることを認識するであろう。
Modifications of RNA-guided nucleases Although the RNA-guided nucleases described above have activities and properties that may be useful in a variety of applications, it will be appreciated by those skilled in the art that RNA-guided nucleases may also be optionally modified to enhance cleavage activity, PAM specificity, or other will recognize that the structural or functional characteristics of may be modified.

まず、切断活性を改変する修飾に目を向けると、NUCローブ内のドメインの活性を低減又は排除する変異が上に記載されている。RuvCドメイン、Cas9 HNHドメイン又はCpf1 Nucドメインに生成され得る例示的な変異は、Ran&Hsu 2013及びYamano2016並びにCotta-Ramusinoに記載されている。一般に、2つのヌクレアーゼドメインの1つの活性を低減又は排除する変異は、ニッカーゼ活性を有するRNA誘導ヌクレアーゼをもたらすが、ニッカーゼ活性の種類は、いずれのドメインが不活性化されるかによって変化することに留意すべきである。一例として、Cas9のRuvCドメインの不活性化は、以下に示されるように(ここで、Cは、切断の部位を示す)、相補鎖又は上部鎖を切断するニッカーゼをもたらす。 Turning first to modifications that alter cleavage activity, mutations that reduce or eliminate the activity of domains within the NUC lobe are described above. Exemplary mutations that can be made in the RuvC domain, Cas9 HNH domain or Cpf1 Nuc domain are described in Ran & Hsu 2013 and Yamano 2016 and Cotta-Ramusino. In general, mutations that reduce or eliminate the activity of one of the two nuclease domains will result in an RNA-guided nuclease with nickase activity, although the type of nickase activity will vary depending on which domain is inactivated. It should be noted. As an example, inactivation of the RuvC domain of Cas9 results in a nickase that cleaves the complementary strand or top strand, as shown below (where C indicates the site of cleavage).

他方、Cas9 HNHドメインの不活性化は、下部鎖又は非相補鎖を切断するニッカーゼをもたらす。 Inactivation of the Cas9 HNH domain, on the other hand, results in a nickase that cleaves the bottom strand or the non-complementary strand.

自然発生のCas9参照分子と比較したPAM特異性の修飾は、Kleinstiver et al.により、S.ピオゲネス(S.pyogenes)(Kleinstiver 2015a)及びS.アウレウス(S.aureus)(Kleinstiver 2015b)の両方について記載されている。Kleinstiver et al.は、Cas9の標的化忠実度を改善する修飾についても記載している(Kleinstiver 2016)。Kleinstiverらはまた、活性の上昇と標的化範囲の改善を提供するCpf1の改変についても記載している(Kleinstiver 2019)。これらの参考文献のそれぞれは、参照により本明細書に援用される。 Modification of PAM specificity relative to naturally occurring Cas9 reference molecules is described by Kleinstiver et al. According to S. S. pyogenes (Kleinstiver 2015a) and S. pyogenes (Kleinstiver 2015a). both S. aureus (Kleinstiver 2015b). Kleinstiver et al. also described modifications that improve the targeting fidelity of Cas9 (Kleinstiver 2016). Kleinstiver et al. also describe modifications of Cpf1 that provide increased activity and improved targeting coverage (Kleinstiver 2019). Each of these references is incorporated herein by reference.

RNA誘導ヌクレアーゼは、(いずれも参照により本明細書に援用される)Zetsche 2015及びFine 2015によって記載されるように、2つ以上の部分に分割される。 RNA-guided nucleases are divided into two or more parts, as described by Zetsche 2015 and Fine 2015 (both incorporated herein by reference).

RNA誘導ヌクレアーゼは、特定の実施形態では、例えばgRNA結合、標的及びPAM認識並びに切断活性をなおも維持しながら、ヌクレアーゼのサイズを低下させる1つ又は複数の欠失を通じてサイズ最適化又は短縮され得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、任意選択でリンカーにより、別のポリペプチド、ヌクレオチド又は他の構造に共有結合的に又は非共有結合的に結合する。例示的な結合ヌクレアーゼ及びリンカーは、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用されるGuilinger 2014によって記載される。 RNA-guided nucleases may, in certain embodiments, be size-optimized or shortened, for example, through one or more deletions that reduce the size of the nuclease while still maintaining gRNA binding, target and PAM recognition and cleavage activity. . In certain embodiments, the RNA-guided nuclease is covalently or non-covalently attached to another polypeptide, nucleotide or other structure, optionally by a linker. Exemplary conjugated nucleases and linkers are described by Guilinger 2014, which is incorporated herein by reference for all purposes.

RNA誘導ヌクレアーゼは、任意選択的に、核局在化シグナルをはじめとするが、これに限定されるものではない標識を含んで、核内へのRNA誘導ヌクレアーゼタンパク質の移動も容易にする。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、C末端及び/又はN末端の核局在化シグナルを組み込み得る。核局在化配列は、当技術分野で公知であり、Maeder及び他の箇所に記載される。 The RNA-guided nuclease optionally includes a label, including but not limited to a nuclear localization signal, to also facilitate translocation of the RNA-guided nuclease protein into the nucleus. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease may incorporate C-terminal and/or N-terminal nuclear localization signals. Nuclear localization sequences are known in the art and are described in Maeder and elsewhere.

前述の修飾の一覧は、本質的に例示的であることを意図しており、当業者は、本開示に鑑みて、他の修正が特定の用途において可能であるか、又は望ましいことがあり得ることを理解するであろう。したがって、簡潔さのために、本開示の例示的なシステム、方法及び組成物は、特定のRNA誘導ヌクレアーゼを参照して提示されるが、使用されるRNA誘導ヌクレアーゼは、それらの動作原理を変えない様式で改変され得るものと理解されるべきである。このような改変は、本開示の範囲内である。 The foregoing list of modifications is intended to be exemplary in nature, and it will be apparent to those skilled in the art that other modifications may be possible or desirable in particular applications in light of this disclosure. you will understand. Thus, for the sake of brevity, the exemplary systems, methods and compositions of this disclosure are presented with reference to particular RNA-guided nucleases, although the RNA-guided nucleases used vary in their principle of operation. It should be understood that it may be modified in a non-intrusive manner. Such modifications are within the scope of this disclosure.

RNA誘導ヌクレアーゼをコードする核酸
例えば、Cas9、Cpf1又はその機能性断片などのRNA誘導ヌクレアーゼをコード化する核酸が本明細書で提供される。RNA誘導ヌクレアーゼをコード化する例示的な核酸は、以前記載されている(例えば、Cong 2013;Wang 2013;Mali 2013;Jinek 2012を参照されたい)。
Nucleic Acids Encoding RNA-Guided Nucleases Provided herein are nucleic acids that encode RNA-guided nucleases, such as, for example, Cas9, Cpf1, or functional fragments thereof. Exemplary nucleic acids encoding RNA-guided nucleases have been previously described (see, eg, Cong 2013; Wang 2013; Mali 2013; Jinek 2012).

場合により、RNA誘導ヌクレアーゼをコードする核酸は、合成核酸配列であり得る。例えば、合成核酸分子は、化学修飾され得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼをコードするmRNAは、以下の特性の1つ又は複数の(例えば、全て)を有するであろう:それは、キャップされ得;ポリアデニル化され得;5-メチルシチジン及び/又はプソイドウリジンで置換され得る。 Optionally, the nucleic acid encoding the RNA-guided nuclease can be a synthetic nucleic acid sequence. For example, synthetic nucleic acid molecules can be chemically modified. In certain embodiments, an mRNA encoding an RNA-guided nuclease will have one or more (eg, all) of the following properties: it may be capped; it may be polyadenylated; 5-methylcytidine and/or pseudouridine.

合成核酸配列もコドン最適化され得、例えば少なくとも1つの一般的でないコドン又はそれほど一般的でないコドンが一般的なコドンによって置き換えられる。例えば、合成核酸は、例えば、本明細書に記載される哺乳類発現系内での発現のために最適化された最適化メッセンジャーmRNAの合成を誘導し得る。コドン最適化されたCas9コード配列の例は、Cotta-Ramusinoに提示されている。 A synthetic nucleic acid sequence can also be codon-optimized, eg, at least one uncommon or less-common codon is replaced by a common codon. For example, synthetic nucleic acids can direct the synthesis of optimized messenger mRNAs optimized for expression, eg, within the mammalian expression systems described herein. An example of a codon-optimized Cas9 coding sequence is presented in Cotta-Ramusino.

さらに又は代わりに、RNA誘導ヌクレアーゼをコードする核酸は、核局在化配列(NLS)を含み得る。核局在化配列は、当技術分野で公知である。 Additionally or alternatively, a nucleic acid encoding an RNA-guided nuclease can include a nuclear localization sequence (NLS). Nuclear localization sequences are known in the art.

候補分子の機能解析
候補RNA誘導ヌクレアーゼ、gRNA及びそれらの複合体は、当技術分野で公知の標準法によって評価され得る。例えば、Cotta-Ramusinoを参照されたい。RNP複合体の安定性は、下述される示差走査型蛍光定量法によって評価され得る。
Functional Analysis of Candidate Molecules Candidate RNA-guided nucleases, gRNAs and complexes thereof can be evaluated by standard methods known in the art. See, for example, Cotta-Ramusino. The stability of RNP complexes can be assessed by differential scanning fluorimetry as described below.

示差走査型蛍光定量法(DSF)
gRNA及びRNA誘導ヌクレアーゼを含むリボ核タンパク質(RNP)複合体の熱安定性は、DSFによって測定され得る。DSF技術は、例えば、gRNAなどの結合RNA分子の添加などの好ましい条件下で増加し得るタンパク質の熱安定性を測定する。
Differential scanning fluorimetry (DSF)
Thermostability of ribonucleoprotein (RNP) complexes containing gRNA and RNA-guided nucleases can be measured by DSF. DSF technology measures protein thermostability, which can increase under favorable conditions, eg, the addition of binding RNA molecules such as gRNA.

DSFアッセイは、任意の適切なプロトコルに従って実施され得、限定されるものではないが、(a)異なる条件(例えば、異なる化学量論比のgRNA:RNA誘導ヌクレアーゼタンパク質、異なる緩衝液など)を試験して、RNP形成のための最適条件を同定すること;及び(b)RNA誘導ヌクレアーゼ及び/又はgRNAの修飾(例えば、化学修飾、配列改変など)を試験して、RNP形成又は安定性を改善する修飾を同定することをはじめとする任意の適切な設定で使用され得る。DSFアッセイの1つの読み取りは、RNP複合体の融解温度の変化であり;比較的高い変化は、RNP複合体が、より低い変化によって特徴付けられる標準RNP複合体と比較してより安定している(したがってより大きい活性又はより好ましい形成動態、分解動態又は別の機能特性を有し得る)ことを示唆する。DSFアッセイがスクリーニングツールとして展開される場合、閾値融解温度変化が特定され得、それにより、結果は、閾値以上の融解温度変化を有する1つ又は複数のRNPである。例えば、閾値は、5~10°C(例えば、5℃°、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃)又はそれを超えるものであり得、結果は、閾値以上の融解温度変化によって特徴付けられる1つ又は複数のRNPであり得る。 The DSF assay can be performed according to any suitable protocol, including but not limited to: (a) testing different conditions (e.g., different stoichiometric ratios of gRNA:RNA-derived nuclease protein, different buffers, etc.); and (b) testing RNA-guided nucleases and/or gRNA modifications (e.g., chemical modifications, sequence modifications, etc.) to improve RNP formation or stability. can be used in any suitable setting, including identifying modifications that One readout of the DSF assay is the change in melting temperature of the RNP complex; a relatively high change indicates that the RNP complex is more stable compared to standard RNP complexes characterized by a lower change. (thus may have greater activity or more favorable formation kinetics, degradation kinetics or other functional properties). If the DSF assay is deployed as a screening tool, a threshold melting temperature change can be identified, whereby the result is one or more RNPs with a melting temperature change greater than or equal to the threshold. For example, the threshold can be 5-10°C (eg, 5°C, 6°C, 7°C, 8°C, 9°C, 10°C) or more, and the result is a melting temperature change greater than or equal to the threshold. can be one or more RNPs characterized by

DSFアッセイ条件の2つの非限定的例は、下記の通りである。 Two non-limiting examples of DSF assay conditions are as follows.

RNP複合体を形成するための最良の溶液を判定するために、水中の固定濃度(例えば、2μM)のCas9+10×SYPRO Orange(登録商標)(Life Technologies、カタログ番号S-6650)を384ウェルプレート内に分注する。次に、様々なpH及び塩を有する溶液中に希釈された等モル量のgRNAを添加する。室温で10分間インキュベートし、短時間遠心分離してあらゆる気泡を除去した後、Bio-Rad CFXマネージャーソフトウエアと共にBio-Rad CFX384(商標)リアルタイムシステムC1000 Touch(商標)サーマルサイクラーを使用して、20℃から90℃まで10秒毎に1℃の増分で勾配を実行する。 To determine the best solution for forming RNP complexes, a fixed concentration (e.g., 2 μM) of Cas9+10×SYPRO Orange® (Life Technologies, Catalog No. S-6650) in water was added in 384-well plates. dispense into Equimolar amounts of gRNA diluted in solutions with varying pH and salt are then added. After incubating for 10 minutes at room temperature and briefly centrifuging to remove any air bubbles, 20 minutes were cycled using a Bio-Rad CFX384™ Real Time System C1000 Touch™ Thermal Cycler with Bio-Rad CFX Manager software. A ramp is run from °C to 90 °C in 1 °C increments every 10 seconds.

第2のアッセイは、様々な濃度のgRNAを上記のアッセイ1からの最適緩衝液中の固定濃度(例えば、2μM)のCas9iに混合し、384ウェルプレート内で(例えば、室温で10分間)インキュベートすることからなる。等容積の最適緩衝液+10×SYPRO Orange(登録商標)(Life Technologies、カタログ番号S-6650)を添加し、プレートをMicroseal(登録商標)B接着剤(MSB-1001)で密封する。短時間遠心分離してあらゆる気泡を除去した後、Bio-Rad CFXマネージャーソフトウエアと共にBio-Rad CFX384(商標)リアルタイムシステムC1000 Touch(商標)サーマルサイクラーを使用して、20℃から90℃まで、10秒毎に1℃の増分で勾配を実行する。 The second assay mixed various concentrations of gRNA with a fixed concentration (e.g., 2 μM) of Cas9i in optimal buffer from Assay 1 above and incubated in a 384-well plate (e.g., 10 minutes at room temperature). consists of doing An equal volume of Optimal Buffer plus 10× SYPRO Orange® (Life Technologies, Catalog No. S-6650) is added and the plate is sealed with Microseal® B adhesive (MSB-1001). After a brief centrifugation to remove any air bubbles, a Bio-Rad CFX384™ real-time system C1000 Touch™ thermal cycler with Bio-Rad CFX manager software was used to cycle from 20°C to 90°C for 10 minutes. Run the ramp in 1° C. increments every second.

ゲノム編集ストラテジー
上述したゲノム編集システムを使用して、本開示の様々な実施形態において、細胞内で又は細胞から得られたDNAの標的領域内で編集する(すなわち改変する)。特定の編集をするための様々なストラテジーが本明細書に記載され、これらのストラテジーは、一般に所望の修復結果、個々の編集(例えば、SSB又はDSB)の数と位置及びこのような編集の標的部位によって記述される。
Genome Editing Strategies The genome editing systems described above are used, in various embodiments of the present disclosure, to edit (ie, modify) within a target region of DNA within a cell or obtained from a cell. Various strategies for making specific edits are described herein, and these strategies generally describe the desired repair outcome, the number and location of individual edits (e.g., SSBs or DSBs), and the targets of such edits. Described by parts.

SSB又はDSBの形成を伴うゲノム編集ストラテジーは、(a)標的領域の全部又は一部の欠失;(b)標的領域の全部又は一部内への挿入又はその置換;又は(c)標的領域の全部又は一部の中断をはじめとする修復結果によって特徴付けられる。このグループ分けは、任意の特定の理論又はモデルを限定することも又はそれに拘束されることも意図されず、提示の経済性のためにのみ提供される。当業者は、列挙される結果が相互に排他的でなく、いくつかの修復が他の結果をもたらし得ることを理解するであろう。特定の編集ストラテジー又は方法の説明は、別段の指定がない限り、特定の修復結果を必要とすると理解されるべきではない。 Genome editing strategies involving the formation of SSBs or DSBs include (a) deletion of all or part of the target region; (b) insertion into or replacement of all or part of the target region; Characterized by repair results including full or partial interruption. This grouping is not intended to be limiting or bound by any particular theory or model, and is provided solely for the sake of economy of presentation. Those skilled in the art will appreciate that the results listed are not mutually exclusive and that some repairs may lead to other results. A description of a particular editing strategy or method should not be understood to require a particular repair result unless specified otherwise.

標的領域の置換は、例えば、HDR経路によって媒介される2つの修復結果である、遺伝子修正又は遺伝子変換を通じた、相同配列による、標的領域内に存在する配列の全部又は一部の置換を一般に伴う。HDRは、以下でより詳細に記載されるように、一本鎖又は二本鎖であり得るドナー鋳型の使用によって促進される。一本鎖又は二本鎖鋳型は外因性であり得、その場合、それらは、遺伝子修正を促進するか、又はそれらは、内因性(例えば、細胞ゲノム中の相同配列)であり得、遺伝子変換を促進する。外因性鋳型は、例えば、Richardson 2016(参照により本明細書に援用される)によって記載されるように、非対称オーバーハングを有することができる(すなわち、DSBの部位に相補的な鋳型の部分は、鋳型内の中心に位置するのではなく、むしろ3’又は5’方向にオフセットされ得る)。鋳型が一本鎖である場合、それは、標的領域の相補的(上部)又は非相補的(下部)鎖のいずれかに対応し得る。 Replacement of the target region generally involves replacement of all or part of a sequence present within the target region by a homologous sequence through, for example, gene correction or gene conversion, two repair outcomes mediated by the HDR pathway. . HDR is facilitated by the use of donor templates, which can be single-stranded or double-stranded, as described in more detail below. Single- or double-stranded templates can be exogenous, where they facilitate gene correction, or they can be endogenous (e.g., homologous sequences in the cell genome), where gene conversion is performed. promote The exogenous template can have asymmetric overhangs (i.e., the portion of the template that is complementary to the site of the DSB is It can be offset in the 3' or 5' direction rather than being centered within the mold). If the template is single-stranded, it can correspond to either the complementary (top) or non-complementary (bottom) strand of the target region.

Ran&Hsu 2013及びCotta-Ramusinoに記載されるように、遺伝子変換及び遺伝子修正は、場合により、標的領域内又はその周囲に1つ又は複数のニックを形成することによって促進される。場合により、二重ニッカーゼストラテジーを使用して、2つのオフセットSSBが形成され、次にオーバーハング(例えば、5’オーバーハング)を有する単一のDSBが形成される。 As described in Ran & Hsu 2013 and Cotta-Ramusino, gene conversion and gene correction are optionally facilitated by forming one or more nicks in or around the target region. Optionally, a double nickase strategy is used to form two offset SSBs and then a single DSB with an overhang (eg, a 5' overhang).

標的配列の全部又は一部の中断及び/又は欠失は、様々な修復結果によって達成され得る。一例として、LCA10変異についてMaederに記載されているように、標的領域を挟む2つ以上のDSBを同時に生成することによって配列を欠失させ得、次に、それは、DSBが修復される際に切除される。別の例として、配列は、一本鎖オーバーハングを有する二本鎖切断の形成、それに続く修復前のオーバーハングのヌクレオチド末端加水分解プロセシングによって生成される欠失によって中断され得る。 Interruption and/or deletion of all or part of the target sequence can be achieved through a variety of repair outcomes. As an example, as described in Maeder for the LCA10 mutation, sequences can be deleted by simultaneously generating two or more DSBs flanking the target region, which are then excised as the DSBs are repaired. be done. As another example, a sequence can be interrupted by deletions generated by formation of a double-stranded break with a single-stranded overhang, followed by nucleotide-terminal hydrolytic processing of the overhang prior to repair.

標的配列中断の1つの特定のサブセットは、標的配列中のインデルの形成によって媒介され、ここで、修復結果は、典型的には、NHEJ経路(Alt-NHEJをはじめとする)によって媒介される。NHEJは、そのインデル変異との関連のために「誤りがちな」修復経路と称される。しかし、場合により、DSBは、その周囲の配列の改変なしにNHEJによって修復され(いわゆる「完璧」又は「無瘢痕」修復);これは、一般に、DSBの両端が完全にライゲートされることを必要とする。一方、インデルは、それらがライゲートされる前の遊離DNA末端の酵素的プロセシングから生じると考えられ、それは、一方又は両方の遊離末端の一方又は両方の鎖にヌクレオチドを付加し及び/又はそれから除去する。 One particular subset of target sequence interruptions is mediated by the formation of indels in the target sequence, where repair outcomes are typically mediated by the NHEJ pathway (including Alt-NHEJ). NHEJ is referred to as a "failure-prone" repair pathway because of its association with indel mutations. In some cases, however, DSBs are repaired by NHEJ without alteration of the sequences surrounding them (so-called 'perfect' or 'scarless' repair); this generally requires that both ends of the DSB be fully ligated. and Indels, on the other hand, are thought to arise from the enzymatic processing of free DNA ends before they are ligated, which adds and/or removes nucleotides from one or both strands of one or both free ends. .

遊離DSB末端の酵素的プロセシングは、本質的に確率論的であり得るため、インデル変異は変動する傾向があり、分布に沿って発生し、特定の標的部位、使用される細胞型、使用されるゲノム編集ストラテジーをはじめとする様々な要因によって影響され得る。それでもなお、インデル形成について限定的に一般化することは、可能であり:単一のDSBの修復によって形成される欠失は、最も一般的には1~50bpの範囲であるが、100~200bpを超えることもあり得る。単一のDSBの修復によって形成された挿入は、より短くなる傾向があり、多くの場合に切断部位を直接取り囲む配列の短い重複を含む。しかし、大きい挿入を得ることが可能であり、これらの場合、挿入配列は、多くの場合、ゲノムの他の領域又は細胞内に存在するプラスミドDNAに由来が突き止められている。 Since enzymatic processing of free DSB ends can be stochastic in nature, indel mutations tend to be variable and occur along a distribution, depending on the specific target site, cell type used, It can be influenced by a variety of factors, including genome editing strategies. Nonetheless, a limited generalization about indel formation is possible: deletions made by repair of a single DSB range most commonly from 1 to 50 bp, although 100 to 200 bp may exceed. Insertions formed by repair of a single DSB tend to be shorter and often contain a short duplication of sequence immediately surrounding the cut site. However, it is possible to obtain large inserts, in which case the insert sequences are often traced to other regions of the genome or to plasmid DNA present within the cell.

インデル変異及びインデルを生成するように構成されたゲノム編集システムは、例えば、特定の最終配列の生成が必要でない場合及び/又はフレームシフト変異が耐容される場合、標的配列を中断するのに有用である。それらは、所望の特定の配列が所与の部位におけるSSB又はDSBの修復から優先的に生じる傾向がある限り、特定の配列が好ましい状況でも有用であり得る。インデル変異は、特定のゲノム編集システム及びそれらの構成要素の活性を評価又はスクリーニングするための有用なツールでもある。これらの及び他の設定では、インデルは、(a)ゲノム編集システムと接触される細胞のゲノムにおけるそれらの相対的及び絶対的頻度、及び(b)例えば未編集の配列に対する±1、±2、±3などの数値的な差の分布によって特徴付けられ得る。一例として、リード発見設定では、複数のgRNAをスクリーニングして、制御された条件下でのインデル読み取りに基づいて、標的部位での切断を最も効率的に推進するgRNAが同定され得る。閾値頻度以上のインデルを生成するガイド又はインデルの特定の分布を生成するガイドがさらなる研究及び開発のために選択され得る。インデルの頻度及び分布は、例えば、gRNAを一定に保ち、他の特定の反応条件又は送達方法を変化させることにより、異なるゲノム編集システムの実装又は製剤化及び送達方法を評価するための読み取りとしても有用であり得る。 Genome editing systems configured to generate indel mutations and indels are useful for interrupting target sequences, for example, when generation of a particular final sequence is not desired and/or when frameshift mutations are tolerated. be. They may also be useful in situations where a particular sequence is preferred, as long as the particular sequence desired tends to preferentially result from SSB or DSB repair at a given site. Indel mutations are also useful tools for evaluating or screening the activity of specific genome editing systems and their components. In these and other settings, indels are defined as (a) their relative and absolute frequencies in the genome of cells contacted with the genome editing system, and (b) ±1, ±2, e.g. It can be characterized by a distribution of numerical differences such as ±3. As an example, in a lead discovery setting, multiple gRNAs can be screened to identify those that most efficiently drive cleavage at the target site based on indel reads under controlled conditions. Guides that generate indels above a threshold frequency or guides that generate a particular distribution of indels can be selected for further research and development. The frequency and distribution of indels can also be used as a readout to evaluate different genome editing system implementations or formulation and delivery methods, e.g., by keeping the gRNA constant and varying other specific reaction conditions or delivery methods. can be useful.

多重ストラテジー
本開示に従ったゲノム編集システムは、同一遺伝子座又は異なる遺伝子座のいずれかで2つ以上のDSBを発生させる多重遺伝子編集のためにも用いられ得る。本明細書で開示されるRNA誘導ヌクレアーゼ及びgRNAのいずれも多重遺伝子編集のためのゲノム編集システムで使用され得る。複数のDSB又はSSBの形成を含む編集ストラテジーは、例えば、Cotta-Ramusinoに記載される。特定の実施形態では、複数のgRNA及びRNA誘導ヌクレアーゼがゲノム編集システムで使用されて、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域に改変(例えば、欠失、挿入)が導入されてもよい。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、Cpf1又は改変Cpf1であってもよい。
Multiplex Strategy Genome editing systems according to the present disclosure can also be used for multiplex gene editing, generating two or more DSBs either at the same locus or at different loci. Any of the RNA-guided nucleases and gRNAs disclosed herein can be used in genome editing systems for multiplex gene editing. Editing strategies involving the formation of multiple DSBs or SSBs are described, for example, in Cotta-Ramusino. In certain embodiments, multiple gRNAs and RNA-directed nucleases may be used in a genome editing system to introduce modifications (eg, deletions, insertions) into the CCAAT box target regions of HBG1 and/or HBG2. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease may be Cpf1 or modified Cpf1.

ドナー鋳型設計
ドナー鋳型設計は、例えば、Cotta-Ramusinoなどの文献に詳細に記載される。一本鎖(ssODN)又は二本鎖(dsODN)であり得るDNAオリゴマードナー鋳型(オリゴデオキシヌクレオチド又はODN)は、DSBのHDRに基づく修復を容易にするか、又は全体的な編集率を向上させるために使用され得、それは、標的DNA配列に改変を導入し、新しい配列を標的配列に挿入するか、又は標的配列を完全に置換するのに特に有用である。
Donor Template Design Donor template design is described in detail in, for example, Cotta-Ramusino. DNA oligomer donor templates (oligodeoxynucleotides or ODNs), which can be single-stranded (ssODN) or double-stranded (dsODN), facilitate HDR-based repair of DSBs or improve overall editing efficiency It is particularly useful for introducing alterations into a target DNA sequence, inserting new sequences into the target sequence, or completely replacing the target sequence.

一本鎖であるか又は二本鎖であるかにかかわらず、ドナー鋳型は、切断される標的配列中の又はその付近の(例えば、側方の又は隣接している)DNA領域と相同的な領域を一般に含む。これらの相同領域は、本明細書「相同性アーム」と称され、下に概略的に示される。
[5’相同性アーム]--[置換配列]--[3’相同性アーム]
Whether single-stranded or double-stranded, the donor template is homologous to DNA regions in or near (e.g., flanking or flanking) the target sequence to be cleaved. Generally includes regions. These regions of homology are referred to herein as "homology arms" and are shown schematically below.
[5' homology arm]--[replacement sequence]--[3' homology arm]

相同性アームは、任意の適切な長さ(1つの相同性アームのみが使用される場合には皆無のヌクレオチドを含む)を有し得、3’及び5’相同性アームは、同じ長さを有し得るか又は長さが異なり得る。適切な相同性アーム長の選択は、Alu反復配列又は他の非常に一般的な要素などの特定の配列との相同性又はミクロ相同性を回避したいという願望などの様々な要因によって影響を受け得る。例えば、5’相同性アームが短縮されて配列反復要素が回避され得る。他の実施形態では、3’相同性アームが短縮されて配列反復要素が回避され得る。一部の実施形態では、5’及び3’相同性アームの両方が短縮されて、特定の配列反復要素の包含が回避され得る。さらに、いくつかの相同性アーム設計は、編集効率を改善するか又は所望の修復結果の頻度を増加させ得る。例えば、参照により本明細書に援用されるRichardson 2016は、一本鎖ドナー鋳型の3’及び5’相同性アームの相対的非対称性が修復率及び/又は結果に影響を及ぼすことを見出した。 The homology arms can have any suitable length (including none if only one homology arm is used), and the 3' and 5' homology arms have the same length. or may differ in length. The selection of appropriate homology arm lengths can be influenced by a variety of factors, such as the desire to avoid homology or micro-homology with particular sequences such as Alu repeats or other very common elements. . For example, the 5' homology arm can be shortened to avoid sequence repeat elements. In other embodiments, the 3' homology arms may be shortened to avoid sequence repeat elements. In some embodiments, both the 5' and 3' homology arms may be shortened to avoid inclusion of certain sequence repeat elements. In addition, some homology arm designs may improve editing efficiency or increase the frequency of desired repair outcomes. For example, Richardson 2016, incorporated herein by reference, found that the relative asymmetry of the 3' and 5' homology arms of a single-stranded donor template affects repair rate and/or outcome.

ドナー鋳型中の置換配列は、Cotta-Ramusinoをはじめとする他の箇所に記載されている。置換配列は、任意の適切な長さ(所望の修復結果が欠失である場合には皆無のヌクレオチドを含む)であり得、典型的には、編集が所望される細胞内の天然配列に対して1、2、3個又はそれを超える配列修飾を含む。1つの一般的な配列修飾は、処置が所望される疾患又は病状に関連する変異を修復するための天然配列の改変を伴う。別の一般的な配列修飾は、SSB若しくはDSBを生成するために使用される、RNA誘導ヌクレアーゼのPAM配列若しくはgRNAの標的化ドメインに相補的である1つ若しくは複数の配列又はしたがってPAM配列若しくは標的化ドメインを改変し、置換配列が標的部位に組み込まれた後に標的部位の反復切断を低減又は排除することを伴う。 Replacement sequences in donor templates have been described elsewhere, including Cotta-Ramusino. A replacement sequence can be of any suitable length (including no nucleotides if the desired result of repair is a deletion) and will typically be contains 1, 2, 3 or more sequence modifications. One common sequence modification involves altering the native sequence to repair mutations associated with the disease or condition for which treatment is desired. Another common sequence modification is one or more sequences that are complementary to the PAM sequence of the RNA-guided nuclease or the targeting domain of the gRNA used to generate the SSB or DSB or thus the PAM sequence or target modification domain to reduce or eliminate repetitive cleavage of the target site after the replacement sequence has been incorporated into the target site.

直鎖ssODNが使用される場合、それは、(i)標的核酸のニックの入った鎖にアニールされ、(ii)無傷の標的核酸鎖にアニールされ、(iii)標的核酸のプラス鎖にアニールされ、及び/又は(iv)標的核酸のマイナス鎖にアニールされるように構成され得る。ssODNは、例えば、約若しくは少なくとも80~200ヌクレオチド又はそれを下回るもの(例えば、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190又は200ヌクレオチド)などの任意の適切な長さを有し得る。 When a linear ssODN is used, it is (i) annealed to the nicked strand of the target nucleic acid, (ii) annealed to the intact target nucleic acid strand, (iii) annealed to the plus strand of the target nucleic acid, and/or (iv) be configured to anneal to the minus strand of the target nucleic acid. The ssODN can be any nucleotide, such as, for example, about or at least 80-200 nucleotides or less (eg, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 or 200 nucleotides). can have a suitable length of

鋳型核酸は、ウイルスゲノムなどの核酸ベクター又は例えばプラスミドなどの環状二本鎖DNAでもあり得ることに留意すべきである。ドナー鋳型を含む核酸ベクターは、他のコーディング又は非コード要素を含み得る。例えば、鋳型核酸は、特定のゲノム骨格要素(例えば、AAVゲノムの場合には逆方向末端反復)を含み、任意選択的にgRNA及び/又はRNA誘導ヌクレアーゼをコードする追加の配列を含むウイルスゲノムの一部として(例えばAAV又はレンチウイルスゲノム中で)送達され得る。特定の実施形態では、ドナー鋳型は、1つ又は複数のgRNAによって認識される標的部位に隣接するか又はそれに挟まれ、ドナー鋳型の一端又は両端における遊離DSBの形成を容易にし得、それは、同一gRNAを使用して細胞DNA中に形成された対応するSSB又はDSBの修復に関与し得る。ドナー鋳型として使用するのに適した例示的な核酸ベクターは、参照により援用されるCotta-Ramusinoに記載される。 It should be noted that the template nucleic acid can also be a nucleic acid vector such as a viral genome or a circular double-stranded DNA such as a plasmid. A nucleic acid vector containing a donor template may contain other coding or non-coding elements. For example, the template nucleic acid can include specific genomic backbone elements (e.g., inverted terminal repeats in the case of the AAV genome), and optionally additional sequences encoding gRNAs and/or RNA-guided nucleases of the viral genome. It can be delivered as part (eg in an AAV or lentiviral genome). In certain embodiments, the donor template may be flanked by or flanked by target sites recognized by one or more gRNAs, facilitating the formation of free DSBs at one or both ends of the donor template, which are identical It may be involved in the repair of corresponding SSBs or DSBs formed in cellular DNA using gRNAs. Exemplary nucleic acid vectors suitable for use as donor templates are described in Cotta-Ramusino, incorporated by reference.

どのような形態が使用されても、鋳型核酸は、望ましくない配列を回避するように設計され得る。特定の実施形態では、一方又は両方の相同性アームが短縮され、例えばAlu反復、LINE要素などの特定の配列反復要素との重なりが回避され得る。 Whatever form is used, the template nucleic acid can be designed to avoid unwanted sequences. In certain embodiments, one or both homology arms may be shortened to avoid overlapping with certain sequence repetitive elements, eg Alu repeats, LINE elements.

特定の実施形態では、サイレントの非病原性SNPがssODNドナー鋳型に含まれて、遺伝子編集事象を同定できるようにし得る。 In certain embodiments, silent, nonpathogenic SNPs may be included in the ssODN donor template to allow identification of gene editing events.

特定の実施形態では、ドナー鋳型は、切断されるべき標的配列内又はその近傍のDNAの領域と非相同的な非特異的鋳型であり得る。特定の実施形態では、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、BCL11Ae中のGATA1結合モチーフ内又はその近傍のDNAの領域と非相同的な、非標的特異的鋳型が挙げられてもよい。特定の実施形態では、13nt標的領域の標的化で使用するためのドナー鋳型としては、限定することなく、13nt標的領域内又はその近傍のDNAの領域と非相同的な、非標的特異的鋳型が挙げられてもよい。 In certain embodiments, the donor template can be a non-specific template that is non-homologous to regions of DNA within or near the target sequence to be cleaved. In certain embodiments, donor templates for use in targeting the GATA1 binding motif in BCL11Ae include, but are not limited to, non-homologous regions of DNA within or near the GATA1 binding motif in BCL11Ae. A target-specific template may be included. In certain embodiments, donor templates for use in targeting the 13nt target region include, but are not limited to, non-target-specific templates that are non-homologous to regions of DNA within or near the 13nt target region. may be mentioned.

ドナー鋳型又は鋳型核酸は、本明細書での用法では、RNAヌクレアーゼ分子及び1つ又は複数のgRNA分子と併用されて、標的DNA配列を改変(例えば、欠失、妨害又は修飾)し得る核酸配列を指す。特定の実施形態では、鋳型核酸は、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域に改変(例えば、欠失)をもたらす。特定の実施形態では、改変は、非自然発生の改変である。特定の実施形態では、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域における非自然発生の改変は、18nt標的領域、11nt標的領域、4nt標的領域若しくは1nt標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、改変は、自然発生の改変である。特定の実施形態では、HBG1及び/又はHBG2のCCAATボックス標的領域における自然発生の改変は、13nt標的領域、c.-117G>A標的領域又はそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖又はマイナス鎖である。 A donor template or template nucleic acid, as used herein, is a nucleic acid sequence that can be used in conjunction with an RNA nuclease molecule and one or more gRNA molecules to alter (e.g., delete, disrupt or modify) a target DNA sequence. point to In certain embodiments, the template nucleic acid provides modifications (eg, deletions) to the CCAAT box target regions of HBG1 and/or HBG2. In certain embodiments, modifications are non-naturally occurring modifications. In certain embodiments, non-naturally occurring alterations in the CCAAT box target regions of HBG1 and/or HBG2 may comprise 18 nt target regions, 11 nt target regions, 4 nt target regions or 1 nt target regions or combinations thereof. In certain embodiments, modifications are naturally occurring modifications. In certain embodiments, naturally occurring alterations in the CCAAT box target region of HBG1 and/or HBG2 are 13nt target regions, c. -117G>A target region or combinations thereof. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODNs are plus or minus strand.

例えば、18nt標的領域(HBG1 c.-104~-121、HBG2 c.-104~-121又はそれらの組み合わせ)に18nt欠失を導入するための鋳型核酸は、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得、置換配列は、0ヌクレオチド又は0bpである。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、18ntの標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチド以上であり得る。特定の実施形態では、3’相同性アームは、18ntの標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが対称的である。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが非対称的である。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、マイナス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号974(OLI16409)又は配列番号975(OLI16410)を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。 For example, a template nucleic acid for introducing an 18nt deletion in an 18nt target region (HBG1 c.-104 to -121, HBG2 c.-104 to -121, or combinations thereof) includes a 5' homology arm, a replacement sequence and The replacement sequence is 0 nucleotides or 0 bp, which may include a 3' homology arm. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides or more, eg, at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 5' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 18 nt target region. In certain embodiments, the 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides or more, eg, at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 3' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the 18 nt target region. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are symmetrical in length. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are asymmetric in length. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODN is the positive strand. In certain embodiments, the ssODN is the minus strand. In certain embodiments, the ssODN comprises, consists essentially of, or consists of SEQ ID NO:974 (OLI16409) or SEQ ID NO:975 (OLI16410).

特定の実施形態では、11nt標的領域(HBG1 c.-105~-115、HBG2 c.-105~-115又はそれらの組み合わせ)に11nt欠失を導入するための鋳型核酸は、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得、置換配列は、0ヌクレオチド又は0bpである。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、11ntの標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、3’相同性アームは、11ntの標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが対称的である。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが非対称的である。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、マイナス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号976(OLI16411)又は配列番号978(OLI16413)を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。 In certain embodiments, the template nucleic acid for introducing 11nt deletions in the 11nt target region (HBG1 c.-105 to -115, HBG2 c.-105 to -115, or combinations thereof) comprises the 5' homology arm , a replacement sequence and a 3' homology arm, wherein the replacement sequence is 0 nucleotides or 0 bp. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides, eg, at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 5' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the target region of 11 nt. In certain embodiments, the 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides. In certain embodiments, the 3' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the target region of 11 nt. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are symmetrical in length. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are asymmetric in length. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODN is the positive strand. In certain embodiments, the ssODN is the minus strand. In certain embodiments, the ssODN comprises, consists essentially of, or consists of SEQ ID NO:976 (OLI16411) or SEQ ID NO:978 (OLI16413).

特定の実施形態では、4nt標的領域(HBG1 c.-112~-115、HBG2 c.-112~-115又はそれらの組み合わせ)に4nt欠失を導入するための鋳型核酸は、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得、置換配列は、0ヌクレオチド又は0bpである。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、4ntの標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、3’相同性アームは、4ntの標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが対称的である。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが非対称的である。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、マイナス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号984(OLI16419)、配列番号985(OLI16420)、配列番号986(OLI16421)、配列番号987(OLI16422)、配列番号988(OLI16423)、配列番号989(OLI16424)、配列番号990(OLI16425)、配列番号991(OLI16426)、配列番号992(OLI16427)、配列番号993(OLI16428)、配列番号994(OLI16429)又は配列番号995(OLI16430)を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。 In certain embodiments, the template nucleic acid for introducing a 4nt deletion in the 4nt target region (HBG1 c.-112 to -115, HBG2 c.-112 to -115, or combinations thereof) comprises the 5' homology arm , a replacement sequence and a 3' homology arm, wherein the replacement sequence is 0 nucleotides or 0 bp. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides, eg, at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 5' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 4nt target region. In certain embodiments, the 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides. In certain embodiments, the 3' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the 4nt target region. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are symmetrical in length. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are asymmetric in length. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODN is the positive strand. In certain embodiments, the ssODN is the minus strand. In certain embodiments, the ssODN is SEQ ID NO:984 (OLI16419), SEQ ID NO:985 (OLI16420), SEQ ID NO:986 (OLI16421), SEQ ID NO:987 (OLI16422), SEQ ID NO:988 (OLI16423), SEQ ID NO:989 (OLI16424) , SEQ ID NO:990 (OLI16425), SEQ ID NO:991 (OLI16426), SEQ ID NO:992 (OLI16427), SEQ ID NO:993 (OLI16428), SEQ ID NO:994 (OLI16429) or SEQ ID NO:995 (OLI16430), or essentially consists of or consists of

特定の実施形態では、1nt標的領域(HBG1 c.-116、HBG2 c.-116又はそれらの組み合わせ)に1nt欠失を導入するための鋳型核酸は、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得、置換配列は、0ヌクレオチド又は0bpである。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、1ntの標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、3’相同性アームは、1ntの標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが対称的である。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが非対称的である。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、マイナス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号982(OLI16417)又は配列番号983(OLI16418)を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。 In certain embodiments, the template nucleic acid for introducing a 1-nt deletion in a 1-nt target region (HBG1 c.-116, HBG2 c.-116, or a combination thereof) comprises a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' The replacement sequence, which may contain homology arms, is 0 nucleotides or 0 bp. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides, eg, at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 5' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 1 nt target region. In certain embodiments, the 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides. In certain embodiments, the 3' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' of the 1 nt target region. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are symmetrical in length. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are asymmetric in length. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODN is the positive strand. In certain embodiments, the ssODN is the minus strand. In certain embodiments, the ssODN comprises, consists essentially of, or consists of SEQ ID NO:982 (OLI16417) or SEQ ID NO:983 (OLI16418).

特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域における改変は、13nt欠失などの自然発生の改変を再現するか又はそれに類似している。特定の実施形態では、13nt標的領域(HBG1 c.-116、HBG2 c.-116又はそれらの組み合わせ)に13nt欠失を導入するための鋳型核酸は、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得、置換配列は、0ヌクレオチド又は0bpである。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、13ntの標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、3’相同性アームは、13ntの標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが対称的である。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが非対称的である。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、マイナス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号979(OLI16414)又は配列番号977(OLI16412)を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。 In certain embodiments, alterations in the CCAAT box target region reproduce or mimic naturally occurring alterations such as 13nt deletions. In certain embodiments, the template nucleic acid for introducing a 13nt deletion into a 13nt target region (HBG1 c.-116, HBG2 c.-116 or a combination thereof) comprises a 5' homology arm, a replacement sequence and a 3' The replacement sequence, which may contain homology arms, is 0 nucleotides or 0 bp. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides, eg, at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 5' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the 13nt target region. In certain embodiments, the 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides. In certain embodiments, the 3' homology arm comprises about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' to the 13nt target region. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are symmetrical in length. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are asymmetric in length. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODN is the positive strand. In certain embodiments, the ssODN is the minus strand. In certain embodiments, the ssODN comprises, consists essentially of, or consists of SEQ ID NO:979 (OLI16414) or SEQ ID NO:977 (OLI16412).

特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域における改変は、-117G>A標的領域におけるGからAへの置換などの自然発生の改変を再現するか又はそれに類似する。特定の実施形態では、-117G>A置換を-117G>A標的領域(HBG1 c.-117G>A、HBG2 c.-117G>A又はそれらの組み合わせ)に導入するための鋳型核酸は、5’相同性アーム、置換配列及び3’相同性アームを含み得、置換配列は、0ヌクレオチド又は0bpである。特定の実施形態では、5’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約100~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、5’相同性アームは、117G>Aの標的領域の5’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、例えば、長さが少なくとも約25、50、75、100、125、150、175又は200ヌクレオチドなどの約25~約200ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、3’相同性アームは、117G>Aの標的領域の3’側の例えば55~95、60~90、70~90又は80~90bpなどの約50~100bpの相同性を含む。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが対称的である。特定の実施形態では、5’及び3’相同性アームは、長さが非対称的である。特定の実施形態では、鋳型核酸は、ssODNである。特定の実施形態では、ssODNは、プラス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、マイナス鎖である。特定の実施形態では、ssODNは、配列番号980(OLI16415)又は配列番号981(OLI16416)を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。 In certain embodiments, alterations in the CCAAT box target region reproduce or mimic naturally occurring alterations such as G to A substitutions in the -117G>A target region. In certain embodiments, the template nucleic acid for introducing a −117G>A substitution into the −117G>A target region (HBG1 c.-117G>A, HBG2 c.-117G>A, or combinations thereof) is 5′ It may include a homology arm, a replacement sequence and a 3' homology arm, where the replacement sequence is 0 nucleotides or 0 bp. In certain embodiments, the 5' homology arm can be from about 100 to about 200 nucleotides, eg, at least about 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides in length. In certain embodiments, the 5' homology arm has about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 5' to the target region of 117G>A. include. In certain embodiments, the 3' homology arm can be from about 25 to about 200 nucleotides in length, such as at least about 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 or 200 nucleotides. In certain embodiments, the 3' homology arm has about 50-100 bp of homology, such as 55-95, 60-90, 70-90 or 80-90 bp, 3' to the target region of 117G>A. include. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are symmetrical in length. In certain embodiments, the 5' and 3' homology arms are asymmetric in length. In certain embodiments, the template nucleic acid is an ssODN. In certain embodiments, the ssODN is the positive strand. In certain embodiments, the ssODN is the minus strand. In certain embodiments, the ssODN comprises, consists essentially of, or consists of SEQ ID NO:980 (OLI16415) or SEQ ID NO:981 (OLI16416).

特定の実施形態では、5’相同性アームは、5’ホスホロチオエート(PhTx)修飾を含む。特定の実施形態では、3’相同性アームは、3’PhTx修飾を含む。特定の実施形態では、鋳型核酸は、5’及び3’PhTx修飾を含む。 In certain embodiments, the 5' homology arm comprises a 5' phosphorothioate (PhTx) modification. In certain embodiments, the 3' homology arm comprises a 3' PhTx modification. In certain embodiments, the template nucleic acid includes 5' and 3' PhTx modifications.

特定の実施形態では、CCAATボックス標的領域に改変(例えば、欠失)を導入するためのssODNは、RNAヌクレアーゼと、例えば表6、表12、表13に開示されるgRNAなどのCCAAT標的領域を標的化する1つ又は複数のgRNAとの組み合わせで使用され得る。 In certain embodiments, the ssODN for introducing modifications (e.g., deletions) into the CCAAT box target region is an RNA nuclease and a CCAAT target region, such as the gRNAs disclosed in Table 6, Table 12, Table 13. It can be used in combination with one or more gRNAs to target.

標的細胞
本開示によるゲノム編集システムを使用して、細胞が操作又は改変され、例えば標的核酸が編集又は改変され得る。操作は、様々な実施形態において、インビボ又はエクスビボで行われ得る。
Target Cells Using the genome editing system according to the present disclosure, cells can be manipulated or modified, eg, target nucleic acids can be edited or modified. Manipulation may be performed in vivo or ex vivo in various embodiments.

本開示の実施形態に従って様々な細胞型が操作又は改変され得、インビボ用途などの場合、例えば本開示によるゲノム編集システムを複数の細胞型に送達することにより、複数の細胞型が改変又は操作され得る。しかし、他の場合、操作又は改変を特定の細胞型に限定することが望ましいことがあり得る。例えば、いくつかの例では、遺伝子型の修飾が細胞表現型の変化をもたらすと予想される、Maederの例における光受容細胞など、限定された分化能を有する細胞又は最終分化細胞を編集することが望ましくあり得る。しかし、他の場合、低分化型、多分化能(multipotent)又は多能性(pluripotent)、幹細胞又は前駆細胞を編集することが望ましいことがある。例として、細胞は、胚性幹細胞、誘導多能性幹細胞(iPSC)、造血幹/前駆細胞(HSPC)又は所与の用途又は適応症に関連する細胞型に分化する他の幹細胞又は前駆細胞型であり得る。 Various cell types may be engineered or engineered according to embodiments of the present disclosure, such as for in vivo applications, where multiple cell types are engineered or engineered, e.g., by delivering a genome editing system according to the present disclosure to multiple cell types. obtain. However, in other cases it may be desirable to limit the manipulation or modification to particular cell types. For example, in some instances, editing cells with limited differentiation potential or terminally differentiated cells, such as photoreceptor cells in Maeder's example, where genotypic modifications are expected to result in changes in cell phenotype. may be desirable. However, in other cases it may be desirable to edit poorly differentiated, multipotent or pluripotent, stem or progenitor cells. By way of example, the cells may be embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells (iPSCs), hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs) or other stem or progenitor cell types that differentiate into cell types relevant to a given use or indication. can be

当然ながら、改変又は操作される細胞は、標的化される細胞型及び/又は所望の編集結果に応じて、様々に分裂細胞又は非分裂細胞である。 Of course, the cells to be modified or manipulated are variously dividing or non-dividing cells, depending on the targeted cell type and/or the desired editing result.

細胞がエクスビボで操作又は改変される場合、細胞は、直ちに使用され得る(例えば、対照に投与され得る)か、又はそれらは、後に使用するために維持又は保存され得る。当業者は、当技術分野において公知の任意の適切な方法を使用して、細胞が培養物中で維持又は保存され得る(例えば、液体窒素中で凍結される)ことを理解するであろう。 When cells are manipulated or modified ex vivo, the cells can be used immediately (eg, administered to a control) or they can be maintained or stored for later use. One skilled in the art will appreciate that cells can be maintained or preserved in culture (eg, frozen in liquid nitrogen) using any suitable method known in the art.

ゲノム編集システムの実装:送達、配合及び投与経路
上で考察されるように、本開示のゲノム編集システムは、任意の適切な方法で実装され得、これは、限定されるものではないが、RNA誘導ヌクレアーゼ、gRNA、任意のドナー鋳型核酸をはじめとするシステムの構成要素が、ゲノム編集システムの形質導入、発現又は導入をもたらすような且つ/又は細胞、組織又は対象において所望の修復結果を引き起こすような任意の適切な形態又は形態の組み合わせで送達、配合又は投与され得ることを意味する。ゲノム編集システム実装のいくつかの非限定的例が表2及び3に記載される。しかし、当業者は、これらの一覧が包括的でなく、他の実装形態が可能であることを理解するであろう。特に表2を参照すると、この表は、単一のgRNA及び任意のドナー鋳型を含むゲノム編集システムのいくつかの例示的実装形態を列挙する。しかし、本開示によるゲノム編集システムには、複数のgRNA、複数のRNA誘導ヌクレアーゼ及びタンパク質などの他の構成要素が組み込まれ得、表に示された原理に基づいて様々な実装形態が当業者に明らかになるであろう。表中、[N/A]は、ゲノム編集システムが、示された構成要素を含まないことを示す。
Implementation of Genome Editing Systems: Delivery, Formulation and Routes of Administration As discussed above, the genome editing system of the present disclosure may be implemented in any suitable manner, including, but not limited to, RNA Components of the system, including inducible nucleases, gRNAs, any donor template nucleic acids, are designed to effect transduction, expression or introduction of the genome editing system and/or to cause a desired repair outcome in a cell, tissue or subject. can be delivered, formulated or administered in any suitable form or combination of forms. Some non-limiting examples of genome editing system implementations are listed in Tables 2 and 3. However, those skilled in the art will appreciate that these lists are not exhaustive and that other implementations are possible. With particular reference to Table 2, this table lists several exemplary implementations of genome editing systems comprising a single gRNA and optional donor template. However, genome editing systems according to the present disclosure may incorporate other components such as multiple gRNAs, multiple RNA-guided nucleases and proteins, and a variety of implementations will occur to those of skill in the art based on the principles shown in the table. will become clear. In the table, [N/A] indicates that the genome editing system does not contain the indicated component.

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表3は、本明細書に記載されるようなゲノム編集システムの構成要素のための様々な送達方法を要約する。この場合も、一覧は、限定的ではなく、むしろ例示的であることが意図される。 Table 3 summarizes various delivery methods for the components of the genome editing system as described herein. Again, the list is intended to be illustrative rather than limiting.

Figure 2023521524000007
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ゲノム編集システムの核酸ベースの送達
本開示によるゲノム編集システムの様々な要素をコードする核酸は、当技術分野で公知の方法によって又は本明細書に記載されるようにして、対象に投与されるか又は細胞内に送達され得る。例えば、RNA誘導ヌクレアーゼをコードするDNA及び/又はgRNAをコードするDNA並びにドナー鋳型核酸は、例えば、ベクター(例えば、ウイルスベクター又は非ウイルスベクター)、非ベクターベースの方法(例えば、裸のDNA又はDNA複合体を使用する)又はそれらの組み合わせによって送達され得る。
Nucleic Acid-Based Delivery of Genome Editing Systems Nucleic acids encoding the various elements of a genome editing system according to the present disclosure are administered to a subject by methods known in the art or as described herein. or delivered intracellularly. For example, the DNA encoding the RNA-guided nuclease and/or the DNA encoding the gRNA and the donor template nucleic acid can be used, for example, in vectors (e.g., viral vectors or non-viral vectors), non-vector-based methods (e.g., naked DNA or DNA complex) or a combination thereof.

ゲノム編集システムをコードする核酸又はその構成要素は、例えば、形質移入若しくは電気穿孔によって裸のDNA若しくはRNAとして細胞に直接送達され得るか、又は標的細胞(例えば、赤血球、HSC)による取り込みを促進する分子(例えば、N-アセチルガラクトサミン)にコンジュゲートされ得る。表3に要約されるベクターなどの核酸ベクターも使用され得る。 Nucleic acids encoding genome editing systems or components thereof can be delivered directly to cells as naked DNA or RNA, e.g., by transfection or electroporation, or facilitate uptake by target cells (e.g., erythrocytes, HSCs). It can be conjugated to a molecule such as N-acetylgalactosamine. Nucleic acid vectors such as those summarized in Table 3 can also be used.

核酸ベクターは、RNA誘導ヌクレアーゼ、gRNA及び/又はドナー鋳型などのゲノム編集システム構成要素をコードする1つ又は複数の配列を含み得る。ベクターは、タンパク質をコードする配列と結合する(例えば、その中に挿入されるか又はそれに融合する)シグナルペプチド(例えば、核局在化、核小体局在化又はミトコンドリア局在化のための)をコードする配列も含み得る。一例として、核酸ベクターは、1つ又は複数の核局在化配列(例えば、SV40由来の核局在化配列)を含むCas9コード配列を含み得る。 Nucleic acid vectors can include one or more sequences encoding genome editing system components such as RNA-guided nucleases, gRNAs and/or donor templates. The vector includes a signal peptide (e.g., for nuclear, nucleolar, or mitochondrial localization) that is linked to (e.g., inserted into or fused to) a protein-encoding sequence. ) may also be included. As an example, a nucleic acid vector can include a Cas9 coding sequence that includes one or more nuclear localization sequences (eg, nuclear localization sequences from SV40).

核酸ベクターは、例えば、プロモーター、エンハンサー、イントロン、ポリアデニル化シグナル、コザックコンセンサス配列又は内部リボソーム進入部位(IRES)などの任意の適切な数の調節/制御要素も含み得る。これらの要素は、当技術分野で周知であり、Cotta-Ramusinoに記載される。 Nucleic acid vectors can also include any suitable number of regulatory/control elements such as, for example, promoters, enhancers, introns, polyadenylation signals, Kozak consensus sequences or internal ribosome entry sites (IRES). These elements are well known in the art and described in Cotta-Ramusino.

本開示による核酸ベクターは、組換えウイルスベクターを含む。例示的なウイルスベクターは、表3に記載され、追加的な適切なウイルスベクター及びそれらの使用及び製造は、Cotta-Ramusinoに記載される。当技術分野で公知の他のウイルスベクターも使用され得る。さらに、ウイルス粒子を使用して、ゲノム編集システムの構成要素が核酸及び/又はペプチドの形態で送達され得る。例えば、「空の」ウイルス粒子は、任意の適切な積荷を含有するように組み立てられ得る。ウイルスベクター及びウイルス粒子は、標的化リガンドを組み込んで、標的組織特異性が改変されるようにも操作され得る。 Nucleic acid vectors according to the present disclosure include recombinant viral vectors. Exemplary viral vectors are described in Table 3, and additional suitable viral vectors and their use and production are described in Cotta-Ramusino. Other viral vectors known in the art may also be used. Additionally, viral particles can be used to deliver the components of the genome editing system in the form of nucleic acids and/or peptides. For example, an "empty" virus particle can be assembled to contain any suitable cargo. Viral vectors and viral particles can also be engineered to incorporate targeting ligands to alter target tissue specificity.

ウイルスベクターに加えて、非ウイルスベクターは、本開示によるゲノム編集システムをコードする核酸を送達するために使用され得る。非ウイルス核酸ベクターの1つの重要なカテゴリーは、ナノ粒子であり、これは、有機又は無機であり得る。ナノ粒子は、当技術分野で周知であり、Cotta-Ramusinoに要約される。任意の適切なナノ粒子設計を用いて、ゲノム編集システム構成要素又はこのような構成要素をコードする核酸を送達し得る。例えば、有機(例えば、脂質及び/又はポリマー)ナノ粒子は、本開示の特定の実施形において送達ビヒクルとして使用するのに適し得る。ナノ粒子製剤及び/又は遺伝子移入で使用するための例示的な脂質が表4に示され、表5は、遺伝子移入及び/又はナノ粒子製剤で使用するための例示的ポリマーを列挙する。 In addition to viral vectors, non-viral vectors can be used to deliver nucleic acids encoding genome editing systems according to the present disclosure. One important category of non-viral nucleic acid vectors are nanoparticles, which can be organic or inorganic. Nanoparticles are well known in the art and are summarized in Cotta-Ramusino. Any suitable nanoparticle design can be used to deliver genome editing system components or nucleic acids encoding such components. For example, organic (eg, lipid and/or polymeric) nanoparticles may be suitable for use as delivery vehicles in certain embodiments of the present disclosure. Exemplary lipids for use in nanoparticle formulations and/or gene transfer are shown in Table 4, and Table 5 lists exemplary polymers for use in gene transfer and/or nanoparticle formulations.

Figure 2023521524000008
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Figure 2023521524000009
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非ウイルスベクターは、標的化修飾を任意選択的に含み、取り込みを改善し、且つ/又は特定の細胞型を選択的に標的化する。これらの標的化修飾としては、例えば、細胞特異的抗原、モノクローナル抗体、一本鎖抗体、アプタマー、ポリマー、糖(例えば、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc))及び細胞透過性ペプチドが挙げられる。このようなベクターはまた、任意選択的に、融合誘導性及びエンドソーム不安定化ペプチド/ポリマーを使用し、(例えば、積荷のエンドソーム漏出を促進するための)酸誘発立体構造変化を受け、且つ/又は例えば細胞区画への放出のための刺激切断可能ポリマーを組み込む。例えば、還元性細胞環境内で切断されるジスルフィドベースのカチオン性ポリマーが使用され得る。 Non-viral vectors optionally contain targeting modifications to improve uptake and/or selectively target particular cell types. These targeted modifications include, for example, cell-specific antigens, monoclonal antibodies, single-chain antibodies, aptamers, polymers, sugars (eg, N-acetylgalactosamine (GalNAc)) and cell-penetrating peptides. Such vectors also optionally employ fusogenic and endosomal destabilizing peptides/polymers, undergo acid-induced conformational changes (e.g., to facilitate endosomal leakage of cargo), and/ or incorporate stimuli-cleavable polymers for release into cellular compartments, for example. For example, disulfide-based cationic polymers that are cleaved in a reducing cellular environment can be used.

特定の実施形態では、例えば、本明細書に記載されるRNA誘導ヌクレアーゼ構成要素及び/又はgRNA構成要素など、ゲノム編集システムの構成要素以外の1つ又は複数の核酸分子(例えば、DNA分子)が送達される。特定の実施形態では、核酸分子は、ゲノム編集システムの構成要素の1つ又は複数と同時に送達される。特定の実施形態では、核酸分子は、ゲノム編集システムの構成要素の1つ又は複数が送達される(例えば、約30分間、1時間、2時間、3時間、6時間、9時間、12時間、1日、2日間、3日間、1週間、2週間又は4週間未満)前又は後に送達される。特定の実施形態では、核酸分子は、例えば、RNA誘導ヌクレアーゼ構成要素及び/又はgRNA構成要素などのゲノム編集システムの1つ又は複数の構成要素が送達されるのと異なる手段によって送達される。核酸分子は、本明細書に記載される送達方法のいずれかによって送達され得る。例えば、核酸分子は、例えば、核酸(例えば、DNA)によって引き起こされる毒性が低下され得るように、例えば組み込み欠損レンチウイルスなどのウイルスベクターによって送達され得、RNA誘導ヌクレアーゼ分子構成要素及び/又はgRNA構成要素は、電気穿孔によって送達され得る。特定の実施形態では、核酸分子は、例えば、本明細書に記載されるタンパク質などの治療用タンパク質をコードする。特定の実施形態では、核酸分子は、例えば、本明細書に記載されるRNA分子などのRNA分子をコードする。 In certain embodiments, one or more nucleic acid molecules (e.g., DNA molecules) other than components of the genome editing system, e.g., the RNA-guided nuclease components and/or gRNA components described herein, are delivered. In certain embodiments, the nucleic acid molecule is delivered simultaneously with one or more of the components of the genome editing system. In certain embodiments, the nucleic acid molecule is delivered by one or more of the components of the genome editing system (e.g., about 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, 6 hours, 9 hours, 12 hours, 1 day, 2 days, 3 days, 1 week, 2 weeks or less than 4 weeks) before or after. In certain embodiments, the nucleic acid molecule is delivered by a different means than by which one or more components of the genome editing system are delivered, eg, an RNA-guided nuclease component and/or a gRNA component. Nucleic acid molecules can be delivered by any of the delivery methods described herein. For example, nucleic acid molecules can be delivered by viral vectors, such as, for example, integration-deficient lentiviruses, and can be conjugated to RNA-guided nuclease molecule components and/or gRNA constructs, such that toxicity caused by nucleic acids (e.g., DNA) can be reduced. Elements can be delivered by electroporation. In certain embodiments, the nucleic acid molecule encodes a therapeutic protein, eg, a protein described herein. In certain embodiments, a nucleic acid molecule encodes an RNA molecule, eg, an RNA molecule described herein.

RNP及び/又はRNAをコードするゲノム編集システム構成要素の送達
RNP(gRNA及びRNA誘導ヌクレアーゼの複合体)及び/又はRNA誘導ヌクレアーゼ及び/又はgRNAをコードするRNAは、そのいくつかがCotta-Ramusinoに記載される当技術分野で公知の方法により、細胞に送達されるか又は対象に投与され得る。インビトロでは、RNA誘導ヌクレアーゼをコードし、且つ/又はgRNAをコードするRNAは、例えば、マイクロインジェクション、電気穿孔、一過性細胞圧縮又は圧搾によって送達され得る(例えば、Lee 2012を参照されたい)。脂質媒介トランスフェクション、ペプチド媒介送達、GalNAc又は他のコンジュゲート媒介送達及びそれらの組み合わせもインビトロ及びインビボ送達のために使用され得る。保護的でインタラクティブな非凝縮(PINC)システムが送達に使用され得る。
Delivery of Genome Editing System Components Encoding RNPs and/or RNAs RNAs encoding RNPs (complexes of gRNAs and RNA-guided nucleases) and/or RNA-guided nucleases and/or gRNAs, some of which are cotta-Ramusino It can be delivered to cells or administered to a subject by methods known in the art as described. In vitro, RNAs encoding RNA-guided nucleases and/or gRNAs can be delivered by, for example, microinjection, electroporation, transient cell compaction or squeezing (see, eg, Lee 2012). Lipid-mediated transfection, peptide-mediated delivery, GalNAc or other conjugate-mediated delivery and combinations thereof can also be used for in vitro and in vivo delivery. A protective interactive non-condensing (PINC) system can be used for delivery.

電気穿孔を通じたインビトロ送達は、カートリッジ、チャンバー又はキュベット内において、ドナー鋳型核酸分子の存在下又は非存在下で細胞をRNA誘導ヌクレアーゼ及び/又はgRNAをコードするRNAと混合するステップと、1回又は複数回の規定の長さ及び振幅の電気インパルスを適用するステップとを含む。電気穿孔のシステム及びプロトコルは、当技術分野で公知であり、本開示の様々な実施形態に関連して、任意の適切な電気穿孔ツール及び/又はプロトコルが使用され得る。 In vitro delivery via electroporation involves mixing cells with RNA encoding an RNA-guided nuclease and/or gRNA in the presence or absence of a donor template nucleic acid molecule in a cartridge, chamber or cuvette, once or and applying a plurality of electrical impulses of defined length and amplitude. Electroporation systems and protocols are known in the art, and any suitable electroporation tool and/or protocol may be used in connection with various embodiments of the present disclosure.

投与経路
ゲノム編集システム又はそのようなシステムを用いて改変又は操作された細胞は、局所的又は全身的を問わず、任意の適切な様式又は経路によって対象に投与され得る。全身性の投与法としては、経口及び非経口経路が挙げられる。非経口経路としては、例として、静脈内、骨髄内、動脈内、筋肉内、皮内、皮下、鼻腔内及び腹腔内経路が挙げられる。全身投与される構成要素は、例えば、HSC、造血幹/前駆細胞又は赤血球前駆体若しくは前駆細胞を標的化するように修飾又は配合され得る。
Routes of Administration Genome editing systems or cells modified or engineered using such systems may be administered to a subject by any suitable manner or route, whether locally or systemically. Systemic administration methods include oral and parenteral routes. Parenteral routes include, by way of example, intravenous, intramedullary, intraarterial, intramuscular, intradermal, subcutaneous, intranasal and intraperitoneal routes. Systemically administered components can be modified or formulated to target, for example, HSCs, hematopoietic stem/progenitor cells or erythroid progenitor or progenitor cells.

局所投与様式としては、例として、骨梁への骨髄内注射又は骨髄腔への大腿内注射及び門脈への注入が挙げられる。特定の実施形態では、全身投与(例えば、静脈内)と比較して局所的に(例えば、骨髄内に直接)投与された場合、(全身的アプローチと比較して)有意により少量の構成要素が効果を発揮し得る。局所投与法は、治療有効量の構成要素が全身投与された場合に起こることもある、潜在的に毒性の副作用の発生を低減又は排除し得る。 Local modes of administration include, by way of example, intramedullary injection into the trabecular bone or intrafemoral injection into the medullary cavity and injection into the portal vein. In certain embodiments, significantly less components (compared to systemic approaches) are administered locally (e.g., directly into the bone marrow) compared to systemic administration (e.g., intravenously). can be effective. Local administration methods can reduce or eliminate the occurrence of potentially toxic side effects that can occur when a therapeutically effective amount of a component is administered systemically.

投与は、周期的ボーラス(例えば、静脈内)として又は内部リザーバー若しくは外部リザーバーからの持続注入(例えば、静注バッグ又は植込み型ポンプから)として提供され得る。構成要素は、例えば、持続放出薬物送達デバイスからの連続放出により、局所的に投与され得る。 Administration can be provided as a periodic bolus (eg, intravenously) or as a continuous infusion from an internal or external reservoir (eg, from an IV bag or implantable pump). Components can be administered locally by continuous release, eg, from a sustained release drug delivery device.

加えて、構成要素は、長時間にわたって放出されるように調合され得る。放出系は、生分解性材料又は拡散によって組み込まれた構成要素を放出する材料のマトリックスを含み得る。構成要素は、放出系内で均一又は不均一に分布し得る。多様な放出系が有用であり得るが、適切なシステムの選択は、特定の用途によって要求される放出速度に左右される。非分解性及び分解性放出系の両方が使用され得る。適切な放出系としては、ポリマー及びポリマーマトリックス、非ポリマーマトリックス又は炭酸カルシウム及び糖(例えば、トレハロース)などであるが、これに限定されるものではない無機及び有機賦形剤及び希釈剤が挙げられる。放出系は、天然又は合成であり得る。しかし、通常、より信頼でき、より再現可であり、より画定された放出プロファイルを生じることから、合成放出系が好ましい。放出系材料は、異なる分子量を有する構成要素は、材料を通じた又は材料の分解による、拡散によって放出されるように選択され得る。 Additionally, the components can be formulated to be released over an extended period of time. The release system may comprise a matrix of biodegradable material or material that releases incorporated components by diffusion. Components may be uniformly or non-uniformly distributed within the release system. A variety of release systems may be useful, but selection of an appropriate system will depend on the release rate required by a particular application. Both non-degradable and degradable release systems can be used. Suitable release systems include inorganic and organic excipients and diluents such as, but not limited to, polymers and polymeric matrices, non-polymeric matrices or calcium carbonate and sugars such as trehalose. . Release systems can be natural or synthetic. However, synthetic release systems are preferred, as they are generally more reliable, more reproducible and produce more defined release profiles. Release system materials can be selected such that components with different molecular weights are released by diffusion through the material or by decomposition of the material.

典型的な合成生分解性ポリマーとしては、例えば、ポリ(アミノ酸)及びポリ(ペプチド)などのポリアミド;ポリ(乳酸)、ポリ(グリコール酸)、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)及びポリ(カプロラクトン)などのポリエステル;ポリ(無水物);ポリオルトエステル;ポリカーボネート;及びその化学誘導体(例えば、アルキル及びアルキレンなどの化学基の置換及び付加、ヒドロキシル化、酸化及び当業者によって日常的に行われる他の修飾)、共重合体及びそれらの混合物が挙げられる。典型的な合成非分解性ポリマーとしては、例えば、ポリ(酸化エチレン)、ポリ(エチレングリコール)及びポリ(テトラメチレンオキシド)などのポリエーテル;メチル、エチル、他のアルキル、ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル及びメタクリル酸及びポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)及びポリ(酢酸ビニル)などのビニルポリマー-ポリアクリレート及びポリメタクリレート;ポリ(ウレタン);セルロースと、アルキル、ヒドロキシアルキル、エーテル、エステル、ニトロセルロース及び様々な酢酸セルロースなどのその誘導体;ポリシロキサン;任意のその化学的誘導体(例えば、アルキル、アルキレンなどの化学基の置換、付加、ヒドロキシル化、酸化及び当業者によって慣例的に加えられる他の修飾)、共重合体及びそれらの混合物が挙げられる。 Exemplary synthetic biodegradable polymers include, for example, polyamides such as poly(amino acids) and poly(peptides); poly(lactic acid), poly(glycolic acid), poly(lactic-co-glycolic acid) and poly(caprolactone poly(anhydrides); polyorthoesters; polycarbonates; modifications), copolymers and mixtures thereof. Typical synthetic non-degradable polymers include, for example, polyethers such as poly(ethylene oxide), poly(ethylene glycol) and poly(tetramethylene oxide); methyl, ethyl, other alkyl, hydroxyethyl methacrylate, acrylic and Vinyl polymers such as methacrylic acid and poly(vinyl alcohol), poly(vinylpyrrolidone) and poly(vinyl acetate)--polyacrylates and polymethacrylates; poly(urethanes); cellulose, alkyl, hydroxyalkyl, ether, ester, nitrocellulose and various derivatives thereof, such as cellulose acetate; polysiloxanes; any chemical derivative thereof (e.g., substitution, addition, hydroxylation, oxidation, and other modifications of chemical groups such as alkyl, alkylene, etc., and other modifications routinely made by those skilled in the art). ), copolymers and mixtures thereof.

ポリ(ラクチド-コ-グリコリド)微小球も使用され得る。典型的に、微小球は、中空球を形成するように構造化された乳酸及びグリコール酸ポリマーから構成される。球は、直径がおよそ15~30ミクロンであり得、本明細書に記載される構成要素が負荷され得る。いくつかの実施形態では、ゲノム編集システム、システム構成要素及び/又はシステム構成要素をコード化する核酸は、ポロキサマー又はポロキサミンなどのブロック共重合体と共に送達される。 Poly(lactide-co-glycolide) microspheres may also be used. Microspheres are typically composed of lactic and glycolic acid polymers that are structured to form hollow spheres. The spheres can be approximately 15-30 microns in diameter and can be loaded with the components described herein. In some embodiments, the genome editing system, system components and/or nucleic acids encoding system components are delivered with block copolymers such as poloxamers or poloxamines.

構成要素の多峰性又は差動送達
当業者は、本開示に鑑みて、本明細書で開示されるゲノム編集システムの異なる構成要素が一緒に又は別々に且つ同時に又は非同時に送達され得ることを理解するであろう。ゲノム編集システム構成要素の別々の及び/又は非同期の送達は、ゲノム編集システムの機能に対する時間的又は空間的制御を提供し、それらの活性によって引き起こされる特定の効果を制限するために特に望ましくあり得る。
Multimodal or Differential Delivery of Components Those skilled in the art will appreciate, in view of the present disclosure, that the different components of the genome editing system disclosed herein can be delivered together or separately and simultaneously or non-simultaneously. will understand. Separate and/or asynchronous delivery of genome-editing system components may be particularly desirable to provide temporal or spatial control over genome-editing system function and to limit specific effects caused by their activity. .

異なる又は差動様式は、本明細書の用法では、例えば、RNA誘導ヌクレアーゼ分子、gRNA、鋳型核酸又はペイロードなどの対象構成要素分子に異なる薬力学的又は薬物動態特性を付与する送達様式を指す。例えば、送達様式は、例えば、選択された区画、組織又は臓器に異なる組織分布、異なる半減期又は異なる時間的分布をもたらし得る。 Differential or differential mode, as used herein, refers to delivery modes that confer different pharmacodynamic or pharmacokinetic properties on the component molecule of interest, eg, an RNA-guided nuclease molecule, gRNA, template nucleic acid or payload. For example, delivery modalities may result in, for example, different tissue distributions, different half-lives, or different temporal distributions in selected compartments, tissues or organs.

例えば、自律複製又は細胞核酸内への挿入により、細胞内又は細胞子孫内に残留する核酸ベクターによる送達などのいくつかの送達様式は、構成要素のより持続性の発現及び存在をもたらす。例としては、例えば、AAV又はレンチウイルス性などのウイルス性送達が挙げられる。 Some delivery modes, such as delivery by nucleic acid vectors that remain within the cell or cell progeny, for example by autonomous replication or insertion into cellular nucleic acids, result in more persistent expression and presence of the components. Examples include viral delivery, eg, AAV or lentiviral.

例として、例えば、RNA誘導ヌクレアーゼ及びgRNAなどのゲノム編集システムの構成要素は、その結果生じる、体内、特定の区画、組織又は臓器に送達された構成要素の半減期又は持続性に関して異なる様式によって送達され得る。特定の実施形態では、gRNAはこのような様式によって送達され得る。RNA誘導ヌクレアーゼ分子構成要素は、身体又は特定の区画、若しくは組織、若しくは臓器に対して、より低い持続性又はより少ない曝露をもたらす様式によって送達され得る。 By way of example, components of genome editing systems such as, for example, RNA-guided nucleases and gRNAs are delivered by different modalities with respect to the half-life or persistence of the resulting components delivered to the body, specific compartments, tissues or organs. can be In certain embodiments, gRNA can be delivered by such modalities. The RNA-guided nuclease molecule component can be delivered by modes that result in less persistence or less exposure to the body or specific compartments or tissues or organs.

より一般的には、特定の実施形態では、第1の送達様式が使用されて第1の構成要素が送達され、且つ第2の送達様式が使用されて第2の構成要素が送達される。第1の送達様式は、第1の薬力学的又は薬物動態学的特性を与える。第1の薬力学的特性は、例えば、身体、区画、組織又は臓器内における、構成要素又は構成要素をコードする核酸の分布、持続性又は曝露であり得る。第2の送達様式は、第2の薬力学又は薬物動態学的特性を与える。第2の薬力学的特性は、例えば、身体、区画、組織又は臓器内における、構成要素又は構成要素をコードする核酸の分布、持続性又は曝露であり得る。 More generally, in certain embodiments, a first delivery modality is used to deliver a first component and a second delivery modality is used to deliver a second component. A first delivery mode provides a first pharmacodynamic or pharmacokinetic profile. The first pharmacodynamic property can be, for example, the distribution, persistence or exposure of the component or nucleic acid encoding the component within the body, compartment, tissue or organ. A second delivery mode provides a second pharmacodynamic or pharmacokinetic profile. The second pharmacodynamic property can be, for example, the distribution, persistence or exposure of the component or nucleic acid encoding the component within the body, compartment, tissue or organ.

特定の実施形態では、例えば、分布、持続性又は曝露などの第1の薬力学的又は薬物動態学的特性は、第2の薬力学的又は薬物動態学的特性よりも限定的である。 In certain embodiments, a first pharmacodynamic or pharmacokinetic property, eg, distribution, persistence, or exposure, is more restrictive than a second pharmacodynamic or pharmacokinetic property.

特定の実施形態では、第1の送達様式は、例えば、分布、持続性又は曝露などの薬力学的又は薬物動態学的特性を最適化するように、例えば最小化するように選択される。 In certain embodiments, the first delivery mode is selected to optimize, eg, minimize, pharmacodynamic or pharmacokinetic properties such as distribution, persistence, or exposure.

特定の実施形態では、第2の送達様式は、例えば、分布、持続性又は曝露などの薬力学的又は薬物動態学的特性を最適化するように、例えば最大化するように選択される。 In certain embodiments, the second delivery mode is selected to optimize, eg, maximize, pharmacodynamic or pharmacokinetic properties such as distribution, persistence, or exposure.

特定の実施形態では、第1の送達様式は、例えば、核酸、例えばプラスミド又はウイルスベクター、例えばAAV又はレンチウイルスなどの相対的に持続性の要素の使用を含む。このようなベクターは比較的持続性であるため、それらから転写される生成物は、比較的持続性になる。 In certain embodiments, the first delivery mode involves the use of relatively persistent elements such as nucleic acids, eg, plasmids or viral vectors, eg, AAV or lentivirus. Because such vectors are relatively persistent, the products transcribed from them will be relatively persistent.

特定の実施形態では、第2の送達様式は、例えば、RNA又はタンパク質などの比較的一過性の要素を含む。 In certain embodiments, the second delivery modality includes relatively transient components such as, for example, RNA or protein.

特定の実施形態では、第1の構成要素は、gRNAを含み、送達様式は、比較的持続性であり、例えば、gRNAは、例えば、AAV又はレンチウイルスなどのプラスミド又はウイルスベクターから転写される。これらの遺伝子は、タンパク質生成物をコードせず、gRNAは、単独で作用することができないため、これらの遺伝子の転写は、生理学的に重要でない。第2の構成要素であるRNA誘導ヌクレアーゼ分子は、例えば、mRNAとして又はタンパク質として一過性様式で送達され、完全RNA誘導ヌクレアーゼ分子/gRNA複合体のみが存在し、短期間活性であることを確実にする。 In certain embodiments, the first component comprises gRNA and the delivery mode is relatively persistent, eg, the gRNA is transcribed from a plasmid or viral vector, eg, AAV or lentivirus. Transcription of these genes is physiologically irrelevant because they do not encode protein products and gRNAs cannot act alone. The second component, the RNA-guided nuclease molecule, is delivered in a transient fashion, e.g., as mRNA or as a protein, to ensure that only the complete RNA-guided nuclease molecule/gRNA complex is present and active for a short period of time. to

さらに、構成要素は、互いに補完して安全性及び組織特異性を高める異なる分子形態又は異なる送達ベクターで送達され得る。 Additionally, the components may be delivered in different molecular forms or different delivery vectors that complement each other to enhance safety and tissue specificity.

差動送達様式の使用は、性能、安全性及び/又は有効性を高め得、例えば最終的なオフターゲット修飾の可能性を低減し得る。細菌由来Cas酵素からのペプチドは、MHC分子によって細胞表面に提示されるため、例えば、Cas9分子などの免疫原性構成要素のより低持続性様式による送達は、免疫原性を低下させ得る。二部送達系は、これらの欠点を軽減し得る。 The use of differential delivery modalities may enhance performance, safety and/or efficacy, eg, reduce the likelihood of eventual off-target modifications. Since peptides from bacterial-derived Cas enzymes are presented on the cell surface by MHC molecules, delivery of immunogenic components such as, for example, Cas9 molecules in a less persistent manner may reduce immunogenicity. A two-part delivery system may alleviate these drawbacks.

差動送達様式を使用して、異なるが重複する標的領域に構成要素が送達され得る。形成活性複合体は、標的領域の重なりの外で最小化される。したがって、特定の実施形態では、例えば、gRNAなどの第1の構成要素は、第1の送達様式によって送達され、例えば組織分布などの第1の空間的分布がもたらされる。例えば、RNA誘導ヌクレアーゼ分子などの第2の構成要素は、第2の送達様式によって送達され、例えば組織分布などの第2の空間的分布がもたらされる。特定の実施形態では、第1の様式は、リポソーム、例えばポリマーナノ粒子などのナノ粒子及び例えばウイルスベクターなどの核酸から選択された第1の要素を含む。第2の様式は、群から選択された第2の要素を含む。特定の実施形態では、第1の送達様式は、例えば、細胞特異的受容体又は抗体などの第1の標的化要素を含み、第2の送達様式はその要素を含まない。特定の実施形態では、第2の送達様式は、例えば、第2の細胞特異的受容体又は第2の抗体などの第2の標的化要素を含む。 Differential delivery modalities can be used to deliver the components to different but overlapping target areas. Formation-active complexes are minimized outside the overlap of target regions. Thus, in certain embodiments, a first component, eg, gRNA, is delivered by a first delivery modality resulting in a first spatial distribution, eg, tissue distribution. For example, a second component, such as an RNA-guided nuclease molecule, is delivered by a second delivery modality resulting in a second spatial distribution, such as tissue distribution. In certain embodiments, the first modality comprises a first element selected from liposomes, nanoparticles such as polymeric nanoparticles, and nucleic acids such as viral vectors. A second modality includes a second element selected from the group. In certain embodiments, the first delivery modality includes a first targeting element, eg, a cell-specific receptor or antibody, and the second delivery modality does not. In certain embodiments, the second delivery modality includes a second targeting element such as, for example, a second cell-specific receptor or a second antibody.

RNA誘導ヌクレアーゼ分子がウイルス送達ベクター、リポソーム又はポリマーナノ粒子中で送達される場合、単一組織のみを標的化することが望ましいことがあり得る場合、複数組織への送達及びその中での治療活性の可能性がある。二部送達系は、この課題を解決し、組織特異性を高め得る。gRNA及びRNA誘導ヌクレアーゼ分子が、別個であるが、重複する組織向性がある別々の送達ビヒクルにパッケージされれば、完全に機能的な複合体は、両方のベクターによって標的化される組織内のみに形成される。 When RNA-guided nuclease molecules are delivered in viral delivery vectors, liposomes or polymeric nanoparticles, delivery to multiple tissues and therapeutic activity therein, where it may be desirable to target only a single tissue There is a possibility of A two-part delivery system may solve this problem and increase tissue specificity. If the gRNA and RNA-guided nuclease molecules are packaged in separate delivery vehicles with distinct but overlapping tissue tropisms, the fully functional complex will be restricted to tissues targeted by both vectors. formed in

上記の原理及び実施形態は、以下の非限定的な実施例によってさらに示される:
実施例1:CCAATボックスを標的化するgRNAを含有するCpf1 RNPは、ヒト造血幹/前駆細胞における遺伝子編集をサポートする
Cpf1ガイドRNA、HBG1-1(すなわちOLI13620(表6))は、HBG遠位CCAATボックスを標的化するように設計した。CD34+細胞におけるアシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種Cpf1(「AsCpf1」)送達のための最適な核局在化シグナル構成を決定するために、HBG1-1 gRNAをAsCpf1の2つの核局在化シグナル(NLS)の変異型、すなわちHis-AsCpf1-nNLS(配列番号1000)及びHis-AsCpf1-sNLS-sNLS-sNLS(配列番号1001)に複合体化させた。「His」は、6-ヒスチジン精製配列を指し、「AsCpf1」は、アシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種Cpf1タンパク質配列を指し、「nNLS」は、ヌクレオプラスミンNLSを指し、「sNLS」は、SV40 NLSを指す。
The above principles and embodiments are further illustrated by the following non-limiting examples:
Example 1: Cpf1 RNPs Containing gRNAs Targeting the CCAAT Box Support Gene Editing in Human Hematopoietic Stem/Progenitor Cells Designed to target the CCAAT box. To determine the optimal nuclear localization signal configuration for Acidaminococcus sp. Cpf1 (“AsCpf1”) delivery in CD34+ cells, HBG1-1 gRNA was combined with the two nuclear localization signals of AsCpf1 ( NLS), namely His-AsCpf1-nNLS (SEQ ID NO: 1000) and His-AsCpf1-sNLS-sNLS-sNLS (SEQ ID NO: 1001). "His" refers to the 6-histidine purified sequence, "AsCpf1" refers to the Acidaminococcus sp. Cpf1 protein sequence, "nNLS" refers to the nucleoplasmin NLS, "sNLS" refers to the SV40 NLS point to

簡潔に述べると、X-Vivo-10中のヒトサイトカインでmPB CD34+細胞を2日間にわたり予備刺激し、次に5μM又は20μMのRNPで電気穿孔した。電気穿孔の3日後にゲノムDNAを抽出し、HBG PCR産物上で次世代配列決定を実施した。試験されたCpf1 NLS変異型(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1RNP」又は「His-AsCpf1-nNLS_HBG1-1RNP」)のいずれかに複合体化したHBG1-1 gRNAは、13nt標的部位におけるCD34+細胞の編集をサポートした。試験された最高用量において、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNPは60.6%の編集対立遺伝子を生成し、His-AsCpf1-nNLS_HBG1-1 RNPは、51.1%の編集対立遺伝子を生成した(図3A)。 Briefly, mPB CD34+ cells were prestimulated with human cytokines in X-Vivo-10 for 2 days and then electroporated with 5 μM or 20 μM RNPs. Genomic DNA was extracted 3 days after electroporation and next generation sequencing was performed on the HBG PCR products. HBG1-1 gRNA complexed to any of the tested Cpf1 NLS variants (“His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1RNP” or “His-AsCpf1-nNLS_HBG1-1RNP”) stimulated CD34+ cells at 13nt target sites supported editing. At the highest dose tested, the His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP produced 60.6% edited alleles and the His-AsCpf1-nNLS_HBG1-1 RNP produced 51.1% edited alleles. (Fig. 3A).

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実施例2:CCAATボックスを標的化するCpf1 RNPとssODNドナーとの同時送達は、ヒト造血幹/前駆細胞における遺伝子編集をサポートする
電気穿孔により、一本鎖オリゴデオキシヌクレオチドドナー修復鋳型(ssODN)と共に、His-AsCpf1-sNLS-sNLS変異型に複合体化したHBG1-1 gRNAを含むRNP(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP」)をmPB CD34+細胞に同時送達した。4ヌクレオチド欠失を「コード化する」ようにOLI16430及びOLI16424 ssODNを設計し、18ヌクレオチド欠失を「コード化する」ようにOLI16409及びOLI16410 ssODNを設計した(表7)。4nt欠失及び18nt欠失は、いずれもHBG遠位CCAATボックスを妨害し、HBG発現の誘導に関連する。ssODNは、コード化された欠失配列に隣接する90ヌクレオチド長の相同性アームを含み、完全な欠失を生成する。ssODNを修飾し、5’末端及び3’末端にホスホロチオエート(PhTx)を含有させた(OLI16430、OLI16424、OLI16409及びOLI16410、表7)。簡潔に述べると、ヒトサイトカインを補充した培地中でヒト成人mPB CD34+細胞を2日間にわたり予備刺激し、HBG1-1 gRNAに複合体化したHis-AsCpf1-sNLS-sNLSタンパク質(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP」)を含む5μMのRNP単独で又は2.5μMのssODNドナー(OLI16430、OLI164324、OLI16409又はOLI16410)の1つとの組み合わせで電気穿孔した。RNPと、プラス鎖相同性アームを有する18nt欠失をコード化するssODNドナー(OLI16409)との同時送達は、電気穿孔の72時間後に抽出されたゲノムDNAからのHBG PCR産物の配列解析によって判定されるように、ドナーなしでは39.5%であった編集頻度を73.3%に高めた(図4A)。
Example 2: Co-delivery of Cpf1 RNPs targeting the CCAAT box and ssODN donors supports gene editing in human hematopoietic stem/progenitor cells with single-stranded oligodeoxynucleotide donor repair templates (ssODNs) by electroporation , RNPs containing HBG1-1 gRNA complexed to His-AsCpf1-sNLS-sNLS variants (“His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNPs”) were co-delivered to mPB CD34+ cells. OLI16430 and OLI16424 ssODNs were designed to "encode" a 4-nucleotide deletion, and OLI16409 and OLI16410 ssODNs were designed to "encode" an 18-nucleotide deletion (Table 7). Both the 4nt deletion and the 18nt deletion disrupt the HBG distal CCAAT box and are associated with the induction of HBG expression. The ssODN contains 90 nucleotide long homology arms that flank the encoded deletion sequence, creating a complete deletion. The ssODNs were modified to contain phosphorothioate (PhTx) at the 5' and 3' ends (OLI16430, OLI16424, OLI16409 and OLI16410, Table 7). Briefly, human adult mPB CD34+ cells were pre-stimulated for 2 days in media supplemented with human cytokines and His-AsCpf1-sNLS-sNLS protein complexed to HBG1-1 gRNA (“His-AsCpf1-sNLS -sNLS_HBG1-1 RNP") at 5 μM alone or in combination with 2.5 μM of one of the ssODN donors (OLI16430, OLI164324, OLI16409 or OLI16410). Co-delivery of RNPs with an ssODN donor encoding an 18-nt deletion with a positive strand homology arm (OLI16409) was determined by sequencing of HBG PCR products from genomic DNA extracted 72 hours after electroporation. As such, the editing frequency increased from 39.5% without donor to 73.3% (Fig. 4A).

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標的部位における欠失の特定の種類及び大きさのさらなる解析は、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNPが単独で送達された場合の対立遺伝子の7.5%と比較して、18ntプラス鎖ドナー(OLI16409)の存在下では、対立遺伝子の57.3%が18nt欠失を保有したことを明らかにした(図4B)。18nt欠失は、ssODN OLI16409とHis-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNPとの同時送達で生成された全インデルの71.2%に相当した一方、18nt欠失は、His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNPを単独で送達した場合に生成された全インデルの19.0%のみに相当したことから、ssODNの同時送達は、DNA DSBの正確な修復を媒介した(図4C)。 Further analysis of the specific type and size of the deletion at the target site revealed that the 18 nt plus strand was deleted compared to 7.5% of alleles when the His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNP was delivered alone. In the presence of the donor (OLI16409), we revealed that 57.3% of alleles carried the 18nt deletion (Fig. 4B). The 18nt deletion represented 71.2% of the total indels generated by co-delivery of ssODN OLI16409 with His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1-1 RNPs, whereas the 18nt deletion represented 71.2% of the total indels generated by co-delivery of ssODN OLI16409 and His-AsCpf1-sNLS-sNLS_HBG1 Co-delivery of ssODNs mediated precise repair of DNA DSBs, as delivery of −1 RNP alone represented only 19.0% of the total indels generated (FIG. 4C).

図4A~4Cのデータは、元々、ssODNドナーによるCpf1 RNPの同時送達が、18nt欠失をもたらすゲノムDNAの正確な遺伝子編集を増加させたことを示唆したが、実施例2の実験を繰り返す後続の試験は、これらのデータが実験のアーチファクトであったことを確認した。それにもかかわらず、ガイドRNA HBG1-1及びssODN OLI16409を使用してAsCpf1 RNPを試験するその後の反復実験から得られたデータは、ssODNドナーの同時送達が、「-18nt欠失」に向けたDNA DSBの正確な修復と関連していないが、ヒトmPB-CD34+細胞における全編集の増加をサポートすることを示した(実施例10を参照されたい)。 Although the data in FIGS. 4A-4C originally suggested that co-delivery of Cpf1 RNPs by the ssODN donor increased precise gene editing of genomic DNA resulting in an 18-nt deletion, the experiment of Example 2 was repeated subsequently. studies confirmed that these data were experimental artifacts. Nonetheless, data from subsequent iterations testing the AsCpf1 RNP using the guide RNA HBG1-1 and the ssODN OLI16409 show that co-delivery of the ssODN donor directs the '−18nt deletion' of DNA Although not associated with precise repair of DSBs, it was shown to support increased total editing in human mPB-CD34+ cells (see Example 10).

実施例3:HBGプロモーターの遠位CCAATボックス領域を標的化するgRNAを含有するCpf1 RNPは、赤血球子孫におけるHbFタンパク質発現の誘導を促進するヒト造血幹/前駆体細胞における遺伝子編集をサポートする
配列番号1002(表9)を含む標的化ドメインを有するガイドRNA HBG1-1(表8)は、HBGプロモーター内の部位を標的化する(図5A)。HBG1-1 gRNA(配列番号1022)を野生型AsCpf1(AsCpf1-sNLS-sNLS、配列番号1001)に複合体化させ、RNP(「AsCpf1-HBG1-1-RNP」、表8)を形成した。Amaxa nucleofector(Lonza)又はMaxCyte GT(MaxCyte、Inc.)電気穿孔装置のいずれかを使用して、この複合体(5μM又は20μM)を動員末梢血(mPB)由来のCD34+細胞に電気穿孔した。電気穿孔の3日後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。AsCpf1-HBG1-1-RNPは、Amaxa及びMaxCyte電気穿孔システム上で、それぞれ43%及び17%のオンターゲット編集をサポートした(図6A(Amaxa)及び6B(MaxCyte))。mPB CD34+細胞の編集に続いて、赤血球系統への生体外分化が18日間にわたり実施された(Giarratana 2011)。次に、γ-グロビン鎖の相対発現レベル(全β様グロビン鎖に対する)をUPLCによって測定した(図6A(Amaxa)及び6B(MaxCyte))。AsCpf1-HBG1-1-RNPは、模擬電気穿孔されたmPB CD34+細胞に由来する細胞において検出されたレベルを最大21%上回るγ-グロビン発現の増加をもたらした(図6A)。
Example 3: Cpf1 RNP containing gRNAs targeting the distal CCAAT box region of the HBG promoter support gene editing in human hematopoietic stem/progenitor cells promoting induction of HbF protein expression in erythroid progeny SEQ ID NO: Guide RNA HBG1-1 (Table 8) with a targeting domain containing 1002 (Table 9) targets sites within the HBG promoter (Fig. 5A). HBG1-1 gRNA (SEQ ID NO: 1022) was complexed to wild-type AsCpf1 (AsCpf1-sNLS-sNLS, SEQ ID NO: 1001) to form RNP (“AsCpf1-HBG1-1-RNP”, Table 8). This complex (5 μM or 20 μM) was electroporated into CD34+ cells from mobilized peripheral blood (mPB) using either an Amaxa nucleofector (Lonza) or MaxCyte GT (MaxCyte, Inc.) electroporation apparatus. Three days after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. AsCpf1-HBG1-1-RNP supported 43% and 17% on-target editing on Amaxa and MaxCyte electroporation systems, respectively (FIGS. 6A (Amaxa) and 6B (MaxCyte)). Following editing of mPB CD34+ cells, in vitro differentiation to the erythroid lineage was performed for 18 days (Giarratana 2011). Relative expression levels of γ-globin chains (relative to total β-like globin chains) were then measured by UPLC (FIGS. 6A (Amaxa) and 6B (MaxCyte)). AsCpf1-HBG1-1-RNP resulted in an increase in γ-globin expression up to 21% above levels detected in cells derived from mock-electroporated mPB CD34+ cells (FIG. 6A).

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実施例4:HBGプロモーターのCCAATボックス領域におけるCpf1 RNP編集効率は、S.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 RNPと共に同時送達されると向上するが、生存率に影響を与えない
Cpf1-RNPと、近接的に標的化するS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 RNPとのCpf1-RNPの同時送達は、触媒能がないこと又は単一ニックを導入することで標的部位における編集レベルを向上させ得るという仮説が立てられた。HBGプロモーターの遠位CCAATボックス領域におけるCpf1-RNP媒介編集を強化する試みでは、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(表8に示されるような3’修飾を有するHBG1-1 gRNA(配列番号1041に複合体化したHis-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A(配列番号1032)からなる)を(1)(a)SpA gRNA(表8、15;図5B)(「SpA-D10A-RNP」、表8)又は(b)SpG gRNA(表8、9;図5C)(「SpG-D10A-RNP」、表8))から選択される完全長ガイドRNA(100量体)に複合体化したCas9 D10Aタンパク質(His-NLS-SpCas9D10A、配列番号1034)を含有するS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 D10A RNP;(2)(a)tSpA dgRNA(表8、9;図5E)(「tSpA-Cas9-RNP」、表8);(b)Sp182 dgRNA(表8、9;図5F)(「Sp182-Cas9-RNP」、表8);又は(c)tSpA-Cas9-RNP及びSp182-Cas9-RNP(表8、9、図5D)から選択される短縮型死滅ガイドRNA(短縮プロトスペーサー領域を有する95量体)に複合体化したWT Cas9タンパク質(SpCas9WT、配列番号1033)を含有するS.ピオゲネス(S.Pyogenes)WT Cas9 RNPと共にmPB CD34+細胞に同時送達した。RNP複合体は、MaxCyte GT装置(MaxCyte,Inc)を用いて電気穿孔した。次に、電気穿孔の3日後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。試験された全ての組み合わせにおいて、使用されたS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9酵素(D10A又はWT)及びPAM配向にかかわりなく、全編集は、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP単独のMaxcyte送達に続いて観察されたレベルよりも増加した(図7及び表10)。さらに、S.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 RNPを同時送達した場合、mPB CD34+細胞の生存率に有害作用はなかった(図8)。
Example 4: Cpf1 RNP editing efficiency in the CCAAT box region of the HBG promoter Co-delivery with S. pyogenes Cas9 RNP enhances but does not affect viability Cpf1-RNP and closely targeting S. pyogenes It was hypothesized that co-delivery of Cpf1-RNP with S. pyogenes Cas9 RNP could enhance editing levels at the target site by introducing a catalytic incompetence or a single nick. In an attempt to enhance Cpf1-RNP-mediated editing in the distal CCAAT box region of the HBG promoter, HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (HBG1-1 gRNA with 3′ modifications as shown in Table 8 (complexed to SEQ ID NO: 1041 (1)(a) SpA gRNA (Tables 8, 15; FIG. 5B) ("SpA-D10A-RNP", Table 8) or (b) Cas9 D10A protein ( His-NLS-SpCas9D10A, SEQ ID NO: 1034). (2) (a) tSpA dgRNA (Tables 8, 9; FIG. 5E) (“tSpA-Cas9-RNP”, Table 8); (b) Sp182 dgRNA (Tables 8, 9) FIG. 5F) (“Sp182-Cas9-RNP”, Table 8); or (c) a truncated killing guide RNA selected from tSpA-Cas9-RNP and Sp182-Cas9-RNP (Tables 8, 9, FIG. 5D). (95-mer with shortened protospacer region) containing WT Cas9 protein (SpCas9WT, SEQ ID NO: 1033). mPB CD34+ cells were co-delivered with S. Pyogenes WT Cas9 RNP. RNP complexes were electroporated using a MaxCyte GT instrument (MaxCyte, Inc). Target site insertion/deletion levels were then analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites 3 days after electroporation. In all combinations tested, the S. Regardless of S. Pyogenes Cas9 enzyme (D10A or WT) and PAM orientation, total editing was increased over levels observed following Maxcyte delivery of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP alone (FIGS. 7 and 7). Table 10). Furthermore, S. There was no adverse effect on viability of mPB CD34+ cells when co-delivered with S. Pyogenes Cas9 RNP (Fig. 8).

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実施例5:Cpf1編集プロファイルはS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9-D10A-RNPの同時送達によって操作され得る
HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPをS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9-D10A-RNPと共にmPB CD34+細胞に同時送達した場合に観察された全編集の増加(図7)に加えて、インデルプロファイルの変化も観察された。D10A酵素によるCpf1-RNP標的部位の近位への一本鎖切断の導入(図9A)は、インデルの方向性、長さ及び/又は位置を改変した(図9B)。例えば、Sp182-D10A-RNPは、D10A RNPによって導入されたニッキング部位に向けてプロファイルを強くシフトさせ、様々な長さの欠失がCpf1切断部位から上流のニッキング部位に向けて延びた(Sp182-D10A-RNP、図9B)。SpA-D10A-RNPは、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP切断部位からD10A酵素によって導入されたニッキング部位(ここでは、下流に位置する)まで伸びる欠失の生成も促進した一方、この場合、明らかにニッキング部位に源を発するが、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP切断部位まで完全に伸びていない追加的な欠失も生成された(SpA-D10A-RNP、図9B)。
Example 5: The Cpf1 Editing Profile is S. HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP can be engineered by co-delivery of S. pyogenes Cas9-D10A-RNP In addition to the increase in total editing observed when co-delivered to mPB CD34+ cells with S. Pyogenes Cas9-D10A-RNP (Fig. 7), changes in the indel profile were also observed. Introduction of a single-strand break proximal to the Cpf1-RNP target site by the D10A enzyme (FIG. 9A) altered the orientation, length and/or position of the indel (FIG. 9B). For example, Sp182-D10A-RNP strongly shifted the profile towards the nicking site introduced by the D10A RNP, with deletions of varying length extending from the Cpf1 cleavage site towards the nicking site upstream (Sp182- D10A-RNP, Figure 9B). SpA-D10A-RNP also promoted the generation of deletions extending from the HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP cleavage site to the nicking site (here located downstream) introduced by the D10A enzyme, whereas in this case, clearly An additional deletion originating from the nicking site but not extending all the way to the HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP cleavage site was also generated (SpA-D10A-RNP, FIG. 9B).

S.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9-D10A-RNP標的部位の配向、標的鎖及びCpf1-RNP標的部位までの距離が、追加的なDNAニックによって促進される変異の位置と長さの違いにつながることは、ほぼ確実である(図9A)。特定の用途では、インデルプロファイルのこの方向性操作、すなわちCpf1-RNPとS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 D10A-RNP結合部位との間で生じるインデルの頻度の増加は、所望の編集結果を助長し、生産的インデル(例えば、標的部位を妨害するインデル)の率を増加させるために用いられ得ることに留意すべきである。電気穿孔後の赤血球分化の18日後にUPLC解析によって検出されたように、dCCAAT標的領域を妨害し、HbFタンパク質の発現を誘導する設定では、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP及びS.ピオゲネス(S.Pyogenes)D10A-RNPの同時送達は、模擬電気穿孔細胞において検出されたレベルを16.7%(SpG-D10A-RNP)又は19.0%(SpA-D10A-RNP)上回るγグロビンレベルの増加をもたらした(図7及び表10)。HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPとSpA-D10A-RNPを対合させた場合、HbFレベルのより低い編集レベル(SpA-D10A-RNPによる42.6%対SpG-D10A-RNPによる88.6%)から、より高い上昇(Cas9D10A-SpA-RNPによる19%対SpG-D10A-RNPによる16.7%)が達成されたことから、(SpG-D10A-RNPと対比して)生産的インデルの頻度がより高かった(図7及び表10)。 S. The orientation of the S. pyogenes Cas9-D10A-RNP target site, the distance to the target strand and the Cpf1-RNP target site lead to differences in the position and length of mutations driven by additional DNA nicks. , is almost certain (FIG. 9A). Of particular application, this directional manipulation of indel profiles, namely Cpf1-RNP and S. An increase in the frequency of indels occurring with the S. Pyogenes Cas9 D10A-RNP binding site facilitates the desired editing outcome and increases the rate of productive indels (e.g., indels that interfere with the target site). Note that it can be used for In a setting that interferes with the dCCAAT target region and induces expression of HbF protein, HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP and S. Co-delivery of S. pyogenes D10A-RNP increased gamma globin by 16.7% (SpG-D10A-RNP) or 19.0% (SpA-D10A-RNP) above levels detected in mock-electroporated cells resulted in increased levels (Figure 7 and Table 10). Lower editing levels of HbF levels when HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP and SpA-D10A-RNP are paired (42.6% by SpA-D10A-RNP vs. 88.6% by SpG-D10A-RNP) , a higher elevation (19% with Cas9D10A-SpA-RNP vs. 16.7% with SpG-D10A-RNP) was achieved, indicating that the frequency of productive indels (vs SpG-D10A-RNP) was higher (Figure 7 and Table 10).

実施例6:死滅ガイドRNAを含有するS.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9 WT RNPの存在下において編集プロファイルを改変することなくCpf1編集を増加させる
MaxCyte電気穿孔装置を使用して、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(6μMの固定用量)を増加する用量のSp182-Cas9-RNP(短縮型の95量体死滅gRNAであるSp182に複合体化した)と共にmPB CD34+細胞に同時送達すると、最大10倍を超える編集増強が観察された(最高用量のSp182-Cas9-RNPで85.4%の編集と対比して、単独で送達されたHBG1-1-AsCpf1H800A-RNPでは8.0%)(図7)。Sp182-Cas9-RNPの同時送達によってここで達成された編集のレベルは、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPを単独で20uMという高用量で送達した場合、MaxCyte電気穿孔装置を使用して得られた編集のレベルも大幅に上回った(図6B)。D10A-RNPの同時送達によって観察された結果(実施例5)とは対照的に、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNPとSp182-Cas9-RNP(短縮型gRNAと複合体化したCas9-WT)との同時送達によって達成された編集の増加は、インデルプロファイルに対する明白な影響と関連していなかった。電気穿孔された細胞で検出されたインデルは、隣接した対称的様式でCpf1切断部位の周囲に集中しており、Sp182-Cas9-RNP標的部位ではインデルが検出されなかった(図10A)。注目すべきことに、全インデルの96%は、遠位-CCAATボックスを妨害し、全インデルの79.5%は、CCAATボックスモチーフの3つ以上のヌクレオチドを妨害する(図10B)。HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(HBG1-1 gRNA(配列番号1022)に複合体化したHis-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A(配列番号1032)からなる)及びSp182-Cas9-RNPを使用したさらなる投与最適化は、MaxCyte装置を使用した電気穿孔の120時間後、最大92%までのmPB-CD34+細胞の編集レベルを可能にし、赤血球由来の細胞においてバックグラウンドを32%上回るγ鎖発現レベルをもたらした(処理細胞では41%、模擬処理細胞では8%のγ鎖)(図11)。これらの結果は、短縮型gRNAに複合体化したWT S.ピオゲネス(S.Pyogenes)Cas9タンパク質からなるRNPが、それ自体の結合部位に検出可能なレベルの編集を導入するか、又はCpf1-RNPによって生成されるインデルの長さ又は方向性に著しく影響を及ぼすことなく、近位に結合したCpf1-RNPからの編集を増加させ得ることを実証する。ここで、Sp182-Cas9-RNPによって提供される編集増強は、遠位CCAATボックス標的モチーフを妨害するインデルの頻度が高い、HBGプロモーターにおけるHBG1-1-AsCpf1H800A-RNPの高編集を可能にし、電気穿孔された細胞のバルク赤血球子孫における治療的に妥当なγ鎖発現レベルをもたらす。
Example 6: S. cerevisiae Containing Killing Guide RNA Increasing Cpf1 Editing Without Altering the Editing Profile in the Presence of S. Pyogenes Cas9 WT RNP Increasing HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (fixed dose of 6 μM) using a MaxCyte electroporation device When co-delivered to mPB CD34+ cells with a dose of Sp182-Cas9-RNP (complexed to Sp182, a truncated 95-mer dead gRNA), an editing enhancement of up to more than 10-fold was observed (the highest dose of Sp182 -8.0% for HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP delivered alone, versus 85.4% editing for Cas9-RNP (FIG. 7). The level of editing achieved here by co-delivery of Sp182-Cas9-RNP is comparable to that obtained using the MaxCyte electroporation device when HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP was delivered alone at a dose as high as 20 uM. was also significantly higher (Fig. 6B). In contrast to the results observed with co-delivery of D10A-RNP (Example 5), HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP and Sp182-Cas9-RNP (Cas9-WT complexed with truncated gRNA) The increased editing achieved by co-delivery was not associated with a clear effect on the indel profile. Indels detected in electroporated cells were clustered around the Cpf1 cleavage site in a contiguous symmetrical fashion, with no indels detected at the Sp182-Cas9-RNP target site (FIG. 10A). Remarkably, 96% of all indels interfere with the distal-CCAAT box and 79.5% of all indels interfere with 3 or more nucleotides of the CCAAT box motif (Fig. 10B). Further administration using HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (consisting of His-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A (SEQ ID NO:1032) conjugated to HBG1-1 gRNA (SEQ ID NO:1022)) and Sp182-Cas9-RNP Optimization allowed editing levels of mPB-CD34+ cells up to 92% 120 hours after electroporation using the MaxCyte device, resulting in γ chain expression levels 32% above background in erythroid-derived cells. (41% gamma chain in treated cells and 8% in mock treated cells) (FIG. 11). These results demonstrate that WT S. cerevisiae complexed to truncated gRNAs RNPs Consisting of S. Pyogenes Cas9 Proteins Introduce Detectable Levels of Editing to Their Own Binding Sites or Significantly Affect the Length or Orientation of Indels Generated by Cpf1-RNPs We demonstrate that editing from proximally bound Cpf1-RNPs can be increased without the Here, the editing enhancement provided by Sp182-Cas9-RNP allows hyperediting of HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP in the HBG promoter, with a high frequency of indels interfering with the distal CCAAT box target motif, leading to electroporation. resulting in therapeutically relevant γ-chain expression levels in the bulk erythroid progeny of the transfected cells.

実施例7:遠位CCAATボックスを標的化するCpf1 gRNAで編集された細胞集団内のクローナルHbF分布
次に、単細胞実験を実施して、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(表8に示される3’修飾を有するHBG1-1 gRNA(配列番号1041)に複合体化したHis-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A(配列番号1032)からなる)+Sp182-Cas9-RNP組み合わせで電気穿孔された、mPB CD34+細胞由来の赤血球細胞におけるγ鎖発現レベルの分布を評価した(図5F、表8)。電気穿孔後48時間の回復放置期間後、非組織培養処理384ウェルプレート内の1細胞/ウェルで、蛍光活性化細胞選別(FACS)によって細胞を選別した。次に、細胞を分化させ、18日間にわたりクローン的に増殖させ、赤血球系統に分化させた(Giarratana 2011から適応)。UPLC解析を実施して、最初に編集されたmPB-CD34+細胞の全集団に由来する細胞のクローン性赤血球子孫におけるγ鎖発現レベル(γ鎖/[全β様鎖]の百分率)の分布を判定した。機能的利益を達成し、鎌状赤血球症に伴う症状を緩和するには、赤血球細胞の約30%は、30%を超える胎児型ヘモグロビンレベルを有するべきであると考えられる。解析されたクローン中、83.1%は、模擬電気穿孔されたmPB CD34+細胞に由来する赤血球クローンで検出された中央値レベル(中央値=18.8%)を超えるγ鎖レベルを有し、64.2%は、全β様の30%を超えるγ鎖レベルを有し、35.8%は、全β様の48.8%を超えるγ鎖レベルを有した(30%+対照細胞における18.8%の中央値レベル)(図12)。
Example 7: Clonal HbF Distribution in Cell Populations Edited with Cpf1 gRNA Targeting the Distal CCAAT Box mPB CD34+ cells from mPB CD34+ cells electroporated with a combination of His-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A (SEQ ID NO: 1032) complexed to HBG1-1 gRNA with modifications (SEQ ID NO: 1041) + Sp182-Cas9-RNP was assessed for the distribution of γ-chain expression levels in erythroid cells (Fig. 5F, Table 8). After a recovery period of 48 hours after electroporation, cells were sorted by fluorescence-activated cell sorting (FACS) at 1 cell/well in non-tissue culture treated 384-well plates. Cells were then differentiated, clonally expanded for 18 days and differentiated into the erythroid lineage (adapted from Giarratana 2011). UPLC analysis was performed to determine the distribution of γ-chain expression levels (percentage of γ-chains/[total β-like chains]) in clonal erythroid progeny of cells derived from the total population of mPB-CD34+ cells originally edited. bottom. It is believed that approximately 30% of red blood cells should have fetal hemoglobin levels greater than 30% to achieve functional benefit and alleviate symptoms associated with sickle cell disease. Of the clones analyzed, 83.1% had γ chain levels above the median level detected in erythroid clones derived from mock-electroporated mPB CD34+ cells (median = 18.8%); 64.2% had γ-chain levels greater than 30% of total β-like, and 35.8% had γ-chain levels greater than 48.8% of total β-like (30%+ in control cells). median level of 18.8%) (Fig. 12).

実施例8:HBGプロモーター領域を標的とするCpf1 gRNAのスクリーニング
単一RNPの構成要素として又は「ブースター要素」と組み合わせて、CD34+細胞におけるHBGプロモーター領域の編集を増加させ、修飾細胞の赤血球子孫における胎児型グロビン発現を誘導するために使用し得る他のAsCpf1 gRNAを同定するために、HBGプロモーターのいくつかのドメインを標的とするHis-AsCpf1-NLS-NLS(「AsCpf1」、配列番号1000);AsCpf1 S542R/K607R(「AsCpf1 RR」、配列番号1036);又はAsCpf1 S542R/K548V/N552R(「AsCpf1 RVR」、配列番号1037)gRNA配列(表11)を設計した(表12に列挙される)。AsCpf1 RR及びAsCpf1 RVRは、それぞれTYCV/ACCC/CCCC及びTATV/RATR PAMを認識する操作されたAsCpf1変異型である(Gao 2017)。
Example 8 Screening for Cpf1 gRNAs Targeting the HBG Promoter Region As single RNP components or in combination with "booster elements", increased editing of the HBG promoter region in CD34+ cells and fetal growth in erythroid progeny of modified cells To identify other AsCpf1 gRNAs that could be used to induce type globin expression, His-AsCpf1-NLS-NLS (“AsCpf1”, SEQ ID NO: 1000) targeting several domains of the HBG promoter; S542R/K607R (“AsCpf1 RR”, SEQ ID NO: 1036); or AsCpf1 S542R/K548V/N552R (“AsCpf1 RVR”, SEQ ID NO: 1037) gRNA sequences (Table 11) were designed (listed in Table 12). AsCpf1 RR and AsCpf1 RVR are engineered AsCpf1 variants that recognize TYCV/ACCC/CCCC and TATV/RATR PAMs, respectively (Gao 2017).

Figure 2023521524000019
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Figure 2023521524000020
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Figure 2023521524000027
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Amaxa電気穿孔装置(Lonza)を使用して、RNP(5μM)含有AsCpf1タンパク質(配列番号1000)、AsCpf1 RRタンパク質(配列番号1036)又は表12のgRNA標的化ドメインを含む単一gRNAと複合体化したAsCpf1 RVR(配列番号1037)(使用した特定のCpf1分子についてはgRNA ID名称を参照されたい)を動員された末梢血(mPB)CD34+細胞に送達した。72時間後、細胞からゲノムDNAを抽出し、次にPCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、挿入/欠失のレベルを分析した。各gRNAの編集の百分率(インデル=欠失及び挿入)が上記の表12に示される。特定の実施形態では、表12に記載されるgRNAの1つ又は複数を含むCpf1 RNPを使用し、表11に列挙される領域を標的化してHbF発現を誘導し得、「ブースター要素」と共に同時送達し、Cpf1 RNP単独の編集レベルと比較してより高い編集レベルを達成し得る。 Complexed with RNP (5 μM) containing AsCpf1 protein (SEQ ID NO: 1000), AsCpf1 RR protein (SEQ ID NO: 1036) or single gRNA containing gRNA targeting domains of Table 12 using Amaxa electroporation apparatus (Lonza) AsCpf1 RVR (SEQ ID NO: 1037) (see gRNA ID name for specific Cpf1 molecule used) was delivered to mobilized peripheral blood (mPB) CD34+ cells. After 72 hours, genomic DNA was extracted from the cells and then analyzed for insertion/deletion levels by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. The percentage of editing (indels = deletions and insertions) for each gRNA is shown in Table 12 above. In certain embodiments, Cpf1 RNPs comprising one or more of the gRNAs listed in Table 12 can be used to target the regions listed in Table 11 to induce HbF expression and simultaneously can be delivered and achieve higher levels of editing compared to those of Cpf1 RNP alone.

実施例9:CCAATボックスを標的化するHBG1-1-Cpf1 RNPとssODNとの同時送達は、ヒト造血幹/前駆細胞における遺伝子編集の増加をサポートする Example 9: Co-delivery of HBG1-1-Cpf1 RNPs targeting the CCAAT box and ssODNs supports increased gene editing in human hematopoietic stem/progenitor cells

100ntのssODN(HBG Δ-104:-121)(すなわちssODN OLI16431(配列番号1040)、表7)をCpf1 RNPと共に同時送達し、編集結果をさらに調査した。 100 nt of ssODN (HBG delta-104:-121) (ie ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040), Table 7) was co-delivered with Cpf1 RNP to further investigate the editing results.

簡潔に述べると、ヒトサイトカインを補充した培地中でヒト成人mPB CD34+細胞を2日間にわたり予備刺激し、修飾HBG1-1 gRNA(配列番号1041、表8)(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP」)に複合体化したHis-AsCpf1-sNLS-sNLS H800Aタンパク質(配列番号1032、表8)を含む6μMのRNP単独で又はOLI16431(0.5~6μM)との組み合わせで電気穿孔した。RNPと、プラス鎖相同性アームを有する18nt欠失をコード化するssODNドナー(OLI16431)との同時送達は、電気穿孔の72時間後に抽出されたゲノムDNAからのHBG PCR産物の配列解析によって判定されるように、ドナーなしでは8.0%であった編集頻度を75.6%に高めた(図13A)。このレベルの編集は、バックグラウンドを約24%上回るHbFレベルの増加を可能にした(図13A)。さらに、DAPI除外によって測定される細胞生存率(図13B)又はコロニー形成能(図13C)には、試験されたいずれの用量でも低下が観察されなかったことに留意すべきである。 Briefly, human adult mPB CD34+ cells were pre-stimulated for 2 days in media supplemented with human cytokines and treated with modified HBG1-1 gRNA (SEQ ID NO: 1041, Table 8) (“His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1- His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A protein (SEQ ID NO: 1032, Table 8) conjugated to 6 μM RNP alone or in combination with OLI16431 (0.5-6 μM) was electroporated. Co-delivery of RNPs with an ssODN donor encoding an 18-nt deletion with a positive strand homology arm (OLI16431) was determined by sequencing of HBG PCR products from genomic DNA extracted 72 hours after electroporation. As such, the editing frequency increased from 8.0% without donor to 75.6% (Fig. 13A). This level of editing allowed an increase in HbF levels approximately 24% above background (Fig. 13A). Furthermore, it should be noted that no reduction in cell viability (FIG. 13B) or colony forming ability (FIG. 13C) as measured by DAPI exclusion was observed at any dose tested.

実施例10:遠位CCAATボックス部位を標的化するRNPにおける編集を最大化するためのHBG1-1-Cpf1 RNP及びOLI16431投与量の最適化
ssODNとRNPとを同時送達した場合に編集の増加が実証されたことから(例えば、実施例9を参照されたい)、全編集を最大化するために、同一の方法を用いて各成分の投与量を最適化した。簡潔に述べると、0~12μMのOLI16431(配列番号1040、表7)と共に0~12μMで同時送達される、未修飾HBG1-1 gRNA(配列番号1022、表8)に複合体化したHis-AsCpf1-sNLS-sNLS H800Aタンパク質(配列番号1032、表8)からなるRNP(「His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP」)で投与マトリックスを準備した。8μMのOLI16431と共に同時送達される8μMのHis-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNPの用量を使用して、14日間の赤血球培養に続いて、細胞から抽出されたゲノムDNAからのHBG PCR産物を配列解析によって測定した際、最大89.4%のインデルが達成された(図14A)。これは、これらの投与条件下において、バックグラウンドを>32%上回るHbFレベルの増加と一致した(図14A)。このサンプル(His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP[8μM]+OLI16431[8μM])の生存率は、電気穿孔の48時間後及び赤血球培養の14日後の両方において未処理対照サンプルと同等であった(図14B)。
Example 10 Optimization of HBG1-1-Cpf1 RNP and OLI16431 Dose to Maximize Editing in RNPs Targeting Distal CCAAT Box Sites Demonstrate increased editing when ssODNs and RNPs are co-delivered (See, eg, Example 9), the same method was used to optimize the dosage of each component in order to maximize the overall compilation. Briefly, His-AsCpf1 complexed to unmodified HBG1-1 gRNA (SEQ ID NO: 1022, Table 8) co-delivered at 0-12 μM with 0-12 μM OLI16431 (SEQ ID NO: 1040, Table 7). - A dosing matrix was prepared with an RNP ("His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP") consisting of the sNLS-sNLS H800A protein (SEQ ID NO: 1032, Table 8). Using a dose of 8 μM His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP co-delivered with 8 μM OLI16431, HBG PCR products from genomic DNA extracted from cells were isolated following 14 days of erythrocyte culture. A maximum of 89.4% indels were achieved as determined by sequence analysis (Fig. 14A). This was consistent with an increase in HbF levels >32% above background under these dosing conditions (Fig. 14A). The viability of this sample (His-AsCpf1-sNLS-sNLS H800A_HBG1-1 RNP [8 μM]+OLI16431 [8 μM]) was comparable to untreated control samples both 48 hours after electroporation and 14 days after erythrocyte culture. (Fig. 14B).

しかし、>8μMのOLI16431がRNPなしで単独で細胞に電気穿孔された場合、アーチファクトが観察された。これらの条件下でPCR増幅を電気穿孔の48時間後に実施した場合、システム内の過剰なssODNに起因すると思われる偽陽性結果があった(図14Aを参照されたい、48時間目における8μM及び12μMのOLI16431単独(黒色バー))。ssODNのより低い用量において且つより遅い時点では、この偽陽性は、もはや明白ではなかった(図14A、48時間目における4μM及び6μMのOLI16431単独(黒色バー)並びに14日目における4μM、6μM、8μM及び12μMのOLI16431単独(淡い灰色バー))。さらに、ssODN単独群で観察された細胞生存率の低下(図14B、48時間目における12μMのOLI16431単独による約57%への低下(黒色バー))は、複合的な要因であり得る。4μM及び6μMのssODN用量で偽陽性結果がなかったことは、このアーチファクトが過剰なssODNに起因し得ることを示唆する。これらの要因は、8μM及び12μMのOLI16431単独群(図14A、陰性対照と比較した灰色ドット)で観察されたベースラインHbFレベルと並んで、ssODNの添加によるRNP編集の実質的且つ持続的な増強が本物であり、アーチファクトではないという確信を提供する。 However, when >8 μM OLI16431 was electroporated into cells alone without RNP, artifacts were observed. When PCR amplification was performed 48 hours after electroporation under these conditions, there were false positive results likely due to excess ssODNs in the system (see Figure 14A, 8 μM and 12 μM at 48 hours). of OLI16431 alone (black bars)). At lower doses of ssODN and at later time points, this false positive was no longer evident (Fig. 14A, OLI16431 alone (black bars) at 4 and 6 μM at 48 hours and 4, 6, and 8 μM at day 14). and 12 μM OLI16431 alone (light gray bars)). Furthermore, the decrease in cell viability observed in the ssODN alone group (FIG. 14B, decrease to about 57% with 12 μM OLI16431 alone at 48 hours (black bars)) may be a compounding factor. The absence of false positive results at 4 μM and 6 μM ssODN doses suggests that this artifact may be due to excess ssODN. These factors were consistent with the baseline HbF levels observed in the 8 μM and 12 μM OLI16431 alone groups (FIG. 14A, gray dots compared to the negative control), along with a substantial and sustained enhancement of RNP editing by the addition of ssODNs. provide confidence that the is genuine and not an artifact.

実施例11:様々なCpf1とHBGプロモーター領域を標的化するgRNAとを含有するRNPは、赤血球子孫におけるHbFタンパク質発現の誘導を促進する、ヒト造血幹/前駆細胞における遺伝子編集サポートする。
配列番号1022、1023、1041~1093、1098~1106を含むガイドRNA(表13)は、様々なCpf1変異型酵素(配列番号1032、1094~1097、1107~1109、表14)に複合体化させ、様々なRNP複合体(表15)を形成した。RNPは、5’末端への修飾及び/又は3’末端への修飾を有するgRNA(表13)を含有した。配列番号1022、1023、1041~1084、1098~1106を含むガイドRNA(表13)は、遠位CCAATボックス標的領域に同一予測切断部位を有し、関連標的化ドメインは、20量体、21量体、22量体又は23量体プロトスペーサー配列をそれぞれ含むgRNA(表15、表16)について、配列番号1002(HBG1-1)、配列番号1254(HBG1-1-21量体)、配列番号1256(HBG1-1-22量体)、配列番号1258(HBG1-1-23量体)に記載される配列を含有する。場合により、配列番号1260(AsCpf1 HBG1プロモーター-1(21量体))、配列番号1262(AsCpf1 HBG1プロモーター-2(21量体))又は配列番号1264(AsCpf1 HBG1プロモーター-6(21量体)に記載される配列を含有する標的化ドメイン(表16、表17)を含む、配列番号1085~1096のガイドRNAをはじめとするHBGプロモーター内の他の位置を標的化するgRNAも試験した。表15は、実施例11~13で試験された各RNP並びに各RNP複合体を形成するgRNAの配列番号及びCpf1変異型の配列番号の一覧を提供する。各gRNA及びCpf1変異型に関する追加的な情報は、それぞれ表13及び表14に見出され得る。
Example 11: RNPs containing various Cpfl and gRNAs targeting the HBG promoter region support gene editing in human hematopoietic stem/progenitor cells, promoting induction of HbF protein expression in erythroid progeny.
Guide RNAs comprising SEQ ID NOs: 1022, 1023, 1041-1093, 1098-1106 (Table 13) were conjugated to various Cpf1 mutant enzymes (SEQ ID NOs: 1032, 1094-1097, 1107-1109, Table 14). , formed various RNP complexes (Table 15). RNPs contained gRNAs with modifications to the 5' end and/or modifications to the 3' end (Table 13). Guide RNAs containing SEQ ID NOs: 1022, 1023, 1041-1084, 1098-1106 (Table 13) have the same predicted cleavage site in the distal CCAAT box target region, and the relevant targeting domains are 20-mer, 21-mer SEQ ID NO: 1002 (HBG1-1), SEQ ID NO: 1254 (HBG1-1-21-mer), SEQ ID NO: 1256 for gRNAs containing 22-mer or 23-mer protospacer sequences, respectively (Tables 15 and 16) (HBG1-1-22mer), containing the sequence set forth in SEQ ID NO: 1258 (HBG1-1-23mer). optionally SEQ ID NO: 1260 (AsCpf1 HBG1 promoter-1 (21-mer)), SEQ ID NO: 1262 (AsCpf1 HBG1 promoter-2 (21-mer)) or SEQ ID NO: 1264 (AsCpf1 HBG1 promoter-6 (21-mer) gRNAs targeting other locations within the HBG promoter were also tested, including the guide RNAs of SEQ ID NOS: 1085-1096, which contain targeting domains containing the sequences described (Table 16, Table 17). provides a list of the SEQ ID NOs of the gRNAs and Cpf1 variants forming each RNP and each RNP complex tested in Examples 11-13.Additional information on each gRNA and Cpf1 variant can be found at , can be found in Tables 13 and 14, respectively.

実施例11及び12で使用したgRNAは、化学的に合成した。オリゴヌクレオチド合成のための化学物質は、BioAutomation、Glen Research、Millipore Sigma、Sigma-Aldrich、ChemGenes及びThermo Fisher Scientificから購入した。合成に使用した固体支持体は、ChemGenesからのUnylinker 2000 Å CPG樹脂、2’-TBDMS rU 2000 Å CPG樹脂又は2’-O-メチルアデノシン(N-Bz)Icaa 2000 Å CPG樹脂のいずれかであった。RNA(TBDMSで保護される)及びDNAホスホラミダイトは、Thermo Fisher Scientificから入手された。特定の実施形態では、Glen ResearchからのDDTT(3-((ジメチルアミノ-メチリデン)アミノ)-3H-1,2,4-ジチアゾール-3-チオン)の溶液による硫化ステップ中、ホスホロチオエートが導入された。オリゴヌクレオチドは、BioAutomation MerMade 12合成機又はGE Aekta OligoPilot 100合成機のいずれかの上で標準的なRNA及びDNAホスホロアミダイト化学作用を用いて合成した。合成に続いて、オリゴヌクレオチドを固体支持体から切断し、水酸化アンモニウム/メチルアミン及びTEA-3HFを使用して二段階工程で脱保護した。脱塩後、分取HPLC上で逆相クロマトグラフィーを用いてオリゴヌクレオチドを精製した。 The gRNAs used in Examples 11 and 12 were chemically synthesized. Chemicals for oligonucleotide synthesis were purchased from BioAutomation, Glen Research, Millipore Sigma, Sigma-Aldrich, ChemGenes and Thermo Fisher Scientific. The solid support used for synthesis was either Unilinker 2000 Å CPG resin, 2′-TBDMS rU 2000 Å CPG resin or 2′-O-methyladenosine (N-Bz) Icaa 2000 Å CPG resin from ChemGenes. rice field. RNA (TBDMS protected) and DNA phosphoramidites were obtained from Thermo Fisher Scientific. In certain embodiments, the phosphorothioate was introduced during the sulfurization step with a solution of DDTT (3-((dimethylamino-methylidene)amino)-3H-1,2,4-dithiazol-3-thione) from Glen Research. . Oligonucleotides were synthesized using standard RNA and DNA phosphoramidite chemistry on either a BioAutomation MerMade 12 synthesizer or a GE Aekta OligoPilot 100 synthesizer. Following synthesis, oligonucleotides were cleaved from the solid support and deprotected in a two step process using ammonium hydroxide/methylamine and TEA-3HF. After desalting, oligonucleotides were purified using reverse-phase chromatography on preparative HPLC.

最初に、gRNAの5’末端が修飾されたgRNAを含むRNPを使用して、編集の効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、RNP複合体(6.0μM及び12μM)を1×10個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。電気穿孔の72時間後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、修飾のないgRNAを含むRNP(RNP33、「HBG1-1-AsCpf1 RNP」とも称される、表8)又はgRNAの5’末端に対する、5ntのRNA(RNP37)、10ntのRNA(RNP38)、25ntのRNA(RNP39)、60ntのRNA(RNP40)、5ntのDNA(RNP41)、10ntのDNA(RNP42)、25ntのDNA(RNP43)及び60ntのDNA(RNP44)の付加をはじめとする修飾があるRNP(表15)がオンターゲット編集を支持することを実証する(図15)。 First, the effect of editing was tested using RNPs containing gRNAs modified at the 5' end of the gRNA. Briefly, RNP complexes (6.0 μM and 12 μM) were applied to 1×10 6 mPB CD34+ cells following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3. Delivery was via MaxCyte electroporation. Seventy-two hours after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. The results were 5 nt RNA (RNP37), 10 nt RNA (RNP38) against the 5′ end of the RNP (RNP33, also referred to as “HBG1-1-AsCpf1 RNP”, Table 8) containing gRNA without modification or gRNA. , 25 nt of RNA (RNP39), 60 nt of RNA (RNP40), 5 nt of DNA (RNP41), 10 nt of DNA (RNP42), 25 nt of DNA (RNP43) and 60 nt of DNA (RNP44). We demonstrate that certain RNPs (Table 15) support on-target editing (Figure 15).

次に、Cpf1 RNPと、Sp182死滅RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)と複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)又はssODN OLI16431(配列番号1040、表7)との同時送達の効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中の48時間の予備刺激に続いて、様々な濃度(6μM、8μM、8μM及び12μM)のRNP33(5’又は3’gRNA修飾なし、表15)複合体を有する投与マトリックスをSp182 RNP(8μM、8μM、6μM及び4μM)又はssODN OLI16431(8μM、8μM、6μM及び4μM)と共に5.25×10個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して同時送達した。電気穿孔に続いて、細胞をさらに48時間培養に戻した。次いで、バルク細胞集団におけるgDNA抽出及びインデル定量化のために、CD34細胞の一部を分割した。さらに、表現型前駆細胞及び表現型造血幹細胞(HSC)における編集を調べるために、HSPC亜集団を免疫表現型決定(Notta 2011)によって(残りのCD34細胞中で)特性決定し、蛍光活性化細胞選別(FACS)によって分離した。電気穿孔の48時間後における免疫表現型決定は、hCD34、hCD38、hCD45RA、hCD90及びhCD123に対する抗体を有する細胞を染色することで実施した。表現型HSCは、hCD34bright hCD38 hCD90+ hCD45RA-として定義され、前駆細胞は、hCD34bright CD38+として定義される。これらの2つの集団をFACSで選別し、DNAを抽出して、これらの亜集団の編集レベルを判定した。PCR増幅された標的のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、「ブースター要素」Sp182 RNP又はssODN OLI16431と共に同時送達されたRNP33は、RNP33を単独で送達した場合に観察されたレベル(図15)よりも高いレベルでオンターゲット編集をサポートすることを実証する(図16A~16B)。 Then Cpf1 RNP and Sp182 killing RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed with S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033) or ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040, Table 7) was tested for the effect of co-delivery. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, various concentrations (6 μM, 8 μM, 8 μM and 12 μM) of RNP33 (5′ or 3′ gRNA No modification, Table 15) The administered matrix with conjugates was injected with Sp182 RNP (8 μM, 8 μM, 6 μM and 4 μM) or ssODN OLI16431 (8 μM, 8 μM, 6 μM and 4 μM) into 5.25×10 6 mPB CD34+ cells with MaxCyte Co-delivered via electroporation. Following electroporation, cells were returned to culture for an additional 48 hours. A portion of the CD34 cells were then split for gDNA extraction and indel quantification in the bulk cell population. In addition, to examine editing in phenotypic progenitor cells and phenotypic hematopoietic stem cells (HSCs), HSPC subpopulations were characterized (among the remaining CD34 cells) by immunophenotyping (Notta 2011) and fluorescence-activated cells Separated by sorting (FACS). Immunophenotyping 48 hours after electroporation was performed by staining cells with antibodies against hCD34, hCD38, hCD45RA, hCD90 and hCD123. Phenotypic HSCs are defined as hCD34bright hCD38 hCD90+ hCD45RA− and progenitor cells are defined as hCD34bright CD38+. These two populations were FACS sorted and DNA extracted to determine the level of editing of these subpopulations. Target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified targets. Results demonstrate that RNP33 co-delivered with the 'booster element' Sp182 RNP or ssODN OLI16431 supports on-target editing at levels higher than those observed when RNP33 is delivered alone (Fig. 15). (FIGS. 16A-16B).

次に、RNP33(5’又は3’gRNA修飾なし、表15)、RNP43(+25 DNA 5’gRNA修飾、表15)又はRNP34(1×PS2-OMe+1×OMe 3’gRNA修飾、表15)と、Sp182 dgRNA(表9)又はssODN OLI16431(表7)との同時送達の効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、RNP33、RNP34又はRNP43複合体(8μM)をSp182 RNP(8μM)又はssODN OLI16431(8μM)と共に5.25×10個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して同時送達した。電気穿孔に続いて、細胞をさらに48時間培養に戻し、インデル定量化のために表現型の前駆細胞及び表現型のHSC画分に選別した。電気穿孔の48時間後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、「ブースター要素」Sp182 RNP又はssODN OLI16431と共に同時送達された5’修飾又は3’修飾を有するgRNAを含有するRNPがオンターゲット編集をサポートすることを実証する(図17)。試験された両方のブースター要素は、RNP34及びRNP33と同等の編集レベルを提供した。ブースター要素なしで得られた編集レベルと比較すると、RNP33編集は、両方のブースター要素によって増強された一方、RNP43編集は、Sp182 RNPの添加によってのみ増強された(図15、17)。 then RNP33 (no 5′ or 3′ gRNA modifications, Table 15), RNP43 (+25 DNA 5′ gRNA modifications, Table 15) or RNP34 (1×PS2-OMe+OMe 3′ gRNA modifications, Table 15); The effect of co-delivery with Sp182 dgRNA (Table 9) or ssODN OLI16431 (Table 7) was tested. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNP33, RNP34 or RNP43 complexes (8 μM) were added to Sp182 RNP (8 μM) or ssODN OLI16431 (8 μM). ) to 5.25×10 6 mPB CD34+ cells via MaxCyte electroporation. Following electroporation, cells were returned to culture for an additional 48 hours and sorted into phenotypic progenitor and phenotypic HSC fractions for indel quantification. Forty-eight hours after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. The results demonstrate that RNPs containing gRNAs with 5′ or 3′ modifications co-delivered with the “booster element” Sp182 RNP or ssODN OLI16431 support on-target editing (FIG. 17). Both booster elements tested provided comparable levels of editing to RNP34 and RNP33. RNP33 editing was enhanced by both booster elements, while RNP43 editing was enhanced only by the addition of Sp182 RNP, when compared to the level of editing obtained without booster elements (Figs. 15, 17).

次に、異なるCpf1タンパク質のRNP編集に対する効果を試験した。様々なCpf1タンパク質を含むRNPとの化学量論比の比較(gRNA:Cpf1)を実施した。簡潔に述べると、RNP(RNP64、RNP63、RNP45、表15)を、gRNAがモル過剰である2又は4のいずれかの化学量論比(gRNA:Cpf1の複合体形成比)で送達した。全てのRNPは、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、MaxCyte電気穿孔を介して8μMで1×10個のCD34+細胞に送達した。電気穿孔に続いて、インデル定量化前に細胞をさらに72時間培養に戻した。結果は、試験された濃度では、化学量論比が変更されても編集率に差がないことを実証した(図18)。RNP45(Cpf1タンパク質配列番号1094からなる)は、RNP63(Cpf1タンパク質配列番号1095からなる)及びRNP64(Cpf1配列番号1109からなる)より性能が優れている。 Next, the effect of different Cpf1 proteins on RNP editing was tested. A stoichiometric comparison (gRNA:Cpf1) with RNPs containing various Cpf1 proteins was performed. Briefly, RNPs (RNP64, RNP63, RNP45, Table 15) were delivered at stoichiometric ratios (gRNA:Cpf1 complexation ratios) of either 2 or 4 with a molar excess of gRNA. All RNPs were delivered to 1×10 6 CD34 + cells at 8 μM via MaxCyte electroporation following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3. Following electroporation, cells were returned to culture for an additional 72 hours prior to indel quantification. The results demonstrated that at the concentrations tested, there was no difference in editability when the stoichiometry was changed (Figure 18). RNP45 (consisting of Cpf1 protein SEQ ID NO: 1094) outperforms RNP63 (consisting of Cpf1 protein SEQ ID NO: 1095) and RNP64 (consisting of Cpf1 SEQ ID NO: 1109).

次に、Sp182 RNP又はssODN OLI16431と、異なるCpf1タンパク質を含有する様々なRNPとの同時送達の効果を試験した。簡潔に述べると、RNP(RNP33、RNP64、RNP63、RNP45、表15)を単独で又はSp182 RNP又はssODN OLI16431と組み合わせて送達した。全ての試薬は、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、MaxCyte電気穿孔を介して8μMで1×10個のCD34+細胞に送達した。電気穿孔に続いて、インデル定量化前に細胞をさらに72時間培養に戻した。結果は、「ブースター要素」Sp182 RNP又はssODN OLI16431が、試験された全てのRNPについて編集を強化したことを示す(図19)。 Next, the effect of co-delivery of Sp182 RNP or ssODN OLI16431 with various RNPs containing different Cpf1 proteins was tested. Briefly, RNPs (RNP33, RNP64, RNP63, RNP45, Table 15) were delivered alone or in combination with Sp182 RNP or ssODN OLI16431. All reagents were delivered to 1×10 6 CD34+ cells at 8 μM via MaxCyte electroporation following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3. Following electroporation, cells were returned to culture for an additional 72 hours prior to indel quantification. The results show that the 'booster element' Sp182 RNP or ssODN OLI16431 enhanced editing for all RNPs tested (FIG. 19).

様々な5’DNA延長を有するgRNAを含有するRNP又は5’DNA延長がないRNP(RNP45)を使用した編集の効果をssODN OLI16431あり又はなしの同時送達で試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、MaxCyte電気穿孔を介して8μMの濃度でRNP(RNP45(5’修飾なし)、RNP46、RNP47、RNP48、RNP49、RNP50、RNP51、RNP52、RNP53、RNP54、RNP55、RNP56及びRNP57、表15)を1×10個のCD34+細胞に単独で送達するか、又は8μMのssODN OLI16431と共に同時送達した。電気穿孔に続いて、インデル定量化前に細胞を培養に戻した。結果は、全てのRNPがオンターゲット編集をサポートすることを実証する(図20)。 The effect of editing using RNPs containing gRNAs with various 5' DNA extensions or RNPs without 5' DNA extensions (RNP45) was tested with or without co-delivery of ssODN OLI16431. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNPs (RNP45 (no 5′ modifications), RNP46 , RNP47, RNP48, RNP49, RNP50, RNP51, RNP52, RNP53, RNP54, RNP55, RNP56 and RNP57, Table 15) delivered alone or co-delivered with 8 μM ssODN OLI16431 to 1×10 6 CD34+ cells. bottom. Following electroporation, cells were returned to culture prior to indel quantification. Results demonstrate that all RNPs support on-target editing (Fig. 20).

同一5’DNA延長を有するが、異なる3’gRNA修飾を有するgRNAを含むRNPを使用した編集の効果を試験して、3’gRNA修飾の影響を評価した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、MaxCyte電気穿孔を介して8μMの濃度において、5’末端が一致するが、3’gRNA修飾が異なるgRNA(RNP49対RNP58及びRNP59対RNP60)を含むRNPを1×10個のCD34+細胞に送達した。電気穿孔に続いて、インデル定量化前に細胞を培養に戻した。いずれの比較でも、3’PS-OMeを有するgRNAを含有するRNPは、電気穿孔の24時間後、未修飾3’バージョンよりも優れていた(図21)。 The effect of editing using RNPs containing gRNAs with identical 5′ DNA extensions but different 3′ gRNA modifications was tested to assess the impact of 3′ gRNA modifications. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, the 5′-end matched but 3′-end matched at a concentration of 8 μM via MaxCyte electroporation. RNPs containing gRNAs with different gRNA modifications (RNP49 vs. RNP58 and RNP59 vs. RNP60) were delivered to 1×10 6 CD34+ cells. Following electroporation, cells were returned to culture prior to indel quantification. In both comparisons, RNP containing gRNA with 3'PS-OMe outperformed the unmodified 3' version 24 hours after electroporation (Figure 21).

次に、RNP58について、異なる濃度のCpf1及びgRNAを試験した。簡潔に述べると、2:1、1:1又は0.5:1のモル濃度比のいずれかの化学量論比(gRNA:Cpf1の複合体形成比)で48時間の予備刺激に続いて、RNP58(+25 DNA 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾、表15)を1×10個のCD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。電気穿孔に続いて、インデル定量化前に細胞を培養に戻した。試験された全ての用量において、RNPを2:1の比率で複合体化させたときに編集が最適であった(図22A~22B)。 Next, different concentrations of Cpf1 and gRNA were tested for RNP58. Briefly, 48 hours of pre-stimulation at either a 2:1, 1:1 or 0.5:1 molar ratio stoichiometric ratio (gRNA:Cpf1 complex formation ratio) was followed by RNP58 (+25 DNA 5′gRNA modified and 1×PS-OMe 3′gRNA modified, Table 15) was delivered to 1×10 6 CD34+ cells via MaxCyte electroporation. Following electroporation, cells were returned to culture prior to indel quantification. At all doses tested, editing was optimal when RNPs were complexed at a 2:1 ratio (FIGS. 22A-22B).

同一5’DNA延長を有するが、異なる3’gRNA修飾を有するgRNAを含むRNPを使用した編集の効果をさらに試験して、3’gRNA修飾の影響を評価した。簡潔に述べると、48時間の予備刺激に続いて、5’末端が一致するが、3’gRNA修飾が異なるgRNAを含むRNP(RNP58、RNP2、RNP3、RNP4、RNP5、RNP6、RNP7、RNP8、RNP9、RNP10)を様々な濃度(1μM、2μM、4μM)で、1×10個のCD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。電気穿孔に続いて、インデル定量化前に細胞を培養に戻した。結果は、全てのRNPがオンターゲット編集をサポートすることを示す(図23A~23B)。 The effect of editing using RNPs containing gRNAs with identical 5′ DNA extensions but different 3′ gRNA modifications was further tested to assess the impact of 3′ gRNA modifications. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation, RNPs containing gRNAs with identical 5′ ends but different 3′ gRNA modifications (RNP58, RNP2, RNP3, RNP4, RNP5, RNP6, RNP7, RNP8, RNP9 , RNP10) were delivered at various concentrations (1 μM, 2 μM, 4 μM) to 1×10 6 CD34+ cells via MaxCyte electroporation. Following electroporation, cells were returned to culture prior to indel quantification. The results show that all RNPs support on-target editing (Figures 23A-23B).

次に、HBGプロモーターの様々な領域を標的化する3’gRNA修飾を有するか又は5’及び3’修飾を有するgRNAを含むRNPによる編集を試験した。これらとしては、標的化ドメイン配列番号1260(AsCpf1 HBG1プロモーター-1(21量体))、1262(AsCpf1 HBG1プロモーター-2(21量体))、1264(AsCpf1 HBG1プロモーター-6(21量体))を含むガイドRNA配列番号1085~1096が挙げられる(表16、表17)。遠位CCAATボックス標的領域に変えて、これらのgRNAは、表11から選択される領域内に編集事象を提供するように構成される。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、未修飾5’gRNA及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾を含有するgRNAを含むRNP(RNP11、RNP16、RNP19及びRNP22、表15)、+20 DNA+2xPS 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾を含有するgRNAを含むRNP(RNP12、RNP21及びRNP24、表15)、+25 DNA 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾を含有するgRNAを含むRNP(RNP58及びRNP20、表15)を8μMの濃度で1×10個のCD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。mPB CD34+細胞の編集に続いて、赤血球系統への生体外分化を18日間実施し(Giarratana 2011)、インデル分析のために培養14日目にgDNAを単離した。簡潔に述べると、RNPを上述のようにCD34+細胞に送達した。SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の回復に続いて、処理された細胞を計数して赤血球分化培地に移し、細胞計数及び栄養供給を4、7、10及び14日目に実施して、18日目に赤血球を採取した。これらのCD34+由来の赤血球細胞を計数し、HPLC等級の水中で溶解してから、濾過し細胞残骸を除去した。次に、γ-グロビン鎖の相対発現レベル(全β様グロビン鎖に対する)を各試料についてUPLCによって測定し、0.1%トリフルオロ酢酸含有水に対する0.1%トリフルオロ酢酸含有アセトニトリルの比率を徐々に増加させることにより、タンパク質の分離を達成した(図24A~24C)。図24A~24Cは、全てのRNPがオンターゲット編集をサポートしたことを示した。しかし、特定の標的部位における編集のみがHBF発現の増加をもたらす。RNP58の濃度(0、1μM、2μM、4μM)を変化させて、同一の実験を実施した(図25)。 Editing by RNPs containing gRNAs with 3′ gRNA modifications or with 5′ and 3′ modifications targeting different regions of the HBG promoter was next tested. These include targeting domains SEQ ID NOs: 1260 (AsCpf1 HBG1 promoter-1 (21-mer)), 1262 (AsCpf1 HBG1 promoter-2 (21-mer)), 1264 (AsCpf1 HBG1 promoter-6 (21-mer)) (Table 16, Table 17). Altering to the distal CCAAT box target region, these gRNAs are configured to provide editing events within the region selected from Table 11. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNPs containing unmodified 5′ gRNA and gRNA containing 1×PS-OMe 3′ gRNA modifications ( RNP11, RNP16, RNP19 and RNP22, Table 15), RNPs containing gRNAs containing +20 DNA + 2xPS 5'gRNA modifications and 1xPS-OMe 3'gRNA modifications (RNP12, RNP21 and RNP24, Table 15), +25 DNA 5'gRNA modifications and RNPs containing gRNAs containing 1xPS-OMe 3' gRNA modifications (RNP58 and RNP20, Table 15) were delivered at a concentration of 8 μM to 1x10 6 CD34+ cells via MaxCyte electroporation. Editing of mPB CD34+ cells was followed by in vitro differentiation to the erythroid lineage for 18 days (Giarratana 2011) and gDNA was isolated on day 14 of culture for indel analysis. Briefly, RNPs were delivered to CD34+ cells as described above. Following 48 hours of recovery in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, treated cells were counted and transferred to erythroid differentiation medium for cell counting and feeding at 4, 7, 10 and 14. Red blood cells were collected on day 18, performed on day 1. These CD34+ derived red blood cells were counted, lysed in HPLC grade water, and filtered to remove cell debris. The relative expression levels of γ-globin chains (relative to total β-like globin chains) were then determined by UPLC for each sample, and the ratio of acetonitrile containing 0.1% trifluoroacetic acid to water containing 0.1% trifluoroacetic acid was calculated. A gradual increase achieved protein separation (FIGS. 24A-24C). Figures 24A-24C showed that all RNPs supported on-target editing. However, only editing at specific target sites results in increased HBF expression. Identical experiments were performed with varying concentrations of RNP58 (0, 1 μM, 2 μM, 4 μM) (FIG. 25).

次に、異なるCpf1タンパク質のRNP編集に対する効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、様々なCpf1タンパク質に複合体化した配列番号1051(+25 DNA 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾、表13)を含むgRNAを含むRNP58、RNP26、RNP27及びRNP28(表15)を8μMで1×10個のCD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。結果は、全てのRNPがオンターゲット編集をサポートすることを実証した(図26)。 Next, the effect of different Cpf1 proteins on RNP editing was tested. Briefly, SEQ ID NO: 1051 (+25 DNA 5'gRNA modifications and 1xPS RNP58, RNP26, RNP27 and RNP28 (Table 15) containing gRNAs containing -OMe 3'gRNA modifications, Table 13) were delivered at 8 μM to 1×10 6 CD34+ cells via MaxCyte electroporation. Results demonstrated that all RNPs support on-target editing (Fig. 26).

次に、様々な5’gRNA修飾を有するgRNA及び同一の3’修飾を有するgRNAを含有する異なるRNPの効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、RNP(RNP58(+25 DNA 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾)、RNP29(+25 DNA+2xPS 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾)、RNP30(ポリA RNA+2xPS 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾)並びにRNP31(PolyU RNA+2xPS 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾)(表15))を1μM、2μM又は4μMで1×10個のCD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した(RNP30は細胞の入手可能性が原因で1μMでは試験しなかった)。結果は、全てのRNPがオンターゲット編集をサポートすることを実証した(図27)。 Next, we tested the effect of different RNPs containing gRNAs with different 5′ gRNA modifications and gRNAs with the same 3′ modification. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNPs (RNP58 (+25 DNA 5′ gRNA modification and 1×PS-OMe 3′ gRNA modification), RNP29 (+25 DNA + 2xPS 5'gRNA modifications and 1xPS-OMe 3'gRNA modifications), RNP30 (polyA RNA + 2xPS 5'gRNA modifications and 1xPS-OMe 3'gRNA modifications) and RNP31 (PolyU RNA + 2xPS 5'gRNA modifications and 1xPS-OMe 3'gRNA modifications). gRNA modifications) (Table 15)) were delivered at 1 μM, 2 μM or 4 μM to 1×10 6 CD34+ cells via MaxCyte electroporation (RNP30 was not tested at 1 μM due to cell availability). . Results demonstrated that all RNPs support on-target editing (Fig. 27).

次に、異なるCpf1タンパク質のRNP編集に対する効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、様々なCpf1タンパク質に複合体化した配列番号1051(+25 DNA 5’gRNA修飾及び1xPS-OMe 3’gRNA修飾、表13)を含むgRNAを含むRNP58、RNP27及びRNP26(表15)を2μM又は4μMで1×10個のCD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。バルクCD34、表現型の前駆細胞及び表現型の造血幹細胞(HSC)における編集を調べるために、HSPC亜集団を特性決定した。このように電気穿孔に続いて、細胞をさらに48時間培養に戻し、インデル定量化のために前駆細胞及びHSC画分に選別した。電気穿孔の48時間後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、全てのRNPがバルクCD34、表現型の前駆細胞及び表現型の造血幹細胞においてオンターゲット編集をサポートすることを実証した(図28)。 Next, the effect of different Cpf1 proteins on RNP editing was tested. Briefly, SEQ ID NO: 1051 (+25 DNA 5'gRNA modifications and 1xPS - RNP58, RNP27 and RNP26 (Table 15) containing gRNAs containing OMe 3'gRNA modifications, Table 13) were delivered at 2 μM or 4 μM to 1×10 6 CD34+ cells via MaxCyte electroporation. To examine editing in bulk CD34, phenotypic progenitor cells and phenotypic hematopoietic stem cells (HSCs), HSPC subpopulations were characterized. Thus, following electroporation, cells were returned to culture for an additional 48 hours and sorted into progenitor and HSC fractions for indel quantification. Forty-eight hours after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. Results demonstrated that all RNPs supported on-target editing in bulk CD34, phenotypic progenitor cells and phenotypic hematopoietic stem cells (Figure 28).

次に、異なるCpf1タンパク質を含有するRNPに対する、RNPと、Sp182 RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)に複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)又はssODN OLI16431(配列番号1040、表7)との同時送達の効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、RNP61、RNP62、RNP34(表15)を8μMでSp182 RNP(8μM)又はssODN OLI16431(8μM)と共に25×10個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して同時送達した。バルクCD34、表現型の前駆細胞及び表現型の造血幹細胞(HSC)における編集を調べるために、HSPC亜集団を特性決定した。このように電気穿孔に続いて、細胞をさらに48時間培養に戻し、インデル定量化のために前駆細胞及びHSC画分に選別した。電気穿孔の48時間後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、「ブースター要素」Sp182 RNP又はssODN OLI16431と共に同時送達されたRNPがオンターゲット編集をサポートすることを実証する(図29)。これらの細胞の一部は、生体内生着モデルでさらに特性決定するために電気穿孔の24時間後にも凍結保存した(実施例12を参照されたい)。 Then RNP and Sp182 RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed to S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033)) against RNPs containing different Cpf1 proteins or The effect of co-delivery with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040, Table 7) was tested. Briefly, following 48 hours of prestimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNP61, RNP62, RNP34 (Table 15) were added at 8 μM to Sp182 RNP (8 μM) or ssODN OLI16431 ( 8 μM) to 25×10 6 mPB CD34+ cells via MaxCyte electroporation. To examine editing in bulk CD34, phenotypic progenitor cells and phenotypic hematopoietic stem cells (HSCs), HSPC subpopulations were characterized. Thus, following electroporation, cells were returned to culture for an additional 48 hours and sorted into progenitor and HSC fractions for indel quantification. Forty-eight hours after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. The results demonstrate that RNPs co-delivered with the 'booster element' Sp182 RNP or ssODN OLI16431 support on-target editing (FIG. 29). Some of these cells were also cryopreserved 24 hours after electroporation for further characterization in an in vivo engraftment model (see Example 12).

次に、RNP58及びRNP32編集の効果を試験した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、RNP58及びRNP32(表15)を2μMで6×10個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。バルクCD34、表現型の前駆細胞及び表現型HSCにおける編集を調べるために、HSPC亜集団を特性決定した。このように電気穿孔に続いて、細胞をさらに48時間培養に戻し、インデル定量化のために前駆細胞及びHSC画分に選別した。電気穿孔の48時間後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、RNP58及びRNP32がオンターゲット編集をサポートすることを実証する(図30)。 Next, the effects of RNP58 and RNP32 editing were tested. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNP58 and RNP32 (Table 15) were added to 6×10 6 mPB CD34+ cells at 2 μM MaxCyte Delivered via electroporation. To examine editing in bulk CD34, phenotypic progenitors and phenotypic HSCs, HSPC subpopulations were characterized. Thus, following electroporation, cells were returned to culture for an additional 48 hours and sorted into progenitor and HSC fractions for indel quantification. Forty-eight hours after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. The results demonstrate that RNP58 and RNP32 support on-target editing (Fig. 30).

SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、RNP58及びRNP1(表15)を2μM~8μMの濃度で25×10個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して送達した。バルクCD34、表現型の前駆細胞及び表現型の造血幹細胞(HSC)における編集を調べるために、HSPC亜集団を特性決定した。このように電気穿孔に続いて、細胞をさらに48時間培養に戻し、インデル定量化のために前駆細胞及びHSC画分に選別した。電気穿孔の48時間後、PCR増幅された標的部位のIllumina配列決定(NGS)により、標的部位の挿入/欠失のレベルを解析した。結果は、試験されたRNPがオンターゲット編集をサポートすることを実証する(図31)。これらの細胞の一部は、生体内生着モデルをさらに特性決定するために電気穿孔の24時間後にも凍結保存した(実施例12を参照されたい)。 Following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, RNP58 and RNP1 (Table 15) were applied to 25×10 6 mPB CD34+ cells at concentrations of 2 μM to 8 μM by MaxCyte stimulation. Delivered via perforation. To examine editing in bulk CD34, phenotypic progenitor cells and phenotypic hematopoietic stem cells (HSCs), HSPC subpopulations were characterized. Thus, following electroporation, cells were returned to culture for an additional 48 hours and sorted into progenitor and HSC fractions for indel quantification. Forty-eight hours after electroporation, target site insertion/deletion levels were analyzed by Illumina sequencing (NGS) of PCR amplified target sites. The results demonstrate that the RNPs tested support on-target editing (Fig. 31). Some of these cells were also cryopreserved 24 hours after electroporation to further characterize the in vivo engraftment model (see Example 12).

実施例12:編集されたmPB CD34+細胞のNOD,B6.SCID Il2rγ-/-Kit(W41/W41)マウスへの輸液は、長期的な生着及びHbF誘導をもたらす。
ssODN OLI16431(配列番号1040、表7)と共に同時送達されたRNP34及びRNP33(表15)の送達が長期的な再増殖造血幹細胞における編集を達成するかどうかを判定するために、動員末梢血(mPB)からのヒト成人CD34+細胞を非照射NOD,B6.SCID Il2rγ-/-Kit(W41/W41)(Jackson lab系統名:NOD.Cg-Kit<W-41J>Tyr<+>Prkdc<scid>Il2rg<tm1Wjl>/ThomJ)(「NBSGW」)マウスに輸液した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、8μMの用量のRNP及び6μMのssODN OLI16431を62.5×10/mL個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。24時間後、mCD34+細胞を凍結保存した。5日後、mPB CD34+細胞を解凍し、尾静脈注射を介して1マウス当たり100万個の細胞でNBSGWマウスに輸液した。8週間後、マウスを安楽死させ、大腿骨、脛骨及び骨盤骨から骨髄(BM)を採取した。CD15+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)及び系統陰性CD34+としてそれぞれ同定された細胞の骨髄亜集団をFACSによって単離し、DNAを抽出して、これらの画分のそれぞれにおける編集レベルを判定した。図32は、次世代配列決定法によって判定された、未分画BM又は流動選別された個々のBM亜集団のインデルの頻度を示す。
Example 12: Edited mPB CD34+ cells NOD, B6. Infusion into SCID Il2rγ-/-Kit (W41/W41) mice results in long-term engraftment and HbF induction.
Mobilized peripheral blood (mPB ) by non-irradiated NOD, B6. SCID Il2rγ−/− Kit (W41/W41) (Jackson lab strain name: NOD.Cg-Kit<W-41J>Tyr<+>Prkdc<scid>Il2rg<tm1Wjl>/ThomJ) (“NBSGW”) infused into mice bottom. Briefly, following 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, 62.5×10 6 /mL of RNP at a dose of 8 μM and ssODN OLI16431 at 6 μM. mPB CD34+ cells were electroporated via MaxCyte electroporation. After 24 hours, mCD34+ cells were cryopreserved. After 5 days, mPB CD34+ cells were thawed and infused into NBSGW mice at 1 million cells per mouse via tail vein injection. After 8 weeks, mice were euthanized and bone marrow (BM) was harvested from femur, tibia and pelvic bones. Bone marrow subpopulations of cells identified as CD15+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+) and lineage negative CD34+, respectively, were isolated by FACS and DNA extracted to determine the level of editing in each of these fractions. . FIG. 32 shows the frequency of indels in unfractionated BM or individual flow sorted BM subpopulations as determined by next generation sequencing.

次に、Sp182 RNP(S.ピオゲネス(S.pyogenes)Cas9(配列番号1033)に複合体化した配列番号1027(表8)を含む死滅gRNA)と共に同時送達されたRNP34又はRNP33(表15)の送達が長期的な再増殖造血幹細胞における編集を達成するかどうかを判定するために、動員末梢血(mPB)からのヒト成人CD34+細胞を非照射NBSGWマウスに輸液した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、様々な用量のRNP及び様々な用量のSp182 RNPを62.5×10/mL個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。24時間後、mCD34+細胞を凍結保存した。5日後、mPB CD34+細胞を解凍し、尾静脈注射を介して1マウス当たり100万個の細胞でNBSGWマウスに輸液した。8週間後、マウスを安楽死させ、大腿骨、脛骨及び骨盤骨から骨髄(BM)を採取した。CD15+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)及び系統陰性CD34+としてそれぞれ同定された細胞の骨髄亜集団をFACSによって単離し、DNAを抽出して、これらの画分のそれぞれにおける編集レベルを判定した。図33Aは、次世代配列決定法によって判定された、未分画BM又は流動選別された個々のBM亜集団のインデルの頻度を示す。 Next, RNP34 or RNP33 (Table 15) co-delivered with Sp182 RNP (killing gRNA comprising SEQ ID NO: 1027 (Table 8) complexed to S. pyogenes Cas9 (SEQ ID NO: 1033)). To determine whether delivery achieves editing in long-term repopulating hematopoietic stem cells, human adult CD34+ cells from mobilized peripheral blood (mPB) were infused into non-irradiated NBSGW mice. Briefly, following 48 hours of prestimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, various doses of RNP and various doses of Sp182 RNP were administered to 62.5×10 6 /mL. mPB CD34+ cells were electroporated via MaxCyte electroporation. After 24 hours, mCD34+ cells were cryopreserved. After 5 days, mPB CD34+ cells were thawed and infused into NBSGW mice at 1 million cells per mouse via tail vein injection. After 8 weeks, mice were euthanized and bone marrow (BM) was harvested from femur, tibia and pelvic bones. Bone marrow subpopulations of cells identified as CD15+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+) and lineage negative CD34+, respectively, were isolated by FACS and DNA extracted to determine the level of editing in each of these fractions. . FIG. 33A shows the frequency of indels in unfractionated BM or individual flow sorted BM subpopulations as determined by next generation sequencing.

最後に、BM由来のCD34+細胞による長期的なHbF誘導を解析した。BM細胞のアリコートを赤血球分化条件下で18日間培養し(Giarratana 2011)、UPLCによってHbF発現を評価した。簡潔に述べると、輸液の8週間後にマウスから抽出された未分画BM細胞を18日間にわたり赤血球培養条件に置いた。細胞計数及び栄養供給を7日目、10日目、14日目に行い、18日目に赤血球を採取した。これらの骨髄由来の赤血球細胞を計数し、HPLC等級の水中で溶解してから、濾過し細胞残骸を除去した。次に、γ-グロビン鎖の相対発現レベル(全β様グロビン鎖に対する)を各試料についてUPLCによって測定し、0.1%トリフルオロ酢酸含有水に対する0.1%トリフルオロ酢酸含有アセトニトリルの比率を徐々に増加させることにより、タンパク質の分離を達成した(図33B)。これらのデータは、ヒトCD34+細胞のSp182 RNP編集と共に同時送達されたRNP34及びRNP33により、堅固な長期的HbF誘導が達成されることを実証する。 Finally, long-term HbF induction by BM-derived CD34+ cells was analyzed. Aliquots of BM cells were cultured under erythroid differentiation conditions for 18 days (Giarratana 2011) and assessed for HbF expression by UPLC. Briefly, unfractionated BM cells extracted from mice 8 weeks post-infusion were placed in red blood cell culture conditions for 18 days. Cell counts and feeding were performed on days 7, 10 and 14, and red blood cells were collected on day 18. These bone marrow-derived red blood cells were counted, lysed in HPLC grade water, and filtered to remove cell debris. The relative expression levels of γ-globin chains (relative to total β-like globin chains) were then determined by UPLC for each sample, and the ratio of acetonitrile containing 0.1% trifluoroacetic acid to water containing 0.1% trifluoroacetic acid was calculated. A gradual increase achieved protein separation (Fig. 33B). These data demonstrate that robust long-term HbF induction is achieved by RNP34 and RNP33 co-delivered with Sp182 RNP editing of human CD34+ cells.

次に、ssODN OLI16431(配列番号1040、表7)と共に同時送達されたRNP61又はRNP62(表15)の送達が長期的な再増殖造血幹細胞における編集を達成するかどうかを判定するために、mPBからのヒト成人CD34+細胞を非照射NBSGWマウスに輸液した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、8μMのRNP及び8μMのssODN OLI16431を62.5×10/mL個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。24時間後、mCD34+細胞を凍結保存した。4日後、mPB CD34+細胞を解凍し、尾静脈注射を介して1マウス当たり100万個の細胞でNBSGWマウスに輸液した。8週間後、マウスを安楽死させ、大腿骨、脛骨及び骨盤骨から骨髄(BM)を採取した。CD15+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)及び系統陰性CD34+としてそれぞれ同定された細胞の骨髄亜集団をFACSによって単離し、DNAを抽出して、これらの画分のそれぞれにおける編集レベルを判定した。図34Aは、次世代配列決定法によって判定された、未分画BM又は流動選別された個々のBM亜集団のインデルの頻度を示す。 Next, to determine whether delivery of RNP61 or RNP62 (Table 15) co-delivered with ssODN OLI16431 (SEQ ID NO: 1040, Table 7) would achieve editing in long-term repopulating hematopoietic stem cells, of human adult CD34+ cells were infused into non-irradiated NBSGW mice. Briefly, 8 μM RNP and 8 μM ssODN OLI16431 were applied to 62.5×10 6 /mL mPB CD34+ cells following 48 h pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3. Cells were electroporated via MaxCyte electroporation. After 24 hours, mCD34+ cells were cryopreserved. After 4 days, mPB CD34+ cells were thawed and infused into NBSGW mice at 1 million cells per mouse via tail vein injection. After 8 weeks, mice were euthanized and bone marrow (BM) was harvested from femur, tibia and pelvic bones. Bone marrow subpopulations of cells identified as CD15+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+) and lineage negative CD34+, respectively, were isolated by FACS and DNA extracted to determine the level of editing in each of these fractions. . FIG. 34A shows the frequency of indels in unfractionated BM or individual flow sorted BM subpopulations as determined by next generation sequencing.

最後に、BM由来のCD235a+(GlyA+)赤血球細胞による長期的なHbF誘導を解析した。BM細胞のアリコートを赤血球分化条件下で18日間培養し、UPLCによってHbF発現を評価した。簡潔に述べると、輸液の8週間後にマウスから抽出された未分画BM細胞を18日間にわたり赤血球培養条件に置いた。図34Bは、赤血球細胞によるγ/β様鎖(%)として計算されたHbF発現を示す。これらのデータは、ヒトCD34+細胞のssODN OLI16431編集と共に同時送達されたRNP61及びRNP62により、堅固な長期的なHbF誘導が達成されることを実証する。 Finally, long-term HbF induction by BM-derived CD235a+ (GlyA+) erythroid cells was analyzed. Aliquots of BM cells were cultured under erythroid differentiation conditions for 18 days and assessed for HbF expression by UPLC. Briefly, unfractionated BM cells extracted from mice 8 weeks post-infusion were placed in red blood cell culture conditions for 18 days. FIG. 34B shows HbF expression calculated as γ/β-like chains (%) by red blood cells. These data demonstrate that robust and long-term HbF induction is achieved by RNP61 and RNP62 co-delivered with ssODN OLI16431 editing of human CD34+ cells.

次に、RNP1又はRNP58(表15)の送達が長期的な再増殖造血幹細胞における編集を達成するかどうかを判定するために、mPBからのヒト成人CD34+細胞を非照射NBSGWマウスに輸液した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を補充したX-Vivo 10培地中で48時間の予備刺激に続いて、4μM又は8μMのRNP1又は2μM、4μM又は8μMのRNP58を62.5×10/mL個のmPB CD34+細胞にMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。24時間後、mCD34+細胞を凍結保存した。4日後、mPB CD34+細胞を解凍し、尾静脈注射を介して1マウス当たり100万個の細胞でNBSGWマウスに輸液した。8週間後、マウスを安楽死させ、大腿骨、脛骨及び骨盤骨から骨髄(BM)を採取した。BMにおけるヒトキメラ現象並びに系統再構成(CD45+、CD14+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)、系統並びにCD34+及びマウスCD45+マーカー発現)は、フローサイトメトリーによって判定し解析した(図35)。GlyA+細胞の頻度は、BM中のGlyA+細胞/全細胞として計算した。ヒトキメラ現象は、ヒトCD45/(ヒトCD45+mCD45)として定義した。 Human adult CD34+ cells from mPB were then infused into non-irradiated NBSGW mice to determine whether delivery of RNP1 or RNP58 (Table 15) would achieve editing in long-term repopulating hematopoietic stem cells. Briefly, 48 h of prestimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3 was followed by 4 μM or 8 μM RNP1 or 2 μM, 4 μM or 8 μM RNP58 at 62.5×10 6 /. mL of mPB CD34+ cells were electroporated via MaxCyte electroporation. After 24 hours, mCD34+ cells were cryopreserved. After 4 days, mPB CD34+ cells were thawed and infused into NBSGW mice at 1 million cells per mouse via tail vein injection. After 8 weeks, mice were euthanized and bone marrow (BM) was harvested from femur, tibia and pelvic bones. Human chimerism in BM and lineage rearrangement (CD45+, CD14+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+), lineage and CD34+ and mouse CD45+ marker expression) in BM were determined and analyzed by flow cytometry (Figure 35). The frequency of GlyA+ cells was calculated as GlyA+ cells/total cells in BM. Human chimerism was defined as human CD45/(human CD45+mCD45).

模擬形質移入されたmPB CD34+細胞と比較して、同様のキメラ現象及び系統分布は、RNPで形質移入されたmPB CD34+細胞によって移植の8週間後に達成され、編集が造血幹細胞の生着可能性を維持することと同等であることを実証する。図36は、輸液の8週間後、未分画BMの次世代配列決定法によって判定されたインデルを示す。図37は、2μM、4μM又は8μMのRNP58による、BM、CD15+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)及びlin-CD34+細胞のインデル率の頻度を示す。 Similar chimerism and lineage distribution was achieved by RNP-transfected mPB CD34 cells 8 weeks after transplantation compared to mock-transfected mPB CD34 cells, indicating that editing reduced the engraftment potential of hematopoietic stem cells. Demonstrate that it is equivalent to maintaining. Figure 36 shows indels determined by next generation sequencing of unfractionated BM 8 weeks after infusion. FIG. 37 shows the frequency of indel rates of BM, CD15+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+) and lin-CD34+ cells with 2 μM, 4 μM or 8 μM RNP58.

また、編集されたCD34+細胞に由来するCD235a+(GlyA+)赤血球細胞による長期的なHbF誘導についても解析した。骨髄から得られたGlyA+細胞を蛍光活性化細胞選別(FACS)によって単離して収集し、HPLC等級水中で溶解した。溶解産物は、次に、UPLCによってHbF発現について評価した。図38は、GlyA+細胞によるγ/β様鎖(%)として計算されたHbF発現を示す。これらのデータは、様々な濃度のRNP58によるヒトCD34+細胞のRNP58編集により、堅固な長期的なHbF誘導が達成されることを実証する。 Long-term HbF induction by CD235a+ (GlyA+) erythroid cells derived from edited CD34+ cells was also analyzed. GlyA+ cells obtained from bone marrow were isolated and collected by fluorescence activated cell sorting (FACS) and lysed in HPLC grade water. Lysates were then assessed for HbF expression by UPLC. Figure 38 shows HbF expression calculated as γ/β-like chains (%) by GlyA+ cells. These data demonstrate that RNP58 editing of human CD34+ cells with varying concentrations of RNP58 achieves robust and long-term HbF induction.

重要なことに、異なる濃度のRNP1又はRNP58で電気穿孔されたCD34細胞は、造血コロニー形成細胞(CFC)アッセイで判定されるように、それらの生体外造血活性を維持した(すなわち未処理ドナー適合CD34細胞陰性対照と比較して赤血球コロニー及び骨髄球コロニーの量又は多様性に差はなかった)(図39)。 Importantly, CD34 + cells electroporated with different concentrations of RNP1 or RNP58 maintained their ex vivo hematopoietic activity as determined by the hematopoietic colony-forming cell (CFC) assay (i.e., untreated donors). There was no difference in the amount or diversity of erythroid and myeloid colonies compared to matched CD34 + cell negative controls) (FIG. 39).

実施例13:HBGプロモーターの遠位CCAATボックス領域での4ヌクレオチド以上のNHEJ媒介欠失は長期間維持され、HbF発現の上昇を促進する。
HBGプロモーター領域を標的化するCas9又はCpf1酵素を含有するRNPの送達(図41A)は、多数の挿入及び欠失(インデル)の生成をもたらす。これらには、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)及び非相同末端結合(NHEJ)修復機構に由来するインデルが含まれる。以下に示すように、MMEJ修復機構は、長期幹細胞集団(HSC)の編集中には十分に活用されておらず、このタイプの編集は時間の経過とともに失われる。
Example 13: NHEJ-mediated deletion of 4 or more nucleotides in the distal CCAAT box region of the HBG promoter is long-lasting and promotes elevated HbF expression.
Delivery of RNPs containing Cas9 or Cpf1 enzymes targeting the HBG promoter region (Fig. 41A) results in the generation of multiple insertions and deletions (indels). These include indels derived from microhomology-mediated end joining (MMEJ) and non-homologous end joining (NHEJ) repair mechanisms. As shown below, the MMEJ repair machinery is underutilized during editing of long-term stem cell populations (HSCs) and this type of editing is lost over time.

簡潔に述べると、SCF、TPO、及びFLT3を添加したX-Vivo 10培地中での48時間の前刺激後に、62.5×10/mLのmPB CD34+細胞を、Sp35 RNPを用いたMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。Sp35 RNPは、S.ピオゲネス(S.pyogenes)野生型(Wt)Cas9タンパク質と複合体形成した、Sp35 gRNA(配列番号339(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(RNA)の標的化ドメインを含む);配列番号917(すなわち、CTTGTCAAGGCTATTGGTCA(DNA)))を含む。24時間後、注入前(CD34)インデル解析のためにmPB CD34+細胞のアリコートを採取し、赤血球前駆細胞の子孫におけるインデル解析のために別のアリコートを赤血球分化に入れた。残りの細胞は凍結保存し、生着研究が開始されるまで液体窒素中に保存した。注入時にmPB CD34+細胞を解凍し、非照射NOD,B6.SCIDIl2rγ-/-Kit(W41/W41)(Jacksonlab系統名:NOD.Cg-Kit<W-41J>Tyr<+>Prkdc<scid>Il2rg<tm1Wjl>/ThomJ)(「NBSGW」)マウスに、尾静脈内注射を介してマウス1匹当たり100万個の細胞を注入した。16週間後、マウスを安楽死させ、大腿骨、脛骨、骨盤骨から骨髄(BM)を採取し、系統陰性CD34+をFACSによって単離し、注入前に採取した細胞、それらの赤血球子孫(生体外由来)、及び生体内で16週目に採取した細胞からDNAを抽出し、以下のプライマーを使用してインデル(挿入/欠失)を判定した:順方向=CATGGCGTCTGGACTAGGAG(配列番号1266)及び逆方向=AAACACATTTCACAATCCCTGAAC(配列番号1267)。検出された全ての欠失の周囲の読み取り配列を解析し、MMEJ又はNHEJ経路によるDSB修復の結果である可能性が高いかどうかを特定した。MMEJは、そのマイクロホモロジー配列の使用によって、NHEJと区別される。MMEJ修復は、DSB周囲の近位に位置するヌクレオチドの反復ストレッチ(マイクロ相同性)の鎖切除とアニーリングに依存する。結果として生じた欠失は、2つのマイクロホモロジーの間の介在配列全体と一緒に、マイクロホモロジー配列の1つを欠失させる。したがって、MMEJが媒介する可能性の高い欠失は、欠失配列のどちらかの末端に、欠失の他端に隣接する領域内で繰り返される塩基配列の存在を検索することによって同定し得る。これに基づいて、2塩基対(bp)以上のストレッチが欠失境界で検出され、欠失の他端に隣接する領域で繰り返される場合、欠失を「MMEJ」として分類した。その他の全ての欠失は、NHEJとして分類した。 Briefly, 62.5×10 6 /mL mPB CD34+ cells were stimulated by MaxCyte electrolysis with Sp35 RNP after 48 h pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3. Electroporation was performed through the perforation. The Sp35 RNP is the S. Sp35 gRNA, complexed with S. pyogenes wild-type (Wt) Cas9 protein, SEQ ID NO: 339 (i.e., containing the targeting domain of CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (RNA)); SEQ ID NO: 917 (i.e., CTTGTCAAGGCTATTGGTCA (DNA) ))including. Twenty-four hours later, an aliquot of mPB CD34+ cells was taken for pre-injection (CD34) indel analysis and another aliquot was placed into erythroid differentiation for indel analysis in erythroid progenitor cell progeny. The remaining cells were cryopreserved and stored in liquid nitrogen until engraftment studies were initiated. mPB CD34+ cells were thawed at the time of infusion, non-irradiated NOD, B6. SCIDIl2rγ−/−Kit (W41/W41) (Jacksonlab strain name: NOD.Cg-Kit<W-41J>Tyr<+>Prkdc<scid>Il2rg<tm1Wjl>/ThomJ) (“NBSGW”) mice were injected with tail vein One million cells per mouse were injected via intraperitoneal injection. After 16 weeks, mice were euthanized, bone marrow (BM) was harvested from femurs, tibiae and pelvic bones, lineage-negative CD34+ was isolated by FACS, cells harvested prior to injection, their erythroid progeny (ex vivo) were isolated. ), and cells harvested at week 16 in vivo to determine indels (insertions/deletions) using the following primers: forward = CATGGCGTCTGGACTAGGAG (SEQ ID NO: 1266) and reverse = AAACACATTTCACAATCCCTGAAC (SEQ ID NO: 1267). Read sequences surrounding all detected deletions were analyzed to determine if they were likely the result of DSB repair by the MMEJ or NHEJ pathways. MMEJ is distinguished from NHEJ by its use of microhomology sequences. MMEJ repair depends on strand excision and annealing of proximally located repeated stretches of nucleotides (microhomology) around the DSB. The resulting deletion deletes one of the microhomology sequences along with the entire intervening sequence between the two microhomologies. Thus, likely MMEJ-mediated deletions can be identified by searching either end of the deletion sequence for the presence of repeated base sequences in the regions flanking the other end of the deletion. On this basis, deletions were classified as 'MMEJ' if a stretch of 2 base pairs (bp) or more was detected at the deletion boundary and repeated in the region flanking the other end of the deletion. All other deletions were classified as NHEJ.

注入に先立って、インデルの約30%がMMEJ修復に由来していた(図41B、CD34、黒色縞模様バー=MMEJ、白色バー=NHEJ)。赤血球前駆細胞(CD34細胞の赤血球分化後に検出されたインデルに基づく)では、MMEJインデルはインデルの約36%を占めていた(図41B、Prog、黒色縞模様バー=MMEJ、白色バー=NHEJ)。16週間の生着後、MMEJインデルの大部分は失われ(図41B、HSC、黒色縞模様バー=MMEJ、白色バー=NHEJ)、NHEJ由来の編集は維持された。この観測は他でも(Bauer 2019、Wu 2019、Weber 2020)観測されており、部位特異的ではないように見える。これは、活発に循環して注入前のCD34+細胞のほとんどを構成するMMEJを受けやすい短命の前駆細胞の優勢な集団から、生体内のより遅い時点での静止した(そしてMMEJを受けにくい)自己再生造血幹細胞(HSC)の産出物への移行の結果であると考えられた。HSCは、生着後長期にわたって造血再構成をもたらす一方で、それらは、注入前のCD34+バルク集団の中では非常に稀な集団に相当する。この知見は、MMEJ修復ではなくNHEJ媒介修復を介してHbF誘導インデルを生成する編集ツールを使用し、持続性のHbF発現を達成する必要性を強調している。 Prior to injection, approximately 30% of indels were derived from MMEJ repair (Fig. 41B, CD34, black striped bars = MMEJ, white bars = NHEJ). In erythroid progenitor cells (based on indels detected after erythroid differentiation of CD34 cells), MMEJ indels accounted for approximately 36% of indels (Fig. 41B, Prog, black striped bars = MMEJ, white bars = NHEJ). After 16 weeks of engraftment, most of the MMEJ indels were lost (Fig. 41B, HSC, black-striped bars = MMEJ, white bars = NHEJ) and NHEJ-derived editing was maintained. This observation has been observed by others (Bauer 2019, Wu 2019, Weber 2020) and does not appear to be site-specific. This shifts from a predominant population of MMEJ-prone short-lived progenitors that are actively cycling and make up most of the pre-infusion CD34+ cells, to a quiescent (and MMEJ-refractory) autologous population at later time points in vivo. It was thought to be the result of the migration of regenerated hematopoietic stem cells (HSCs) into production. While HSCs lead to hematopoietic reconstitution long after engraftment, they represent a very rare population among the pre-infusion CD34+ bulk population. This finding highlights the need to achieve sustained HbF expression using editing tools that generate HbF-induced indels via NHEJ-mediated repair rather than MMEJ repair.

さらに、HBG1/2プロモーターの遠位CCAATボックス領域での遺伝子型から表現型への解析により、HbF発現の最も高い上昇につながる変異を同定した。単一細胞実験を実施して、遠位CCAATボックス領域で編集されたmPB CD34+細胞由来の赤血球細胞における、γ鎖発現レベルの分布を評価した。Sp35 RNP又はRNP34(表15)+Sp182-Cas9-RNP(図5F、表8)を使用して、この部位にインデルを生成させた。簡潔に述べると、SCF、TPO、及びFLT3を添加したX-Vivo 10培地中での48時間の前刺激後に、6.25×10/mLのmPB CD34+細胞(100μl)を、MaxCyte電気穿孔を介して4μMのSp35 RNPで、又は8μMのSp182-Cas9-RNPと共に同時送達される8μMのHBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(全てのRNPは、gRNA:RNA誘導ヌクレアーゼのモル比4:1である)で電気穿孔した。Sp35 RNPは、S.ピオゲネス(S.pyogenes)野生型(Wt)Cas9タンパク質と複合体形成した、Sp35 gRNA(配列番号339(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA(RNA)の標的化ドメインを含む);配列番号917(すなわち、CTTGTCAAGGCTATTGGTCA(DNA)))を含む。RNP34は、HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP(表8に示すような3’修飾を有するHBG1-1 gRNA(配列番号1041)に複合体化した、His-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A(配列番号1032)から構成される)を含む。電気穿孔後48時間の回復放置期間後、非組織培養処理384ウェルプレート内の1細胞/ウェルで、蛍光活性化細胞選別(FACS)によって細胞を選別した。次に、細胞を分化させ、18日間にわたりクローン的に増殖させ、赤血球系統に分化させた(Giarratana 2011から応用)。UPLC解析を実施して、最初に編集されたmPB-CD34+細胞の全集団に由来する細胞のクローン性赤血球子孫における、Gγ鎖発現レベル(Gγ/[全β様鎖]の百分率)の分布を判定した。配列解析(以下のプライマーを使用した対立遺伝子の同定とインデルの検出:順方向=CATGGCGTCTGGACTAGGAG(配列番号1266)及び逆方向=AAACACATTTCACAATCCCTGAAC(配列番号1267)、及びddPCR(g-γコード配列を欠失させる4.9kb断片の欠失)を、核除去前の14日目に採取された各クローン培養物のアリコートからのgDNAに対して実施して、特定のインデルに関連して、G-γをコードする対立遺伝子を1つだけ含有するクローンの同定を可能にした。3つを超えるヌクレオチドを破壊するインデルは、一般に、より小さなインデルと比較して、より高いHbF発現に関連していた(図41C)。この知見は、遠位CCAATボックス領域でより大きな欠失を生成する編集ツールを使用することが、HBG発現を抑制する調節因子のこの部位での結合をより効果的に破壊することによって、より高いレベルのHbF発現を提供することを強調している。特に、評価されたより大きな欠失のほとんどが、Cpf1 RNPを用いて編集されたCD34細胞に由来するクローンで検出された一方で、評価されたより小さな欠失のほとんどは、Cas9 RNPを用いて編集されたCD34細胞に由来するクローンから検出され(図41D)、より大きなインデルがCpf1を用いてより頻繁に発生し、Cas9と比較してCpf1を用いて編集されたCD34細胞の赤血球子孫においてHbFが上昇した細胞の潜在的に高い割合につながることが示唆される。この結果と一致して、Cpf1又はCas9 RNPのどちらかによって最初に編集されたmPB-CD34+細胞の全集団に由来する細胞のクローン性赤血球子孫におけるγ鎖発現レベル(γ鎖/[全β様鎖]の百分率)の分布は、Cpf1サンプルではspCas9サンプルと比較して、高いHbFを有する細胞の頻度がより高いことを示した(図41E)。Cpf1 RNPを用いて編集されたCD34+細胞由来の解析されたクローンでは、83.1%は、模擬電気穿孔されたmPB CD34+細胞由来の赤血球クローンで検出された中央値を超えるγ鎖レベルを有し(中央値=18.8%)、64.2%は、全体β様の30%を超えるγ鎖レベルを有し、35.8%は全β様の48.8%を超えるγ鎖レベルを有した(対象細胞の中央値レベルは30%+18.8%)。Cas9 RNPを用いて編集されたCD34+細胞由来の解析されたクローンでは、71.4%は、模擬電気穿孔されたmPB CD34+細胞由来の赤血球クローンで検出された中央値を超えるγ鎖レベルを有し(中央値=18.8%)、49.5%は、全体β様の30%を超えるγ鎖レベルを有し、23.1%は全β様の48.8%を超えるγ鎖レベルを有した(対象細胞の中央値レベルは30%+18.8%)。 In addition, genotypic to phenotypic analysis in the distal CCAAT box region of the HBG1/2 promoter identified mutations leading to the highest elevation of HbF expression. Single-cell experiments were performed to assess the distribution of γ-chain expression levels in erythroid cells derived from mPB CD34+ cells edited in the distal CCAAT box region. Indels were generated at this site using Sp35 RNP or RNP34 (Table 15) plus Sp182-Cas9-RNP (Fig. 5F, Table 8). Briefly, 6.25×10 6 /mL mPB CD34+ cells (100 μl) were subjected to MaxCyte electroporation after 48 h pre-stimulation in X-Vivo 10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3. 8 μM HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP co-delivered with 4 μM Sp35 RNP via Via or with 8 μM Sp182-Cas9-RNP (all RNPs at a 4:1 molar ratio of gRNA:RNA-induced nuclease) was electroporated. The Sp35 RNP is the S. Sp35 gRNA, complexed with S. pyogenes wild-type (Wt) Cas9 protein, SEQ ID NO: 339 (i.e., containing the targeting domain of CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA (RNA)); SEQ ID NO: 917 (i.e., CTTGTCAAGGCTATTGGTCA (DNA) ))including. RNP34 is HBG1-1-AsCpf1H800A-RNP (His-AsCpf1-sNLS-sNLS-H800A (SEQ ID NO: 1032 ) consisting of ). After a recovery period of 48 hours after electroporation, cells were sorted by fluorescence-activated cell sorting (FACS) at 1 cell/well in non-tissue culture treated 384-well plates. Cells were then differentiated, clonally expanded for 18 days and differentiated into the erythroid lineage (adapted from Giarratana 2011). UPLC analysis was performed to determine the distribution of Gγ chain expression levels (percentage of Gγ/[total β-like chains]) in clonal erythroid progeny of cells derived from the total population of mPB-CD34+ cells originally edited. bottom. Sequence analysis (identification of alleles and detection of indels using the following primers: forward = CATGGCGTCTGGACTAGGAG (SEQ ID NO: 1266) and reverse = AAAACATTTCACAATCCCTGAAC (SEQ ID NO: 1267), and ddPCR (deleting the g-γ coding sequence Deletion of a 4.9 kb fragment) was performed on gDNA from an aliquot of each clonal culture taken 14 days prior to nuclear depletion to associate with a specific indel, encoding G-γ. Indels disrupting more than 3 nucleotides were generally associated with higher HbF expression compared to smaller indels (Fig. 41C). ).This finding suggests that using editing tools that generate larger deletions in the distal CCAAT box region is more effective at disrupting binding at this site of regulators that repress HBG expression. In particular, most of the larger deletions evaluated were detected in clones derived from CD34 cells edited with Cpf1 RNP, whereas the evaluated Most of the smaller deletions detected were detected from clones derived from CD34 cells edited with Cas9 RNP (Fig. 41D), with larger indels occurring more frequently with Cpf1, compared to Cas9. This suggests that editing with Cpf1 leads to a potentially high proportion of HbF-elevated cells in the erythroid progeny of CD34 cells, consistent with this result that editing primarily by either Cpf1 or Cas9 RNP The distribution of γ-chain expression levels (percentage of γ-chains/[total β-like chains]) in clonal erythroid progeny of cells from the total population of mPB-CD34+ cells treated with Cpf1 samples compared to spCas9 samples: A higher frequency of cells with high HbF was shown (Fig. 41E).In analyzed clones derived from CD34+ cells edited with Cpf1 RNP, 83.1% were mock-electroporated mPB CD34+ had γ-chain levels greater than the median detected in cell-derived erythroid clones (median = 18.8%), 64.2% had γ-chain levels greater than 30% overall β-like, 35.8% had γ-chain levels greater than 48.8% of total β-like (median level in control cells was 30% + 18.8%) Analysis from CD34+ cells edited with Cas9 RNP Of clones detected, 71.4% had γ-chain levels above the median detected in erythroid clones from mock-electroporated mPB CD34+ cells (median = 18.8%), 49.5 % had γ-chain levels greater than 30% of total β-like and 23.1% had γ-chain levels greater than 48.8% of total β-like (median level in subject cells was 30% + 18 .8%).

実施例14:HBGプロモーターの遠位CCAATボックス領域を標的化するCpf1 RNPはNHEJが媒介する4ヌクレオチド以上の持続性の欠失を効率的に生成する
Cpf1又はCas9酵素のどちらかと複合体を形成したHBGプロモーターの遠位CCAATボックス領域を標的化するガイドRNAからなるRNPを、MaxCyteGT(MaxCyte,Inc.)電気穿孔装置を使用して、動員末梢血(mPB)由来のCD34+細胞に電気穿孔した。簡潔に述べると、SCF、TPO、及びFLT3を添加したX-Vivo10培地中での48時間の予備刺激後に、62.5×10/mLのmPB CD34+細胞を、4μMのSp35 RNP(gRNA:RNA誘導ヌクレアーゼのモル比2:1)又は8μMのRNP58(表15)(gRNA:RNA誘導ヌクレアーゼのモル比4:1)を用いて電気穿孔した。Sp35 RNPは、S.ピオゲネス(S.pyogenes)野生型(Wt)Cas9タンパク質と複合体形成した、Sp35 gRNA(配列番号339(すなわち、CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA)(RNA)の標的化ドメインを含む);配列番号917(すなわち、CTTGTCAAGGCTATTGGTCA)(DNA)))を含む。
Example 14: Cpf1 RNPs Targeting the Distal CCAAT Box Region of the HBG Promoter Efficiently Generate NHEJ-Mediated Persistent Deletions of ≥4 Nucleotides Complexed with Either Cpf1 or Cas9 Enzymes RNPs consisting of guide RNAs targeting the distal CCAAT box region of the HBG promoter were electroporated into CD34+ cells from mobilized peripheral blood (mPB) using a MaxCyteGT (MaxCyte, Inc.) electroporation device. Briefly, 62.5×10 6 /mL mPB CD34+ cells were treated with 4 μM Sp35 RNP (gRNA:RNA Electroporation was performed with 2:1 molar ratio of inducing nuclease) or 8 μM RNP58 (Table 15) (4:1 molar ratio of gRNA:RNA-inducing nuclease). The Sp35 RNP is the S. Sp35 gRNA (comprising the targeting domain of SEQ ID NO: 339 (i.e., CUUGUCAAGGCUAUUGGUCA) (RNA)), complexed with S. pyogenes wild-type (Wt) Cas9 protein; DNA))).

電気穿孔の24時間後に、標的部位での挿入/欠失のレベルとプロファイルを分析した。サンプル中に存在する小さなインデルの割合は、ライブラリ作成方法と解析に続き、Illuminaアンプリコン配列決定(ILL-seq)で評価した。編集率を計算するための解析では、予想される切断部位の周囲の15bpのウィンドウを使用した。標的化アンプリコン配列決定産物を生成するために使用されるオリゴヌクレオチド及びアンプリコンは、図55A及び図55Bに提供される。 Twenty-four hours after electroporation, the levels and profiles of insertions/deletions at target sites were analyzed. The proportion of small indels present in the samples was assessed by Illumina amplicon sequencing (ILL-seq) following library construction methods and analysis. A 15 bp window around the expected cleavage site was used in the analysis to calculate the edit rate. Oligonucleotides and amplicons used to generate targeted amplicon sequencing products are provided in Figures 55A and 55B.

RNP32による編集を特性決定するために、各サンプルで生成されたインデルを解析し処理した。結果は、1)標的領域内の各塩基の欠失百分率、2)挿入及び欠失中心位置の分布、及び3)挿入及び欠失長の分布を見ることで要約された。これらの解析を実施するために、以下の手順を使用して、アラインメントbamファイル中の読み取りのCIGAR文字列を処理した:
1)同じ読み取りに出現するインデルをグループ化する。
2)各読み取りからのインデルのindel_idを作成する。Indel_idはインデルを同定する文字列であり、indel_start_position+_+indel_length+_+IDとして示される。IDは、欠失の場合はNA、挿入の場合は挿入された配列である。図55Dの例を参照されたい。
3)同じindel_idを有する読み取りをグループ化する。
4)同じインデルを有する読み取りの数を数え、その総割合(wtを含む)とインデルの割合(wtを除く)を計算する。インデル中の割合は、サンプルが異なる量の全編集を有する場合に、サンプル間の比較を可能にする。
Indels generated in each sample were analyzed and processed to characterize editing by RNP32. The results were summarized by looking at 1) the deletion percentage of each base within the target region, 2) the distribution of insertion and deletion center positions, and 3) the distribution of insertion and deletion lengths. To perform these analyses, the CIGAR strings of reads in the alignment bam files were processed using the following procedure:
1) Group indels that occur in the same read.
2) Create an indel_id for the indels from each read. Indel_id is a string that identifies an indel and is indicated as indel_start_position+_+indel_length+_+ID. ID is NA for deletions and inserted sequence for insertions. See example in Figure 55D.
3) Group reads with the same indel_id.
4) Count the number of reads with the same indels and calculate their total percentage (including wt) and percentage of indels (excluding wt). Percentages in indels allow comparisons between samples when the samples have different amounts of total editing.

2塩基対以上のストレッチが欠失境界であり、欠失の他端に隣接する領域で繰り返される場合、欠失を「MMEJ」として分類した。その他の全ての欠失は、HEJとして分類した。表24は、RNP58又はSp35 RNPによって編集されたサンプルで検出されたインデルを示す。 Deletions were classified as 'MMEJ' if a stretch of 2 base pairs or more bounded the deletion and was repeated in the region flanking the other end of the deletion. All other deletions were classified as HEJ. Table 24 shows indels detected in samples edited with RNP58 or Sp35 RNP.

HBGプロモーター領域を標的化するCas9又はCpf1酵素を含有するRNPの送達(図41A)は、多数の挿入及び欠失(インデル)の生成をもたらす。異なる酵素は、DNA標的部位との係わり合い及びそれらの切断活性との関連をはじめとする、異なる機械的特性を有し、修復結果に影響を与える異なるDNA末端を残す(Sternberg 2014、S,trohkendl 2018、Swarts 2018)。特に、Cpf1編集は4ヌクレオチドの5’オーバーハングをもたらし、これは、SpCas9編集の平滑末端とはかなり異なる(図41Aを参照されたい)。
遠位ボックスを標的化するCpf1及びCas9 RNP(それぞれRNP58及びSp35 RNP)によって媒介される編集プロファイルの評価は、双方の酵素によって生成されたインデルが一般に遠位CCAATボックス領域を中心とし(図42H)、最も多く欠失した塩基は双方のRNPのTSS:-113位である(図42E及び図42F)ことを示した。しかしながら、HBG-TSSに対する位置、長さ、及び挿入の場合は配列によって定義される個々のインデルの評価は、SpCas9又はCpf1 RNPを用いてこの部位を編集した後の編集結果に違いがあることを実証する。図42C及び42Dは、それぞれCpf1とCas9 RNPによって生成された上位20のインデルを示す。Cas9によって生成された最も豊富なインデルは、MMEJ媒介13bp欠失157_-13_NA(HBG1/2c.-102~-114、表24)であり、より一般的には13bp HPFH欠失として知られており、Cpf1サンプルの3.36%に比較してCas9サンプルでは31.88%検出された(それぞれ図42D及び図42C)。Cpf1によって生成された最も豊富なインデルは、MMEJ媒介18nt欠失159_-18_NA(HBG1/2c.-104~-121、表24)であり、Cpf1サンプルの18.53%に比較して、Cas9サンプルでは1.35%検出された(それぞれ図42C及び図42D)。各サンプルで検出された5つの最も一般的なNHEJインデルは、Cpf1サンプルでは長さが3~7bpの欠失であり、Cas9では1~4bpの欠失と1bpの挿入であった(それぞれ図42C及び図42D)。2つのサンプルのどちらかで>0.1%で検出されたインデルの完全な一覧は、表24に示される。
Delivery of RNPs containing Cas9 or Cpf1 enzymes targeting the HBG promoter region (Fig. 41A) results in the generation of multiple insertions and deletions (indels). Different enzymes have different mechanical properties, including their engagement with DNA target sites and their relationship to their cleavage activity, leaving different DNA ends that influence repair outcomes (Sternberg 2014, S, trohkendl 2018, Swarts 2018). Notably, Cpf1 editing results in a 4-nucleotide 5′ overhang, which is quite different from the blunt end of SpCas9 editing (see FIG. 41A).
Evaluation of the editing profile mediated by Cpf1 and Cas9 RNPs (RNP58 and Sp35 RNP, respectively) targeting the distal box revealed that indels generated by both enzymes were generally centered around the distal CCAAT box region (Fig. 42H). , indicated that the most frequently deleted base was TSS:-113 of both RNPs (FIGS. 42E and 42F). However, evaluation of individual indels defined by position, length and, in the case of insertions, sequence relative to HBG-TSS showed differences in editing results after editing this site with SpCas9 or Cpf1 RNPs. Demonstrate. Figures 42C and 42D show the top 20 indels generated by Cpf1 and Cas9 RNPs, respectively. The most abundant indel generated by Cas9 is the MMEJ-mediated 13bp deletion 157_-13_NA (HBG1/2c. -102 to -114, Table 24), more commonly known as the 13bp HPFH deletion. , was detected in 31.88% of Cas9 samples compared to 3.36% in Cpf1 samples (Figures 42D and 42C, respectively). The most abundant indel generated by Cpf1 was the MMEJ-mediated 18nt deletion 159_-18_NA (HBG1/2c. -104 to -121, Table 24), with 18.53% of Cas9 samples compared to 18.53% of Cpf1 samples. was detected at 1.35% (FIGS. 42C and 42D, respectively). The five most common NHEJ indels detected in each sample were 3-7 bp deletions in length in Cpf1 samples and 1-4 bp deletions and 1 bp insertions in Cas9 (Fig. 42C, respectively). and FIG. 42D). A complete list of indels detected >0.1% in either of the two samples is shown in Table 24.

2つのサンプルのどちらかで>0.1%で検出されたほとんどのインデルは、その他のサンプルでも検出された(0.1%以上又は以下)一方で、全てのインデル間の相対頻度は酵素によって異なった(表24及び図42I)。特に、挿入はCas9(Sp35 RNP)サンプルで14.09%で検出された一方で、Cpf1(RNP58)サンプル(0.47%)ではほとんど検出されなかった。また、Cas9 RNP(Sp35 RNP)と比較して、Cpf1 RNP(RNP58)を用いて編集されたCD34細胞では、より大きなインデルに富んでいた(図42J)。図42Gは、各RNPによって生成されたインデル長の分布を示し、図42Aは、NHEJ媒介として分類されたインデルについて、各RNPによって生成されたインデル長の分布を示す。Cpf1によって生成されたほとんどのインデルは3bpより大きく(図42G)、これは赤血球細胞のHbFの上昇と関連することが示された(図41C)。Cas9もまた、3bpを超える欠失を生成したが、これらは主にMMEJ修復経路を介して生成され、この修復経路はCD34+細胞内のHSCの稀な集団によって十分に利用されていないため、注入後の生体内での観察頻度は低いと予想される。NHEJは、HSCによって利用される主要な修復経路であり(図41B)、したがってNHEJ媒介インデルプロファイルの評価は、CD34+細胞の注入後に長期間生体内で維持されると予想される、インデルのタイプに関する情報を提供する。 Most indels detected at >0.1% in either of the two samples were also detected in the other samples (greater than or less than 0.1%), while the relative frequencies among all indels were enzymatically different (Table 24 and Figure 42I). Notably, insertions were detected in 14.09% of Cas9 (Sp35 RNP) samples, while almost none were detected in Cpf1 (RNP58) samples (0.47%). Larger indels were also enriched in CD34 cells edited with Cpf1 RNP (RNP58) compared to Cas9 RNP (Sp35 RNP) (FIG. 42J). FIG. 42G shows the distribution of indel lengths generated by each RNP, and FIG. 42A shows the distribution of indel lengths generated by each RNP for indels classified as mediating NHEJ. Most indels produced by Cpf1 were larger than 3 bp (Fig. 42G), which were shown to be associated with elevated HbF in erythroid cells (Fig. 41C). Cas9 also generated deletions greater than 3 bp, but these are primarily generated via the MMEJ repair pathway, which is underutilized by the rare population of HSCs within CD34+ cells, thus injecting The frequency of later in vivo observations is expected to be low. NHEJ is the major repair pathway utilized by HSCs (Fig. 41B), thus evaluation of NHEJ-mediated indel profiles revealed the types of indels expected to be maintained in vivo long-term after infusion of CD34+ cells. provide information about

Cas9 RNP(Sp35 RNP)と比較した場合、Cpf1 RNP(RNP58)はより大きなNHEJ媒介インデルへのシフトを示し(図42A)、最も一般的に観察されたNHEJインデル長はCpf1の5bpと比較してCas9では1bpであり、HbFの堅牢且つ持続性の誘導について、Cpf1によるより好ましいCD34+細胞編集プロファイルが示唆される。 When compared to the Cas9 RNP (Sp35 RNP), the Cpf1 RNP (RNP58) showed a greater shift to NHEJ-mediated indels (Fig. 42A), with the most commonly observed NHEJ indel lengths compared to 5 bp for Cpf1. 1 bp for Cas9, suggesting a more favorable CD34+ cell editing profile by Cpf1 for robust and sustained induction of HbF.

3bpを超えるNHEJ媒介インデル、3bpを超えるMMEJ媒介インデル、及びRNP58(Cpf1)又はSp35 RNP(Cas9)による編集の結果として生じた遠位CCAATボックスでの3bp以下のインデルのパーセンテージを図42Bに示す(SpCas9によって生成されたインデル(左円グラフ):3bpを超えるNHEJ=21.42%;3bp以下=48.84%;3bpを超えるMMEJ=29.74%;RNP58によって生成されたインデル(右円グラフ):3bpを超えるNHEJ=64.86%;3bp以下=11.11%;3bpを超えるMMEJ=24.02%)。Cas9(Sp35 RNP)編集細胞は、長さが3bp未満の小さなインデルの大部分を構成し、長さが3bpを超えるインデル(最高レベルのHbFに関連する)は主にMMEJ経路によって媒介された(図42B)。それに代えて、Cpf1(RNP58)によって媒介されるインデルの90%近くは3bpを超える長さであり、NHEJによって媒介されるインデルのおよそ3分の2であり(図42B)、さが3bpを超えるインデルの高い割合が生体内で長期間維持されると予想され、MMEJ媒介インデルの比率が減少し、NHEJ媒介インデルに有利になることが示唆される(図41B)。総合すると、これは、最も持続性のあるNHEJ媒介インデルがRNP58で生産的(3bpを超える)である一方、Sp35 RNPは生産性の高いインデルの割合がはるかに低く、その多くは持続性がないことを強調している(MMEJ瞑想(meditated))。これは、RNP58が、MMEJ修復だけでなく、NHEJ媒介修復によってHbF誘導インデルを生成し、持続性のあるHbF発現を実現する有利な編集ツールであることを示す。 The percentage of NHEJ-mediated indels greater than 3 bp, MMEJ-mediated indels greater than 3 bp, and indels less than or equal to 3 bp at the distal CCAAT box resulting from editing by RNP58 (Cpf1) or Sp35 RNP (Cas9) are shown in FIG. 42B ( Indels generated by SpCas9 (left pie chart): NHEJ > 3 bp = 21.42%; ≤ 3 bp = 48.84%; MMEJ > 3 bp = 29.74%; ): NHEJ > 3 bp = 64.86%; ≤ 3 bp = 11.11%; MMEJ > 3 bp = 24.02%). Cas9 (Sp35 RNP)-edited cells constituted the majority of small indels less than 3 bp in length, while indels greater than 3 bp in length (associated with the highest levels of HbF) were mainly mediated by the MMEJ pathway ( Figure 42B). Instead, nearly 90% of Cpf1 (RNP58)-mediated indels were greater than 3 bp in length, approximately two-thirds of NHEJ-mediated indels (FIG. 42B), and were greater than 3 bp. A high proportion of indels is expected to be maintained in vivo for an extended period of time, suggesting that the proportion of MMEJ-mediated indels is reduced in favor of NHEJ-mediated indels (Fig. 41B). Taken together, this suggests that the most persistent NHEJ-mediated indels are productive (greater than 3 bp) in RNP58, whereas Sp35 RNPs have a much lower proportion of highly productive indels, many of which are non-persistent. (MMEJ meditated). This indicates that RNP58 is an advantageous editing tool that generates HbF-induced indels not only by MMEJ repair, but also by NHEJ-mediated repair, resulting in sustained HbF expression.

実施例15:RNP32編集mPB CD34+細胞のNOD、B6.SCIDIl2rγ-/-Kit(W41/W41)マウスへの注入は、と、長期の生着、インデルの維持、及び高いHbF誘導をもたらす
RNP32が長期的な再増殖造血幹細胞における編集を達成するかどうかを判定するために、動員末梢血(mPB)からのヒト成人CD34+細胞を非照射NOD,B6.SCIDIl2rγ-/-Kit(W41/W41)(Jackson Lab系統名:NOD.Cg-Kit<W-41J>Tyr<+>Prkdc<scid>Il2rg<tm1Wjl>/ThomJ)(「NBSGW」)マウスに注入した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を添加したX-Vivo10培地中での48時間の予備刺激後に、62.5×10/mLのmPB CD34+細胞を、6μMのRNP32(表15)を(gRNA:RNA誘導ヌクレアーゼのモル比2:1)又は緩衝液のみ(「模擬」)を用いたMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。さらに24時間後、mCD34+細胞を凍結保存した。細胞の一部は、電気穿孔後72時間まで生体外培養に置き、インデル解析のためにgDNAを毎日採取した。注入の当日、mPB CD34+細胞を解凍し、NBSGWマウスに、尾静脈内注射を介してマウス1匹当たり100万個の細胞を注入した。16週間後、マウスを安楽死させ、大腿骨、脛骨、及び骨盤骨から骨髄(BM)を採取した。
Example 15: NOD of RNP32-edited mPB CD34+ cells, B6. Injection into SCIDIl2rγ−/−Kit(W41/W41) mice results in long-term engraftment, maintenance of indels, and high HbF induction. To determine human adult CD34+ cells from mobilized peripheral blood (mPB), non-irradiated NOD, B6. SCIDIl2rγ−/− Kit (W41/W41) (Jackson Lab strain name: NOD.Cg-Kit<W-41J>Tyr<+>Prkdc<scid>Il2rg<tm1Wjl>/ThomJ) (“NBSGW”) mice were injected . Briefly, mPB CD34+ cells at 62.5×10 6 /mL and 6 μM RNP32 (Table 15) after 48 h pre-stimulation in X-Vivo10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3 ( Electroporation was via MaxCyte electroporation using gRNA:RNA-guided nuclease molar ratio 2:1) or buffer alone (“mock”). After an additional 24 hours, mCD34+ cells were cryopreserved. A portion of the cells was placed in ex vivo culture for up to 72 hours after electroporation and gDNA was harvested daily for indel analysis. On the day of injection, mPB CD34+ cells were thawed and NBSGW mice were injected via tail vein injection at 1 million cells per mouse. After 16 weeks, mice were euthanized and bone marrow (BM) was harvested from femur, tibia, and pelvic bones.

ゲノムDNAは、注入前のCD34+細胞(電気穿孔の24~72時間後)と、16週間の生着後の骨髄の双方から単離した。電気穿孔の24時間後、以下のプライマーを使用したオンターゲットPCR産物のIllumina配列決定による測定で、約92%のインデルが達成された:順方向=CATGGCGTCTGGACTAGGAG(配列番号1266)及び逆方向=AAACACATTTCACAATCCCTGAAC(配列番号1267)。 Genomic DNA was isolated from both pre-injection CD34+ cells (24-72 hours after electroporation) and bone marrow after 16 weeks engraftment. Twenty-four hours after electroporation, approximately 92% indels were achieved as determined by Illumina sequencing of the on-target PCR product using the following primers: forward = CATGGCGTCTGGACTAGGAG (SEQ ID NO: 1266) and reverse = AAACACATTTCACAATCCCTGAAC ( SEQ ID NO: 1267).

電気泳動後24時間から72時間の生体外培養後の事前注入細胞集団について、インデル長の分布と、MMEJ又はNHEJを介媒介インデルのどちらかに分類される、長さ3bp以下のインデル及び長さが3bpを超えるインデルの分布の解析を実施した。2塩基対(bp)以上のストレッチが欠失境界で検出され、欠失の他端に隣接する領域で繰り返される場合、欠失を「MMEJ」として分類した。その他の全ての欠失は、NHEJとして分類した。 Distribution of indel lengths and indels up to 3 bp in length classified as either MMEJ- or NHEJ-mediated indels and lengths for pre-injected cell populations after in vitro culture 24 h to 72 h post-electrophoresis. An analysis of the distribution of indels with >3 bp was performed. Deletions were classified as 'MMEJ' if a stretch of 2 base pairs (bp) or more was detected at the deletion boundary and repeated in the region flanking the other end of the deletion. All other deletions were classified as NHEJ.

図43H~Kに示されるインデル(図43D~GではNHEJインデルのみ)の長さの分布は、全ての時点で非常に類似していた(図43D及び43K)。挿入はほとんど検出されず、最も一般的に観察された欠失サイズは-18で、これは特に、18bpのMMEJ欠失HBG1/2c.-104~-121のサイズに対応し、この部位をCpf1を用いて編集した後の最も頻繁な修復結果である(図42C、57、表25)。NHEJインデルの中で最も一般的に観察された欠失サイズは、図43D~Gに示すように5bpであった。 The length distributions of indels shown in Figures 43H-K (only NHEJ indels in Figures 43D-G) were very similar at all time points (Figures 43D and 43K). Few insertions were detected and the most commonly observed deletion size was −18, which is particularly noteworthy for the 18 bp MMEJ deletion HBG1/2c. It corresponds to a size of -104 to -121 and is the most frequent repair result after editing this site with Cpf1 (Fig. 42C, 57, Table 25). The most commonly observed deletion size among NHEJ indels was 5 bp, as shown in Figures 43D-G.

全ての時点で、最高レベルのHbF誘導に関連することが観察された3bpを超えるサイズのインデル(図41C)は、全てのインデルの90%近くに相当した(図43A~C)。それらの約3分の2はNHEJによって媒介され、3bpの長さを超えるインデルの高い割合が生体内で長期間維持されることが予想され、MMEJ媒介インデルの比率が減少して、NHEJ媒介インデルに有利になることが示唆される(図41B)。 At all time points, indels greater than 3 bp in size that were observed to be associated with the highest levels of HbF induction (Fig. 41C) represented nearly 90% of all indels (Fig. 43A-C). Approximately two-thirds of them are mediated by NHEJ, and a high proportion of indels greater than 3 bp in length is expected to be maintained in vivo for long periods of time, reducing the proportion of MMEJ-mediated indels and reducing the proportion of NHEJ-mediated indels. (Fig. 41B).

16週間の生着後、約96%のインデルが測定され、CD34+細胞の長期的な再増殖内でのインデルの維持が実証された(図43A)。 After 16 weeks of engraftment, approximately 96% indels were measured, demonstrating the maintenance of indels within the long-term repopulation of CD34+ cells (Fig. 43A).

次に、骨髄内の細胞の亜集団をFACS分析によって同定し、多系統生着のレベルを判定した。BMにおける、ヒトキメラ現象及び系統再構成(CD45+、CD15+、CD19+、グリコフォリンA(GlyA、CD235a+)、系統、及びCD34+、及びマウスCD45+マーカー発現)を、フローサイトメトリーによって判定し解析した。GlyA+細胞の頻度は、BM中のGlyA+細胞/全細胞として計算した。ヒトキメラ現象は、ヒトCD45/(ヒトCD45+mCD45)として定義した。解析により高レベルのヒトキメラ現象が明らかになり、模擬電気穿孔細胞と比較して差はなかった。模擬及びRNP32編集マウスの両群で、90%を超えるヒトキメラ化が達成された(図43M)。さらに、B細胞、好中球、赤血球、及びCD34+細胞系統の同等の再構成が、RNP32又は模擬電気穿孔細胞を注入したマウスで観察された(図43M)。 Subpopulations of cells within the bone marrow were then identified by FACS analysis to determine the level of multilineage engraftment. Human chimerism and lineage rearrangement (CD45+, CD15+, CD19+, glycophorin A (GlyA, CD235a+), lineage, and CD34+, and mouse CD45+ marker expression) in BM were determined and analyzed by flow cytometry. The frequency of GlyA+ cells was calculated as GlyA+ cells/total cells in BM. Human chimerism was defined as human CD45/(human CD45+mCD45). Analysis revealed high levels of human chimerism and no difference compared to mock-electroporated cells. Greater than 90% human chimerism was achieved in both mock and RNP32 edited mouse groups (Fig. 43M). Furthermore, comparable reconstitution of B-cell, neutrophil, erythroid, and CD34+ cell lineages was observed in mice injected with RNP32 or mock-electroporated cells (Fig. 43M).

また、RNP32編集CD34+細胞由来のCD235a+(GlyA+)赤血球細胞による、長期的なHbF誘導についても解析した。骨髄から得られたGlyA+細胞をγグロビンの発現について染色し、フローサイトメトリーを介して解析した。編集された細胞は汎細胞分布を示し、細胞の約90%がF陽性であった(図43N)。さらに、GlyA+細胞集団を蛍光活性化細胞選別(FACS)によって単離して採取し、HPLC等級水に溶解した。次に溶解産物をUPLCによってHbF発現について評価した。図43Oは、GlyA+細胞によるγ/β様鎖(%)として計算された、50%を超えるGlyA+集団内のHbF発現を描写する。 Long-term HbF induction by CD235a+ (GlyA+) erythroid cells derived from RNP32-edited CD34+ cells was also analyzed. GlyA+ cells obtained from bone marrow were stained for γ-globin expression and analyzed via flow cytometry. Edited cells exhibited a pancellular distribution, with approximately 90% of cells being F-positive (Fig. 43N). Additionally, the GlyA+ cell population was isolated and harvested by fluorescence activated cell sorting (FACS) and dissolved in HPLC grade water. Lysates were then assessed for HbF expression by UPLC. FIG. 43O depicts HbF expression within the GlyA+ population over 50%, calculated as γ/β-like chains (%) by GlyA+ cells.

これらのデータは、堅牢な長期HbF誘導が、ヒトCD34+細胞のRNP32編集で達成されることを示す。さらに、RNP32編集は、CD34+細胞の生着及び系統再構成能力に悪影響を及ぼさない。 These data demonstrate that robust long-term HbF induction is achieved with RNP32 editing of human CD34+ cells. Furthermore, RNP32 editing does not adversely affect the engraftment and lineage reconstitution capacity of CD34+ cells.

実施例16:NSG(NOD-SCIDIl2rγNull)マウスへのRNP32編集mPB CD34+細胞の注入はクローン性増殖のない20週間にわたる編集された細胞の高度にポリクローナルで安定した生着を実証する
RNP32(表15)由来のインデルが、ポリクローナルプロファイルを縦断的に維持するかどうかを判定するために、動員末梢血(mPB)からのヒト成人CD34+細胞を非照射NSG(NOD-SCIDIl2rγNull)(Jacksonlab系統名:NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(「NSG」)マウスに注入した。簡潔に述べると、SCF、TPO及びFLT3を添加したX-Vivo10培地中での48時間の予備刺激後に、62.5×10/mLのmPBCD34+細胞を、6μMのRNP32又は緩衝液のみ(「模擬」)を用いたMaxCyte電気穿孔を介して電気穿孔した。さらに24時間後、mCD34+細胞を凍結保存した。注入の当日、mPB CD34+細胞を解凍し、ブスルファン処理NSGマウスに、尾静脈内注射を介してマウス1匹当たり500万個の細胞を注入した。注入後8、12、16、20週目にマウスから尾部切開を介して血液採取し、gDNAを単離した。注入前のCD34+細胞産物(エレクトロポレーションの24時間後)と一緒に、これらのサンプルに対してインデルプロファイル解析を実施し、多クローン性の維持を追跡した。インデルの検出には、次のプライマーを使用した:順方向=CATGGCGTCTGGACTAGGAG(配列番号1266)及び逆方向=AAACACATTTCACAATCCCTGAAC(配列番号1267)。解析したマウスのいずれにも顕著なクローン性増殖は発生せず、20週間にわたる多様なインデルプロファイルの維持が実証された(図44A)。さらに、生着後20週間で、マウスを安楽死させ、大腿骨と脛骨から骨髄(BM)を採取した。ゲノムDNAを単離し、上記のプライマーを使用してインデルプロファイル解析を実施した。末梢血に見られるように、多種多様なインデルの配列が観察された(図44B)。これは、造血が多数の編集された造血幹細胞によって再構成されたことを実証し、RNP媒介遺伝子修飾が、編集されたCD34細胞集団内のHSCの生体内での生着及び自己再生能力を損なわなかったことが示唆される。さらに、クローン増殖は観察されず、RNPによるCD34細胞の改変後に、腫瘍形成能の無制御な増殖を伴う細胞が生成されなかったことが示唆される。優勢なクローンの出現は、無制御な増殖又は腫瘍形成の潜在的な徴候であり、これはRNP32編集では見られない。
Example 16: Injection of RNP32-edited mPB CD34+ cells into NSG (NOD-SCIDIl2rγ Null ) mice demonstrates highly polyclonal and stable engraftment of edited cells for 20 weeks without clonal expansion RNP32 (Table 15) )-derived indels longitudinally maintain a polyclonal profile, human adult CD34+ cells from mobilized peripheral blood (mPB) were subjected to non-irradiated NSG (NOD-SCIDIl2rγ Null ) (Jacksonlab strain name: NOD .Cg-Prkdc scid Il2rg tm1Wjl /SzJ (“NSG”) mice were injected: Briefly, after 48 hours of pre-stimulation in X-Vivo10 medium supplemented with SCF, TPO and FLT3, 62.5× 10 6 /mL of mPBCD34+ cells were electroporated via MaxCyte electroporation with 6 μM RNP32 or buffer alone (“mock”) After an additional 24 hours, mCD34+ cells were cryopreserved on the day of injection. mPB CD34+ cells were thawed and injected into busulfan-treated NSG mice at 5 million cells per mouse via tail vein injection Tail incision was performed from mice at 8, 12, 16 and 20 weeks post-injection. Indel profile analysis was performed on these samples, along with pre-injection CD34+ cell products (24 hours after electroporation), to demonstrate the maintenance of polyclonality. The following primers were used for the detection of indels: forward = CATGGCGTCTGGACTAGGAG (SEQ ID NO: 1266) and reverse = AAACACATTTCACAATCCCTGAAC (SEQ ID NO: 1267) No significant clonal expansion was observed in any of the mice analyzed. did not occur, demonstrating maintenance of a diverse indel profile over 20 weeks (Fig. 44A).In addition, 20 weeks after engraftment, mice were euthanized and bone marrow (BM) was harvested from femurs and tibiae. Genomic DNA was isolated and indel profile analysis was performed using the above primers A wide variety of indel sequences were observed as found in peripheral blood (Fig. 44B). demonstrated reconstitution by large numbers of edited hematopoietic stem cells, suggesting that RNP-mediated genetic modification did not impair the in vivo engraftment and self-renewal capacity of HSCs within the edited CD34 cell population be done. Furthermore, no clonal expansion was observed, suggesting that cells with uncontrolled growth of tumorigenic potential were not generated after modification of CD34 cells with RNP. The emergence of dominant clones is a potential sign of uncontrolled growth or tumorigenesis, which is not seen with RNP32 editing.

実施例17:鎌状赤血球症の治療のためのRNP32の使用
本明細書に記載されているように、抗鎌状化胎児型ヘモグロビンの発現を誘導するために、HBG1及びHBG2プロモーターにおいてAsCas12a(Cpf1)RNPを用いて編集されたSCDを有する患者からのCD34+細胞を含む、鎌状赤血球症(SCD)の自系細胞療法が開発され得る。この自系細胞療法は、胎児型γグロビン鎖をコード化するHBG1及びHBG2遺伝子のプロモーターを直接標的化することによって、抗鎌状化胎児型ヘモグロビンの発現を促進する、SCDへの治療的アプローチである(図45)。
Example 17 Use of RNP32 for Treatment of Sickle Cell Disease As described herein, AsCasl2a (Cpf1) in the HBG1 and HBG2 promoters to induce expression of anti-sickling fetal hemoglobin. ) An autologous cell therapy for sickle cell disease (SCD) can be developed comprising CD34+ cells from patients with SCD edited with RNP. This autologous cell therapy is a therapeutic approach to SCD that promotes the expression of anti-sickling fetal hemoglobin by directly targeting the promoters of the HBG1 and HBG2 genes, which encode fetal gamma globin chains. There is (Fig. 45).

このような細胞療法のためのRNP32編集の効率は、3人の独立した正常な成人ドナーと4人のSCD患者ドナーから得られたCD34+細胞を使用して判定し比較した。動員末梢血CD34+細胞の7つのバッチを2つの独立した実験で使用した(表)。 The efficiency of RNP32 editing for such cell therapy was determined and compared using CD34+ cells obtained from 3 independent normal adult donors and 4 SCD patient donors. Seven batches of mobilized peripheral blood CD34+ cells were used in two independent experiments (Table).

Figure 2023521524000028
Figure 2023521524000028

簡潔に述べると、正常又はSCDドナーからのCD34+細胞を、37℃、5%二酸化炭素(CO2)の加湿インキュベーター内で、1×Glutamax、100ng/mLの幹細胞因子(SCF)、100ng/mLのトロンボポエチン(TPO)、100ng/mLのFMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)を添加したX-Vivo 10からなる培地中で、2日間予備刺激した。2日間の培養後、細胞を採取し、MaxCyte電気穿孔緩衝液に再懸濁した。RNP32(6μM、gRNA/タンパク質のモル比2)をMaxCyteGT電気穿孔装置を介してCD34+細胞に送達した。電気穿孔用OC-100カートリッジ毎に、1×10~6.25×10個の細胞を使用し得る。しかしながら、SCDドナーから入手できる細胞の数が限られていたため、各バッチの0.4×10~1×10個の細胞を電気穿孔のために使用した(図46B)。次に、予熱した完全培地を細胞に添加して、最終細胞密度を約1×10細胞/mLにした(処理中の約10%の細胞損失を仮定)。次に、電気穿孔細胞を、未処理の対照細胞(電気穿孔を受けなかった細胞)と一緒に、37℃、5%COの加湿インキュベーターに入れた。電気穿孔後1、2、及び3日目に、細胞のアリコートをカウントして生存率を判定し、さらなる解析のために細胞を採取した。 Briefly, CD34+ cells from normal or SCD donors were treated with 1×Glutamax, 100 ng/mL stem cell factor (SCF), 100 ng/mL thrombopoietin in a 37° C., 5% carbon dioxide (CO2) humidified incubator. (TPO), pre-stimulated for 2 days in medium consisting of X-Vivo 10 supplemented with 100 ng/mL FMS-like tyrosine kinase 3 ligand (Flt3L). After 2 days of culture, cells were harvested and resuspended in MaxCyte electroporation buffer. RNP32 (6 μM, gRNA/protein molar ratio of 2) was delivered to CD34+ cells via the MaxCyte GT electroporation device. Between 1×10 6 and 6.25×10 6 cells can be used per OC-100 cartridge for electroporation. However, due to the limited number of cells available from SCD donors, 0.4×10 6 to 1×10 6 cells of each batch were used for electroporation (FIG. 46B). Prewarmed complete medium was then added to the cells to give a final cell density of approximately 1×10 6 cells/mL (assuming approximately 10% cell loss during processing). Electroporated cells were then placed in a 37° C., 5% CO 2 humidified incubator along with untreated control cells (cells that did not undergo electroporation). On days 1, 2, and 3 after electroporation, aliquots of cells were counted to determine viability and cells were harvested for further analysis.

電気穿孔後1~3日目に、RNP32で処理した正常細胞とSCD CD34+細胞の間で同等の生存率が得られた(図46A、図46B)。生存率が最も低い2つのサンプル(1つのSCD及び1つの正常なドナーCD34+細胞)は、電気穿孔で使用した低い細胞数と一致した(図46B)。 Comparable viability was obtained between normal and SCD CD34+ cells treated with RNP32 1-3 days after electroporation (FIGS. 46A, 46B). The two samples with the lowest viability (1 SCD and 1 normal donor CD34+ cells) were consistent with the low cell numbers used for electroporation (Fig. 46B).

電気穿孔CD34+細胞をQuick Extractに2,000~4,000細胞/μLの濃度で再懸濁した。粗製ゲノムデオキシリボ核酸(gDNA)抽出は、溶解産物をサーモサイクラー内で、次の条件に曝すことによって実施した:65℃で15分、続いて95℃で10分。次に、以下のプライマーを使用した次世代配列決定法によって、粗製gDNAのインデルを解析した:順方向=CATGGCGTCTGGACTAGGAG(配列番号1266)及び逆方向=AAACACATTTCACAATCCCTGAAC(配列番号1267)。RNP32は、SCD CD34+細胞と同程度に効率的に正常なドナーCD34+細胞を編集した(図47A、図47C)。インデルレベルは、電気穿孔後1日目(正常、40.07%~84.39%;SCD、46.78%~79.50%)は変動したが、電気穿孔後3日目までに正常(83.13%~97.17%)とSCD CD34+細胞(83.04%~95.78%)の双方で約90%に増加した。(図47C、図47B(3日目))。1日目に観察された編集の変動レベルは、この実験で使用された細胞の数が少ないことに関連している可能性が高く、これは上記のようにSCDドナーからの細胞の入手性によって制限された。 Electroporated CD34+ cells were resuspended in Quick Extract at a concentration of 2,000-4,000 cells/μL. Crude genomic deoxyribonucleic acid (gDNA) extraction was performed by exposing the lysate to the following conditions in a thermocycler: 65°C for 15 minutes followed by 95°C for 10 minutes. Crude gDNA was then analyzed for indels by next-generation sequencing using the following primers: forward = CATGGCGTCTGGACTAGGAG (SEQ ID NO: 1266) and reverse = AAACACATTTTCACAATCCCTGAAC (SEQ ID NO: 1267). RNP32 edited normal donor CD34+ cells as efficiently as SCD CD34+ cells (FIGS. 47A, 47C). Indel levels varied on day 1 post-electroporation (normal, 40.07%-84.39%; SCD, 46.78%-79.50%) but were normal by day 3 post-electroporation (83.13%-97.17%) and SCD CD34+ cells (83.04%-95.78%) increased to about 90%. (Fig. 47C, Fig. 47B (day 3)). The variable level of editing observed on day 1 was likely related to the low number of cells used in this experiment, which as described above was due to the availability of cells from SCD donors. Limited.

RNP32は、HBG1とHBG2の双方のプロモーターを認識する。双方の部位での切断は、4.9kbの介在配列の欠失につながり得る。4.9kb欠失の頻度を評価するために、2つのddPCRアッセイ、オンターゲットアンプリコンと参照アンプリコンを設計した(図48A)。プライマーとプローブの相対位置を図48Aに示し、配列を図48Bに記載する。各サンプル毎におよそ1.1ngのgRNAをPCRプレートの液滴ジェネレーター(BioRad)に入れて、製造業者取扱い説明書に従って液滴を生成した。次にプレートをサーモサイクラーに移し、以下のプロトコルを実行した:98℃で10分を1サイクル、94℃で30秒を40サイクル、及び94℃で2分と、それに続く98℃で10分の1サイクル、及び4℃での保持。その後、a)陰性、b)オンターゲットアンプリコンと参照アンプリコンの双方について陽性、c)オンターゲットについてのみ陽性、d)参照についてのみ陽性である、液滴の定量化とカウントのためにプレートを液滴リーダー(BioRad)に移した。4.9kb欠失の百分率を判定するために、次の式を各サンプルに適用した。

Figure 2023521524000029
RNP32 recognizes both the HBG1 and HBG2 promoters. Truncation at both sites can lead to deletion of the 4.9 kb intervening sequence. Two ddPCR assays, an on-target amplicon and a reference amplicon, were designed to assess the frequency of the 4.9 kb deletion (Figure 48A). The relative positions of primers and probes are shown in Figure 48A and the sequences are listed in Figure 48B. Approximately 1.1 ng of gRNA for each sample was placed in a PCR plate droplet generator (BioRad) to generate droplets according to the manufacturer's instructions. The plate was then transferred to a thermocycler and the following protocol was run: 1 cycle of 98°C for 10 min, 40 cycles of 94°C for 30 sec, and 94°C for 2 min followed by 98°C for 10 min. 1 cycle and hold at 4°C. Plates were then plated for quantification and counting of droplets that were a) negative, b) positive for both on-target and reference amplicons, c) positive only for on-target, d) positive only for reference. Transferred to a droplet reader (BioRad). To determine the percentage of 4.9 kb deletion, the following formula was applied to each sample.
Figure 2023521524000029

参照補正係数は、対照サンプルの[(オンターゲット濃度)/(参照濃度)]の平均として計算した。 * Reference correction factor was calculated as the mean of [(on-target concentration)/(reference concentration)] of control samples.

RNP32によるオンターゲット編集はまた、HBG1プロモーターとHBG2プロモーターの間の4.9kb断片の欠失ももたらし、これは、電気穿孔後1日目に正常(16.4%~38.5%)及びSCD CD34+細胞(20.7%~32.4%)の双方でβグロビン遺伝子座の約27%の頻度で発生した(図49A、図49B)。 On-target editing by RNP32 also resulted in the deletion of a 4.9 kb fragment between the HBG1 and HBG2 promoters, which resulted in normal (16.4%-38.5%) and SCD at day 1 post-electroporation. It occurred at approximately 27% frequency of the β-globin locus in both CD34+ cells (20.7%-32.4%) (Figure 49A, Figure 49B).

正常細胞及びSCD CD34+細胞の赤血球子孫もまた特性決定され、RNP32編集CD34+細胞が赤血球細胞に分化する能力が判定された。簡潔に述べると、電気穿孔後1日目(上述)に、12万個の細胞を赤血球誘導培地で培養し、Giarratanaらによって開発された修正3段階分化プロトコル(Giarratana,2005)を用いて赤血球を発生させた。CD34+細胞は、1×GlutaMAX(Gibco)、100U/mLペニシリン、100mg/mLストレプトマイシン、5%ヒトAB+プラズマ、330μg/mLヒトholoトランスフェリン、20mg/mLヒトインスリン、2U/mLヘパリン、1μMヒドロコルチゾン、3U/mL組換えヒトエリスロポエチン(EPO)、100ng/mL SCF、及び5ng/mLインターロイキン(IL)-3を添加したイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)からなるステップ1培地中で7日培養した。7日目に、ヒドロコルチゾンとIL-3が不在であること以外はステップ1培地と同じであるステップ2培地に細胞を移し、4日間培養した。次に、ステップ2培地と同様であるが、SCFの添加がなく、5%ヒトAB+血漿が5%ノックアウト血清代替え物(Gibco)で置換された、ステップ3培地で細胞を7日間培養した。18日間の培養の終わりに、10μLの細胞を90μLの赤血球蛍光活性化細胞選別(FACS)マスターミックスで15分間4℃で染色し、Guava easyCyte 12HTフローサイトメーター上で取得して、核除去頻度を判定した。サンプル当たり最大120mLの細胞懸濁液を500×gで5分間遠心沈殿し、各サンプルの総量を20mLに低減した。次に、細胞懸濁液をAcrodisc WBCシリンジフィルターを通過させ、有核細胞を除去し、得られたRBCを本実施例に記載される実験におけるさらなる解析のために使用した。 Erythroid progeny of normal and SCD CD34+ cells were also characterized to determine the ability of RNP32-edited CD34+ cells to differentiate into erythroid cells. Briefly, on day 1 after electroporation (described above), 120,000 cells were cultured in erythrocyte induction medium and erythrocytes were induced using a modified three-step differentiation protocol developed by Giarratana et al. (Giarratana, 2005). generated. CD34+ cells were treated with 1×GlutaMAX (Gibco), 100 U/mL penicillin, 100 mg/mL streptomycin, 5% human AB+ plasma, 330 μg/mL human holo transferrin, 20 mg/mL human insulin, 2 U/mL heparin, 1 μM hydrocortisone, 3 U/mL Cultured for 7 days in Step 1 medium consisting of Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM) supplemented with mL recombinant human erythropoietin (EPO), 100 ng/mL SCF, and 5 ng/mL interleukin (IL)-3. On day 7, cells were transferred to step 2 medium, which was identical to step 1 medium except that hydrocortisone and IL-3 were absent, and cultured for 4 days. Cells were then cultured for 7 days in Step 3 medium, which was similar to Step 2 medium but without the addition of SCF and in which 5% human AB plus plasma was replaced with 5% knockout serum replacement (Gibco). At the end of 18 days of culture, 10 μL of cells were stained with 90 μL of erythrocyte fluorescence-activated cell sorting (FACS) master mix for 15 min at 4° C. and acquired on a Guava easyCyte 12HT flow cytometer to determine nuclear elimination frequency. Judged. A maximum of 120 mL of cell suspension per sample was spun down at 500 xg for 5 minutes, reducing the total volume of each sample to 20 mL. The cell suspension was then passed through an Acrodisc WBC syringe filter to remove nucleated cells and the resulting RBCs were used for further analysis in the experiments described in this example.

赤血球誘導条件下に置かれた場合、正常及びSCD CD34+細胞(RNP32編集細胞及び未編集細胞)は、18日間で全ての実験群にわたって、平均して23,000倍の堅牢な増殖をした(図50A、表20)。18日目には、培養物は、赤芽球、RBC、及び押し出された核(ピレノサイト)から構成されていた(データ未掲載)。全ての群の赤血球細胞の約80%が最終成熟に達し、それらの核を喪失した(図50B)。要約すると、同等の倍数増殖と最終成熟は、RNP32電気穿孔の有無にかかわらず、正常及びSCD CD34+細胞によって達成された。 When placed under erythroid-inducing conditions, normal and SCD CD34+ cells (RNP32-edited and unedited cells) underwent a robust proliferation that averaged 23,000-fold across all experimental groups in 18 days (Fig. 50A, Table 20). At day 18, cultures consisted of erythroblasts, RBCs, and extruded nuclei (pirenocytes) (data not shown). Approximately 80% of erythroid cells in all groups reached terminal maturation and lost their nuclei (Fig. 50B). In summary, comparable fold expansion and terminal maturation were achieved by normal and SCD CD34+ cells with and without RNP32 electroporation.

Figure 2023521524000030
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RNP32による編集後の正常及びSCD CD34+細胞の赤血球子孫におけるHbF誘導もまた特性決定し、グロビン鎖分析を実施した。様々なヘモグロビンサブユニットの発現は、Masala and Manca(Masala 1994)によって記載された方法から修正された逆相超高速液体クロマトグラフィー(RP-UPLC)を使用して分析した。上記の赤血球分化からの濾過後の1×10個の細胞を、リン酸緩衝食塩水(PBS)-0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)で1回洗浄し、50μLの液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)級水に溶解した。サンプルをAgilent 1290 UPLCシステム上に負荷した。溶出は、参照波長なしで220nmで追跡した。グロビン鎖は、この順で溶出された:β、α、AγT(一般的なAγ変異型、HBG1の遺伝子産物)、Gγ(HBG2の遺伝子産物)、及びAγ(HBG1の遺伝子産物)。各ピークの下の曲線下面積は各グロビン鎖の相対的な存在量に近似し、HbFのレベルを計算するために使用された。HbAはα2β2から構成され、HbFはα2γ2から構成されるので、HbF発現のレベルは、(Aγ+Gγ)/(Aγ+Gγ+β)(%)、又は(AγT+Aγ+Gγ)/(AγT+Aγ+Gγ+β)(%)として計算し、γ/β様(%)として標識した。 HbF induction in erythroid progeny of normal and SCD CD34+ cells after editing with RNP32 was also characterized and globin chain analysis was performed. Expression of various hemoglobin subunits was analyzed using reverse-phase ultra-performance liquid chromatography (RP-UPLC) modified from the method described by Masala and Manca (Masala 1994). 1×10 6 cells after filtration from the above erythroid differentiation were washed once with phosphate-buffered saline (PBS)-0.5% bovine serum albumin (BSA) and 50 μL of liquid chromatography-mass Dissolved in analytical (LC-MS) grade water. Samples were loaded onto an Agilent 1290 UPLC system. Elution was followed at 220 nm without reference wavelength. The globin chains were eluted in this order: β, α, AγT (common Aγ variant, gene product of HBG1), Gγ (gene product of HBG2), and Aγ (gene product of HBG1). The area under the curve under each peak approximated the relative abundance of each globin chain and was used to calculate levels of HbF. Since HbA is composed of α2β2 and HbF is composed of α2γ2, the level of HbF expression is calculated as (Aγ+Gγ)/(Aγ+Gγ+β) (%) or (AγT+Aγ+Gγ)/(AγT+Aγ+Gγ+β) (%), where γ/ Labeled as β-like (%).

濾過後のRBCにおけるHbF+細胞(HbF発現細胞)の頻度は、Thorpe(Thorpe 1994)によって記載された方法を使用して判定した。手短に述べると、上記の赤血球分化からのRBCを4%ホルムアルデヒドを用いて固定し、氷冷アセトンで透過処理し、PBS-0.5%BSAで洗浄し、HbF+細胞FACSマスターミックスを用いて染色した。細胞をPBS-0.5%BSAで洗浄し、NucRed(2滴/mL)を含むPBS0.5%に再懸濁し、Guavaフローサイトメーターで取得した。 The frequency of HbF+ cells (HbF-expressing cells) in RBCs after filtration was determined using the method described by Thorpe (Thorpe 1994). Briefly, RBCs from the erythroid differentiation described above were fixed with 4% formaldehyde, permeabilized with ice-cold acetone, washed with PBS-0.5% BSA, and stained with HbF+ cell FACS master mix. bottom. Cells were washed with PBS-0.5% BSA, resuspended in PBS 0.5% containing NucRed (2 drops/mL) and acquired on a Guava flow cytometer.

RNP32を用いて電気穿孔された、正常及びSCD CD34+細胞由来の赤血球細胞は、上昇した汎細胞HbF発現を実証した。処理された正常ドナー群では、平均43.26%のHbF(38.38%~51.60%)、処理されたSCDドナー群では54.21%のHbF(48.63%~58.99%)が測定され、未処理正常ドナー群とSCDドナー群で、それぞれ13.98%(10.49%~17.97%)と21.16%(16.54%~27.92%)のバックグラウンドから、有意に増加した(図51A、表20)。さらに、どちらかのドナータイプ(正常又はSCDドナー)のRNP32電気穿孔CD34+細胞由来のRBCは、平均で92%を超えてHbF+であり(正常、90.61%~93.85%;SCD、93.29%~94.50%)(図51B、表20)、これは、それぞれの未処理CD34+細胞由来のRBC(正常、37.76%~58.23%;SCD、50.09%~71.27%)と比較して、有意に上昇した。したがって、高いRNP32編集レベルは、生体内赤血球分化後のHbFレベルの上昇をもたらし、HbFの50%超がRNP32由来の赤血球で測定された(図51C)。 Erythroid cells from normal and SCD CD34+ cells electroporated with RNP32 demonstrated elevated pancellular HbF expression. An average of 43.26% HbF (38.38%-51.60%) in the treated normal donor group and 54.21% HbF (48.63%-58.99%) in the treated SCD donor group ) was measured, with 13.98% (10.49%-17.97%) and 21.16% (16.54%-27.92%) backs in the untreated normal and SCD donor groups, respectively. Significantly increased from ground (Fig. 51A, Table 20). Furthermore, RBCs derived from RNP32-electroporated CD34+ cells of either donor type (normal or SCD donor) averaged over 92% HbF+ (normal, 90.61%-93.85%; SCD, 93 .29%-94.50%) (FIG. 51B, Table 20), which is higher than that of RBCs from each untreated CD34+ cell (normal, 37.76%-58.23%; SCD, 50.09%-71%). .27%). Thus, high RNP32 editing levels resulted in elevated HbF levels after in vivo erythroid differentiation, with more than 50% of HbF measured in RNP32-derived erythrocytes (FIG. 51C).

図51Bに示すように、いくつかのアッセイを実施して、未処理の鎌状赤血球患者細胞における、より少ない程度で正常ドナーからの未処理細胞における、胎児型ヘモグロビンの上昇の臨床的関連性を実証した。CD34+細胞をRBCに分化させてこれらのアッセイを実施するために使用される生体外培養のために、SCD患者由来の未処理細胞には、HbFの高いバックグラウンドがある。これはこれらの培養条件で予想され、Metais et al.(Metais 2019)によって以前に報告されている。このことは、未改変細胞に比べて改変細胞で得られる利点の全容を部分的に覆い隠す可能性が高い。 As shown in Figure 51B, several assays were performed to demonstrate the clinical relevance of elevated fetal hemoglobin in untreated sickle cell patient cells and, to a lesser extent, in untreated cells from normal donors. Proven. Untreated cells from SCD patients have a high background of HbF due to the ex vivo culture used to differentiate CD34+ cells into RBCs to perform these assays. This is expected under these culture conditions and has been reported by Metais et al. (Metais 2019) previously reported. This likely partially obscures the full benefits obtained with modified cells over unmodified cells.

低酸素誘導HbS重合の結果としてのRBCの鎌状化に対するHbF誘導の影響を評価するために、未編集SCD CD34+細胞(未編集対照細胞)由来の未処理RBC及び編集SCD CD34+細胞由来のRBCを、酸素捕捉剤であるメタ重亜硫酸ナトリウム溶液と共にインキュベートして、細胞懸濁液から酸素を除去し、それによって細胞を非常に低い酸素分圧下に置いた。次に、未編集SCD CD34+細胞由来の鎌状RBCと、RNP-32編集SCD CD34+細胞由来の鎌状赤血球の百分率を判定し、比較した。 To assess the effect of HbF induction on RBC sickling as a result of hypoxia-induced HbS polymerization, untreated RBCs from unedited SCD CD34+ cells (unedited control cells) and RBCs from edited SCD CD34+ cells were , oxygen was removed from the cell suspension by incubating with the oxygen scavenger sodium metabisulfite solution, thereby placing the cells under a very low partial pressure of oxygen. The percentage of sickle RBCs from unedited SCD CD34+ cells and sickle red blood cells from RNP-32 edited SCD CD34+ cells was then determined and compared.

簡潔に述べると、細胞を最初に赤血球細胞を生成するように誘導した。上記のような赤血球分化アッセイから100万個のRNP32編集RBCを採取し、PBS-0.5%BSAで洗浄した。次に、細胞ペレットを20μLのPBSに再懸濁し、水中の20μLの2%(重量/体積)のメタ重亜硫酸ナトリウムと混合した。次に、この細胞混合物の1滴(およそ20μL)を顕微鏡用スライドに載せて、カバーガラスで覆い、端を密封した。スライドは、形態的変化を画像化及び解析する前に、室温で1~4時間保存した。平均鎌状化頻度は、未処理SCD RBC(19.9%の平均HbFを有する)の38.3%から、RNP32編集SCD RBC(53.8%の平均HbFを有する)の10.6%に減少し、SCD患者からの未編集RBCと比較して、SCD患者からのRNP32編集RBCの鎌状化形態の約4分の1の減少に相当する(図52)。メタ重亜硫酸ナトリウムは、生理学的に一般的に観察されるレベルを下回る極度の低酸素症につながり、したがって、生体内で編集細胞からの鎌状RBCの割合がさらに低くなることが予想される。 Briefly, cells were initially induced to generate red blood cells. One million RNP32-edited RBCs were harvested from the erythroid differentiation assay as described above and washed with PBS-0.5% BSA. The cell pellet was then resuspended in 20 μL of PBS and mixed with 20 μL of 2% (weight/volume) sodium metabisulfite in water. A drop (approximately 20 μL) of this cell mixture was then placed on a microscope slide, covered with a cover slip, and the edges sealed. Slides were stored at room temperature for 1-4 hours prior to imaging and analysis of morphological changes. The mean sickling frequency went from 38.3% in untreated SCD RBCs (with a mean HbF of 19.9%) to 10.6% in RNP32-edited SCD RBCs (with a mean HbF of 53.8%). decreased, corresponding to an approximately four-fold reduction in the sickling morphology of RNP32-edited RBCs from SCD patients compared to unedited RBCs from SCD patients (FIG. 52). Sodium metabisulfite leads to extreme hypoxia below levels commonly observed in physiology, and thus is expected to result in a lower proportion of sickle RBCs from edited cells in vivo.

SCD RBCの変形能もまた評価した。HbF誘導が、脱酸素化された際にSCD RBCの剛性を低下させて変形能を改善するかどうかを評価するために、SCDを有する患者からの未処理RBCと、SCD患者からのRNP32編集RBCとを、酸素分圧を下げながら剪断応力が印加される、Lorrca ektacytometerで分析した(図53A)。(上記のような)赤血球分化からの濾過後の1500万のRBCを採取し、PBS-0.5%BSAで洗浄した。細胞を500×gで5分間遠心分離し、1.5mlのOXY ISO溶液(Lorrca)に再懸濁し、転倒混和して穏やかに混合した。次に、細胞懸濁液をLorrca ektacytometer上に負荷し、製造業者の説明書に従って酸素スキャンを実施して、脱酸素時の剪断応力下でのRBCの変形能を測定した。RBC変形能は、伸長指数(EI)として表され(図53A)、「鎌状化点」は、SCD RBCが鎌状化し始め、脱酸素中に5%を超えてEIを失ったときの相対酸素圧に相当した。3人の異なるドナーからの健常成人ヘモグロビン(HbA及びHbF)を含有する正常RBCは、酸素分圧の低下による影響を受けなかった(図53B)。対照的に、4人のドナーからのSCD RBCは、酸素枯渇に対応する伸長指数の漸減によって示されるように、脱酸素化されると硬くなった(図53C(黒線))。RNP32編集CD34+細胞由来のSCD RBCは、未処理CD34+細胞由来RBCと比較して、より低い酸素分圧(鎌状化点として表される)で鎌状化し始めた(図53C(灰色線)、53D、表21)。さらに、未処理SCD RBCと比較してRNP32処理SCD RBCで観察されたより高い最小伸長指数によって示されるように、脱酸素化RNP32処理SCD RBCは、未処理SCD RBCよりも柔軟なままであった(図53E、表21)。 The deformability of SCD RBCs was also evaluated. To assess whether HbF induction reduces the stiffness of SCD RBCs and improves deformability when deoxygenated, untreated RBCs from patients with SCD and RNP32-edited RBCs from SCD patients were analyzed on a Lorrca ektacytometer in which shear stress was applied with decreasing oxygen partial pressure (Fig. 53A). Fifteen million RBCs after filtration from erythroid differentiation (as above) were harvested and washed with PBS-0.5% BSA. Cells were centrifuged at 500×g for 5 minutes, resuspended in 1.5 ml of OXY ISO solution (Lorrca) and gently mixed by inversion. Cell suspensions were then loaded onto a Lorrca ektacytometer and oxygen scans were performed according to the manufacturer's instructions to measure the deformability of RBCs under shear stress during deoxygenation. RBC deformability was expressed as the elongation index (EI) (Fig. 53A), and the "sickling point" is the relative point when SCD RBCs begin to sickle and lose more than 5% EI during deoxygenation. Corresponds to oxygen pressure. Normal RBCs containing healthy adult hemoglobin (HbA and HbF) from three different donors were unaffected by the reduction in oxygen tension (Fig. 53B). In contrast, SCD RBCs from four donors stiffened upon deoxygenation, as indicated by a gradual decrease in elongation index corresponding to oxygen depletion (Fig. 53C (black lines)). RNP32-edited CD34+ cell-derived SCD RBCs began to sickle at lower oxygen tensions (represented as sickling points) compared to untreated CD34+ cell-derived RBCs (Fig. 53C (gray line); 53D, Table 21). Furthermore, deoxygenated RNP32-treated SCD RBCs remained more flexible than untreated SCD RBCs, as indicated by the higher minimum elongation index observed in RNP32-treated SCD RBCs compared to untreated SCD RBCs ( Fig. 53E, Table 21).

Figure 2023521524000031
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次に、RNP32編集CD34+細胞由来SCD RBCの鎌状化の減少と柔軟性の増加が、レオロジー的挙動の改善につながるかどうかを評価するために、マイクロ流体プラットフォームを使用してRBCを評価した。マイクロ流体プラットフォームは、様々な酸素条件下で培養されたSCD RBCのバルクフローを直接観察するために、微小血管系の血流を複製した。脱酸素化されると、HbSの細胞内重合により、RBCは柔軟性がなくなって硬くなり、これは、マイクロチャネルを通過する速度の低下につながる。簡潔に述べると、上記の赤血球誘導後の濾過に続いて、1億5000万個のRBCを遠心沈殿し、新鮮なステップ3培地に再懸濁して最終濃度を10×10個の細胞/mLにした。培養されたRBCをPBSで洗浄し、PBSに再懸濁して、20%の目標ヘマトクリット値を達成した。15μL体積の培養RBCを一定圧力下でデバイス上に負荷し、ガス混合装置を介して制御される、様々なレベルの酸素に曝露した。高速度カメラで流れを撮影し、MATLAB(登録商標)のKanade-Lucus-Tomasi特徴追跡を使用して、チャネルを流れる血流速度を判定した。次に、細胞の速度を一定範囲の酸素レベル下で測定した。静脈循環で観察される典型的な酸素レベルは、およそ4%~6%の酸素である。 Next, to assess whether the reduced sickling and increased flexibility of RNP32-edited CD34+ cell-derived SCD RBCs lead to improved rheological behavior, RBCs were evaluated using a microfluidic platform. A microfluidic platform replicated microvasculature blood flow to directly observe the bulk flow of SCD RBCs cultured under various oxygen conditions. Upon deoxygenation, intracellular polymerization of HbS causes RBCs to become inflexible and rigid, which leads to reduced velocity through microchannels. Briefly, following filtration after red blood cell induction as described above, 150 million RBCs were spun down and resuspended in fresh Step 3 medium to a final concentration of 10×10 6 cells/mL. made it Cultured RBCs were washed with PBS and resuspended in PBS to achieve a target hematocrit of 20%. A 15 μL volume of cultured RBCs was loaded onto the device under constant pressure and exposed to varying levels of oxygen controlled via a gas mixer. The flow was imaged with a high speed camera and Kanade-Lucus-Tomasi feature tracking in MATLAB® was used to determine blood flow velocity through the channel. Cell velocities were then measured under a range of oxygen levels. Typical oxygen levels observed in the venous circulation are approximately 4% to 6% oxygen.

正常ドナーからのRBCは、酸素依存性のレオロジー障害を示さなかった(図54A、図54B)。RNP32編集SCD CD34+細胞由来のRBCのレオロジー挙動は完全には正常化しなかったが、それらは未処理SCD CD34+細胞由来のRBCと比較して、低酸素中により低い障害の程度を示し、速度の低下の発生前により極度の低酸素が必要であった(未処理SCD CD34+細胞由来のRBCでは10%の酸素、RNP32編集SCD CD34+細胞由来のRBCでは6%の酸素)。図54Cに示すように、RNP32編集SCD CD34+細胞(丸)由来のRBCは、生理的酸素レベルで、未処理SCD CD34+細胞(三角形)由来のRBCと比較して、劇的に改善されたレオロジー的挙動を実証した。正常ドナーからの未編集RBC(菱形)は、酸素依存性のレオロジー障害を示さなかった。RNP32編集SCD CD34+細胞由来のRBCのレオロジー挙動は完全には正常化しなかったが、それらは未編集SCD患者 CD34+細胞由来のRBCと比較して、低酸素中により低い障害の程度を示し、速度の低下の発生により極度の低酸素が必要であった。特に、静脈循環中で典型的に観察される酸素レベルでは、RNP32編集CD34細胞由来の赤血球の速度は、正常なドナー細胞由来のRBCと比較して、ほぼ完全に正常化した。低酸素下でのレオロジー障害の減少は、RBC中のHbFレベルの増加とも強く相関していた(図54D、図54E)。例えば、図54Eは、最高のHbFレベルを有するRBCが、4%の生理学的酸素レベルで最高の速度を示したことを示す。これは、RNP32編集SCD CD34+細胞由来のRBCで観察されるように、鎌状赤血球症患者からのRBCの表現型補正が、HbF発現量が非常に高い場合に最大となることを示している(図54D、図54E)。 RBCs from normal donors did not show oxygen-dependent rheological disturbances (Figs. 54A, 54B). Although the rheological behavior of RBCs derived from RNP32-edited SCD CD34+ cells was not completely normalized, they exhibited a lower degree of injury and decreased velocity during hypoxia compared to RBCs derived from untreated SCD CD34+ cells. (10% oxygen for RBCs from untreated SCD CD34+ cells, 6% oxygen for RBCs from RNP32-edited SCD CD34+ cells) was required before the development of . As shown in FIG. 54C, RBCs derived from RNP32-edited SCD CD34+ cells (circles) exhibited dramatically improved rheological changes at physiological oxygen levels compared to RBCs derived from untreated SCD CD34+ cells (triangles). demonstrated behavior. Unedited RBCs (diamonds) from normal donors showed no oxygen-dependent rheological impairment. Although the rheological behavior of RBCs derived from RNP32-edited SCD CD34+ cells did not completely normalize, they exhibited a lower degree of injury during hypoxia and increased kinetics compared to RBCs derived from unedited SCD patient CD34+ cells. Extreme hypoxia was required due to the onset of depression. Notably, at oxygen levels typically observed in venous circulation, the velocity of red blood cells from RNP32-edited CD34 cells was almost completely normalized compared to RBCs from normal donor cells. Decreased rheological disturbances under hypoxia were also strongly correlated with increased HbF levels in RBCs (Figs. 54D, 54E). For example, FIG. 54E shows that RBCs with the highest HbF levels exhibited the highest velocities at a physiological oxygen level of 4%. This indicates that phenotypic correction of RBCs from sickle cell patients is maximal when HbF expression is very high, as observed in RBCs derived from RNP32-edited SCD CD34+ cells ( 54D, 54E).

要約すると、2つの試験を実施して、RNP32を用いたSCD及び正常CD34+細胞の編集を調査し、赤血球子孫における機能的結果を判定した。RNP32は、正常及びSCD CD34+細胞を効率的に編集し、電気穿孔後3日目に約90%の挿入及び/又は欠失(インデル)を達成した。RNP32を用いたCD34+細胞の編集は、赤血球の分化又は成熟に悪影響を及ぼさなかった。堅牢なHbF発現が得られ、RNP32で編集された正常及びSCD CD34+細胞由来のRBCの総ヘモグロビンの平均それぞれ43.26%と54.21%が、汎細胞様式で分布した(平均で92%を超えるRBC)。RNP32編集SCD CD34+細胞由来のRBCにおける高レベルのHbF発現は、未処理SCD CD34+細胞由来のRBCと比較して、脱酸素時の鎌状化の減少、剪断応力下での変形能の改善、及びマイクロ流体チャネルを通る流れの改善と一致した。潜在的に治療妥当なレベルのHbFは、HBG1及びHBG2プロモーター領域でのCD34+細胞の非常に効率的なRNP32編集によって達成された。これは、赤血球の鎌状化の減少とレオロジー特性の改善につながり、これは鎌状赤血球症の治療にRNP32を使用する自系細胞療法に有利である。 In summary, two studies were performed to investigate editing of SCD and normal CD34+ cells with RNP32 to determine functional consequences in erythroid progeny. RNP32 efficiently edited normal and SCD CD34+ cells, achieving approximately 90% insertions and/or deletions (indels) 3 days after electroporation. Editing of CD34+ cells with RNP32 did not adversely affect erythroid differentiation or maturation. Robust HbF expression was obtained and an average of 43.26% and 54.21% of total hemoglobin in RBCs from RNP32-edited normal and SCD CD34+ cells, respectively, was distributed in a pan-cellular manner (92% on average). RBC exceeding). High levels of HbF expression in RBCs derived from RNP32-edited SCD CD34+ cells were associated with reduced sickling upon deoxygenation, improved deformability under shear stress, and improved deformability under shear stress compared to RBCs from untreated SCD CD34+ cells. Consistent with improved flow through microfluidic channels. Potentially therapeutically relevant levels of HbF were achieved by highly efficient RNP32 editing of CD34+ cells at the HBG1 and HBG2 promoter regions. This leads to reduced sickling and improved rheological properties of red blood cells, which is advantageous for autologous cell therapy using RNP32 for the treatment of sickle cell disease.

実施例18:CD34+細胞中でRNP32によって生成されたオンターゲットインデルのメタ分析
CRISPR/Cas編集に続く、非相同末端結合(NHEJ)及びマイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)などのDNA修復機序は、数百の異なる遺伝子型を含む非常に不均一な修復結果をもたらす。RNP32のために使用される酵素であるCpf1(AsCas12aとも称される)を使用した場合に生じる編集結果は、詳細には特徴付けられていない。Cpf1編集は、4ヌクレオチドの5’オーバーハングをもたらし(図55Aを参照されたい)、これはSpCas9編集の平滑末端(図41Aを参照されたい)とはかなり異なる。本実施例で使用される「切断部位」は、RNP32を用いた編集の結果生じた予想されるオーバーハングの中央の位置を指すために使用される(図55A、灰色破線)。
Example 18: Meta-analysis of on-target indels generated by RNP32 in CD34+ cells , yielding highly heterogeneous repair outcomes involving hundreds of different genotypes. The editing results that occur when using Cpf1 (also called AsCasl2a), the enzyme used for RNP32, have not been characterized in detail. Cpf1 editing results in a 4-nucleotide 5′ overhang (see FIG. 55A), which is quite different from the blunt end of SpCas9 editing (see FIG. 41A). "Cleavage site" as used in this example is used to refer to the central position of the expected overhang resulting from editing with RNP32 (Fig. 55A, gray dashed line).

DNA修復機序は、1~およそ50塩基対(bp)のサイズのインデルを生じることが多く、これは通常、PCRベースの標的化配列決定アッセイによって検出される。より複雑なゲノム修復の結果もまた記載されており( 2018; 2018; 2020)、切除と称される約50bpを超えるオンターゲット遺伝子座での欠失と、転座とが含まれる。これらのより複雑な再配置には、正確な定量化のためにその他の方法が必要である(例えば、PCT/US2018/012652号明細書を参照されたい)。 DNA repair mechanisms often produce indels of size from 1 to approximately 50 base pairs (bp), which are commonly detected by PCR-based targeted sequencing assays. The consequences of more complex genome repair have also been described (2018; 2018; 2020) and include deletions at on-target loci of greater than about 50 bp, termed excisions, and translocations. These more complex rearrangements require other methods for accurate quantification (see, eg, PCT/US2018/012652).

RNP32によって生成されたインデルプロファイルを判定するために、PCRベースの標的化配列決定アッセイを使用して、RNP32によって生成された遠位CCAATボックスで1bp~およそ50bpのサイズのインデルを特性決定した。インデルパターンは、様々な遺伝子型(正常対鎌状赤血球症)及び動員レジメン(プレリキサフォル単独対G-CSF単独対G-CSFとプレリキサフォル)にわたる様々なサンプルで検討した(表12)。このメタ分析は、CCAATボックスでのRNP編集が、様々なサンプル及び編集レベルで再現可能な明確なインデルプロファイルをもたらすことを実証する。 To determine the indel profile generated by RNP32, a PCR-based targeted sequencing assay was used to characterize indels ranging in size from 1 bp to approximately 50 bp in the distal CCAAT box generated by RNP32. Indel patterns were examined in different samples across different genotypes (normal vs. sickle cell disease) and mobilization regimens (plelixafor alone vs. G-CSF alone vs. G-CSF and plelixafor) (Table 12). . This meta-analysis demonstrates that RNP editing in the CCAAT box results in distinct indel profiles that are reproducible across different samples and editing levels.

Figure 2023521524000032
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このメタ分析では、12人の異なるドナー(正常ドナー及びSCDドナー)からの動員末梢血CD34+細胞を使用した(表22)。正常ドナーからの5つのサンプルは、大規模なプロセスを使用して生成した(表22、実験SCD1)。簡単に述べると、ロイコパック(HemaCare又はKeyBiologics)は、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)とプレリキサフォルを用いて動員された正常なドナーから得られた。CD34+細胞は、CliniMACS Plusシステムを使用して濃縮し、分注してCryostor CS10内で凍結保存し、液体窒素気相で保存した。CD34+細胞を解凍し、1×Glutamax、100ng/mL幹細胞因子(SCF)、100ng/mLトロンボポエチン(TPO)、100ng/mL FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)を添加したX-Vivo 10からなる完全培地で2日間培養して、最終濃度8μMとなるようにRNP32(gRNA/タンパク質のモル比2)と混合し、製造業者の取扱い説明書に従って、Maxcyte GT電気穿孔装置を使用して電気穿孔した。細胞物質を電気穿孔に続いて一晩培養し、分注してCryostor CS10内で凍結保存し実験の準備が整うまで液体窒素気相内で保存した。 This meta-analysis used mobilized peripheral blood CD34+ cells from 12 different donors (normal and SCD donors) (Table 22). Five samples from normal donors were generated using the large scale process (Table 22, experiment SCD1). Briefly, leukopacs (HemaCare or KeyBiologics) were obtained from normal donors mobilized with granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) and plelixafor. CD34+ cells were enriched using the CliniMACS Plus system, aliquoted and cryopreserved in a Cryostor CS10 and stored in liquid nitrogen vapor phase. Thaw CD34+ cells and complete medium consisting of X-Vivo 10 supplemented with 1×Glutamax, 100 ng/mL Stem Cell Factor (SCF), 100 ng/mL Thrombopoietin (TPO), 100 ng/mL FMS-like Tyrosine Kinase 3 Ligand (Flt3L) for 2 days, mixed with RNP32 (gRNA/protein molar ratio of 2) to a final concentration of 8 μM, and electroporated using a Maxcyte GT electroporator according to the manufacturer's instructions. Cellular material was cultured overnight following electroporation, aliquoted and cryopreserved in a Cryostor CS10 and stored in liquid nitrogen gas phase until ready for experiments.

研究規模のプロセスを使用して、9つのサンプルを生成した(表22、SCD011及びSCD014)。細胞を解凍して洗浄し、1×10個の細胞/mLで、1×Glutamax、100ng/mL幹細胞因子(SCF)、100ng/mLトロンボポエチン(TPO)、100ng/mL FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)を添加したX-Vivo 10からなる完全培地で37℃、5%二酸化炭素(CO2)の湿式培養器内で2日培養した。2日間の培養後、細胞を採取し、Maxcyte電気穿孔緩衝液に再懸濁した。RNP32(gRNA/タンパク質のモル比2)を細胞懸濁液に添加して、最終濃度を6μMにした。混合物をMaxcyte OC-100カートリッジに移し、製造業者の取扱い説明書に従ってMaxcyte GT電気穿孔装置を用いて電気穿孔した。電気穿孔後、解析のために採取する前に、細胞を完全培地で1日間培養した。 A research-scale process was used to generate nine samples (Table 22, SCD011 and SCD014). Cells were thawed, washed and added at 1 x 106 cells/mL with 1 x Glutamax, 100 ng/mL stem cell factor (SCF), 100 ng/mL thrombopoietin (TPO), 100 ng/mL FMS-like tyrosine kinase 3 ligand ( The cells were cultured in a complete medium consisting of X-Vivo 10 supplemented with Flt3L) at 37° C. and 5% carbon dioxide (CO 2 ) in a wet incubator for 2 days. After 2 days of culture, cells were harvested and resuspended in Maxcyte electroporation buffer. RNP32 (gRNA/protein molar ratio of 2) was added to the cell suspension to a final concentration of 6 μM. The mixture was transferred to a Maxcyte OC-100 cartridge and electroporated using a Maxcyte GT electroporator according to the manufacturer's instructions. After electroporation, cells were cultured in complete medium for 1 day before being harvested for analysis.

サンプル中に存在する小さなインデルの割合は、ライブラリ作成方法と解析に続き、Illuminaアンプリコン配列決定(ILL-seq)で評価した。編集率を計算するための解析では、予想される切断部位の周囲の15bpのウィンドウを使用した。標的化アンプリコン配列決定産物を生成するために使用されるオリゴヌクレオチド及びアンプリコンは、図55A及び図55Bに提供される。 The proportion of small indels present in the samples was assessed by Illumina amplicon sequencing (ILL-seq) following library construction methods and analysis. A 15 bp window around the expected cleavage site was used in the analysis to calculate the edit rate. Oligonucleotides and amplicons used to generate targeted amplicon sequencing products are provided in Figures 55A and 55B.

RNP32による編集を特性決定するために、各サンプルで生成されたインデルを解析し処理した。結果は、1)標的領域内の各塩基の欠失百分率、2)挿入及び欠失中心位置の分布、及び3)挿入及び欠失長の分布を見ることで要約された。これらの解析を実施するために、以下の手順を使用して、アラインメントbamファイル中の読み取りのCIGAR文字列を処理した:
5)同じ読み取りに出現するインデルをグループ化する。
6)各読み取りからのインデルのindel_idを作成する。Indel_idはインデルを同定する文字列であり、indel_start_position+_+indel_length+_+IDとして示される。IDは、欠失の場合はNA、挿入の場合は挿入された配列である。図55Dの例を参照されたい。
7)同じindel_idを有する読み取りをグループ化する。
8)同じインデルを有する読み取りの数を数え、その総割合(wtを含む)とインデルの割合(wtを除く)を計算する。インデル中の割合は、サンプルが異なる量の全編集を有する場合に、サンプル間の比較を可能にする。
Indels generated in each sample were analyzed and processed to characterize editing by RNP32. The results were summarized by looking at 1) the deletion percentage of each base within the target region, 2) the distribution of insertion and deletion center positions, and 3) the distribution of insertion and deletion lengths. To perform these analyses, the CIGAR strings of reads in the alignment bam files were processed using the following procedure:
5) Group indels that occur in the same read.
6) Create an indel_id for the indels from each read. Indel_id is a string that identifies an indel and is indicated as indel_start_position+_+indel_length+_+ID. ID is NA for deletions and inserted sequence for insertions. See example in Figure 55D.
7) Group reads with the same indel_id.
8) Count the number of reads with the same indels and calculate their total percentage (including wt) and percentage of indels (excluding wt). Percentages in indels allow comparisons between samples when the samples have different amounts of total editing.

サンプル全体で検出された個々のインデルの再現性を解析するために、それらがサンプル全体で検出された回数とインデルの中の平均百分率を推定した。特定のサンプルでインデルが検出されなかった場合、その百分率は0%であると想定された。 To analyze the reproducibility of individual indels detected across samples, we estimated the number of times they were detected across samples and the average percentage among indels. If no indels were detected in a particular sample, the percentage was assumed to be 0%.

この解析における、各RNP32編集サンプルのインデルの合計百分率を表23に示す。約40%~53%のより低い編集を示した3つのサンプルを除いて、全てのサンプル(正常及びSCDドナーが含まれる)は、72.6%を超える全体的な編集を示した(72.6%~89.2%の範囲)。より低い編集を示したサンプルは、電気穿孔に使用された細胞数の少なさに潜在的に関連する、低生存率を有した。 The total percentage of indels for each RNP32 edited sample in this analysis is shown in Table 23. All samples (including normal and SCD donors) showed an overall compilation greater than 72.6% (72. 6% to 89.2%). Samples that showed lower editing had lower viability, potentially related to the lower number of cells used for electroporation.

Figure 2023521524000033
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合計で385個の固有のインデルが検出され、表25のサンプルの少なくとも1つで0.1%を超える百分率(総インデルのうち)で検出されたインデルのみをカウントした。 A total of 385 unique indels were detected, and only indels detected at a percentage greater than 0.1% (of total indels) in at least one of the samples in Table 25 were counted.

wt対立遺伝子と上位20のインデルを、それらの相対的な平均頻度(全サンプル中で)と共に図57に示す。最も豊富なインデルは159_-18_NAで、全サンプルの平均15.15%に存在した。特に、13bpHPFH欠失としてより一般的に知られているインデル157_-13_NAは、平均2.63%で検出された。13bpの欠失は、HbFの上昇に関連する自然発生変異である。 The wt alleles and the top 20 indels are shown in Figure 57 along with their relative average frequencies (among all samples). The most abundant indel was 159_-18_NA, present in an average of 15.15% of all samples. In particular, the indel 157_-13_NA, more commonly known as the 13bpHPFH deletion, was detected in an average of 2.63%. A 13 bp deletion is a spontaneous mutation associated with elevated HbF.

電気穿孔の24~72時間後のバルクCD34+集団(前駆細胞)のインデル解析は、この部位の編集がCas12a又はCas9のどちらに由来するかを判断し得る。Cas12aの場合、この時点で検出される最も優勢なインデルは159_-18の欠失であるが、Cas9では最も頻繁なインデルは157_-13の欠失である。さらに、この部位でCas9によって生成される最も一般的なNHEJインデルは、-1bpの欠失(169_-1_NA、表24)であり、ここでは約9.6%で発生した。対照的に、Cas12aで編集した後、生成される最も一般的なNHEJインデルは6bp及び4bpの欠失である(165_-6_NA及び167_-4_NA;表24、RNP58;表25、RNP32)。この部位のCas9と比較した場合、Cpf1は一般により大きなNHEJ欠失を生成する。 Indel analysis of the bulk CD34+ population (progenitor cells) 24-72 hours after electroporation can determine whether editing at this site is derived from Cas12a or Cas9. For Cas12a, the most prevalent indel detected at this time is the 159_-18 deletion, whereas for Cas9 the most frequent indel is the 157_-13 deletion. Furthermore, the most common NHEJ indel generated by Cas9 at this site was the -1bp deletion (169_-1_NA, Table 24), which occurred in about 9.6% here. In contrast, the most common NHEJ indels generated after editing with Casl2a are 6bp and 4bp deletions (165_-6_NA and 167_-4_NA; Table 24, RNP58; Table 25, RNP32). Cpf1 generally produces larger NHEJ deletions when compared to Cas9 at this site.

電気穿孔の24~72時間後のバルクCD34+集団(前駆細胞)のインデル解析は、この部位の編集(インデル)がCpf1又はCas9のどちらに由来するかを判断し得る。例えば、Cpf1の場合、SpCas9の平均百分率1.35%と比較して(表24を参照されたい)、この時点で検出された最も優勢なインデルは、総インデルの平均百分率15.15%の159_-18の欠失である(表25)。しかしながら、Cpf1では総インデルの2.63%である平均百分率と対比して(表25)、SpCas9の最も頻度の高いインデルは、総インデルの平均百分率31.88%の157_-13の欠失である(表24)。 Indel analysis of the bulk CD34+ population (progenitor cells) 24-72 hours after electroporation can determine whether the editing (indel) at this site is derived from Cpf1 or Cas9. For example, for Cpf1, the most prevalent indels detected at this time point were 159_ -18 deletion (Table 25). However, the most frequent indels of SpCas9 were 157_-13 deletions with an average percentage of total indels of 31.88%, compared with an average percentage of 2.63% of total indels for Cpf1 (Table 25). There is (Table 24).

インデルの中心点とインデル長の分布の結果をそれぞれ図58と図59に示す。最も一般的なインデルの中心位置(ピーク)は、切断部位から6bp離れた位置TSS:-113にあった。欠失長分布のピークは13bpと18bpで観察され、主に157_-13_NAと159_-18_NAのMMEJインデルに対応した。MMEJ修復中のマイクロホモロジー配列の切除と利用により、この経路はNHEJ経路を媒介したものよりも大きなサイズの欠失を生成する傾向がある。それらに加えて、最も一般的に観察された欠失長は5bpで9.30%であった(図60)。挿入はほとんど検出されなかった(合計寄与率0.50%)。1bp~25bpの欠失は、全てのインデルの中で92.03%の総寄与があり、(3bp~25bpの欠失は、全てのインデルの中で85.85%の総寄与があり、4bp~25bpの欠失は、全てのインデルの中で80.35%の総寄与があり、5bp~25bpの欠失は、全てのインデルの中で72.04%の総寄与があった(表25)。全体として、インデル中心点とインデル長の双方の分布は、正常及びSCDサンプルで非常に良く似ていた。上記の図41Cに示すように、4bp以上の長さのインデルの生成は、最も高いHbFの誘導をもたらす。 The results of the indel center point and indel length distribution are shown in FIGS. 58 and 59, respectively. The central position (peak) of the most common indel was at position TSS:-113, 6 bp away from the cleavage site. Deletion length distribution peaks were observed at 13 bp and 18 bp, corresponding mainly to MMEJ indels at 157_-13_NA and 159_-18_NA. Due to the excision and utilization of microhomology sequences during MMEJ repair, this pathway tends to generate larger size deletions than those mediated by the NHEJ pathway. In addition to those, the most commonly observed deletion length was 5 bp at 9.30% (Figure 60). Few insertions were detected (0.50% total contribution). Deletions of 1 bp to 25 bp have a total contribution of 92.03% among all indels (deletions of 3 bp to 25 bp have a total contribution of 85.85% among all indels, 4 bp Deletions of ~25 bp had a total contribution of 80.35% among all indels, and deletions of 5 bp to 25 bp had a total contribution of 72.04% among all indels (Table 25). Overall, the distributions of both indel centerpoints and indel lengths were very similar in normal and SCD samples.As shown in Figure 41C above, the production of indels with lengths of 4 bp or longer was the most Resulting in high HbF induction.

標的領域に沿って欠失した塩基の百分率(欠失プロファイル)の結果を図61及び図62に示す(サンプル間の比較のために、同じ最大値1に正規化されている)。編集値の合計が異なるにもかかわらず、プロファイルの形状は、全てのサンプルで非常に良く似ている(表23)。正常ドナー(正常)と鎌状赤血球症ドナー(SCD)のサンプル間、又は異なる動員レジメンの間に大きな違いは観察されなかった。欠失プロファイルは、分布のピーク(最も一般的に欠失する塩基)が、TSS:-113で、切断部位からTSSに向かって6bpであることを示す。 Results for the percentage of bases deleted (deletion profile) along the target region are shown in Figures 61 and 62 (normalized to the same maximum value of 1 for comparison between samples). The shapes of the profiles are very similar for all samples, despite the different sums of edits (Table 23). No significant differences were observed between normal donor (Normal) and sickle cell donor (SCD) samples or between different mobilization regimens. The deletion profile shows that the peak of the distribution (the most commonly deleted base) is at TSS:-113, 6 bp from the cleavage site towards the TSS.

評価したサンプルのいずれかで0.1%で検出された合計385個のインデルのうち、14個のサンプル全てで108個のインデルが検出された(図63及び表25)。0.22%を超えるインデルの平均百分率で存在する全てのインデルは、14個のサンプル全てで検出され(合計55個のインデル、図64の灰色線の上、及び表25)、総インデルの寄与は69.90%であった。全体として、インデル検出の再現性は非常に高かった。 Of the total 385 indels detected at 0.1% in any of the samples evaluated, 108 indels were detected in all 14 samples (Figure 63 and Table 25). All indels present with an average percentage of indels greater than 0.22% were detected in all 14 samples (55 indels total, above the gray line in Figure 64, and Table 25), giving a total indel contribution of was 69.90%. Overall, the reproducibility of indel detection was very high.

全てのサンプルで検出されたインデル間の個々のインデル頻度の一貫性をより詳細に調べるために、それらのペアワイズ相関プロットとRを計算した。サンプリングの偏りを避けるために、2つのサンプルを比較する際には、少なくともどちらかのサンプルで0.1%以上の百分率(全インデルの中で)を有するインデルのみを考慮した。電気穿孔に使用された細胞の数が少なかったために、編集が60%未満であった3つのサンプルを除いて(表22を参照されたい)、全てのR値は0.8を超えていた(データ未掲載)。全体として、高い編集率を有するサンプル間のインデル百分率の間の相関は非常に高かった。 To examine in more detail the consistency of individual indel frequencies among the indels detected in all samples, we calculated their pairwise correlation plots and R2 . To avoid sampling bias, only indels with a percentage (among all indels) greater than or equal to 0.1% in at least one of the samples were considered when comparing two samples. All R2 values were above 0.8, except for 3 samples where editing was less than 60% due to the low number of cells used for electroporation (see Table 22). (data not shown). Overall, the correlation between indel percentages among samples with high editing rates was very high.

要約すると、本実施例で試験した14個の編集サンプルの少なくとも1つにおいて、合計385個の一意のインデルが0.1%を超える百分率で検出された。最も豊富なインデルである159_-18_NAは、全てのインデルの間に存在し、全サンプル中平均15.15%であった。13bpHPFH欠失としてより一般的に知られているインデル157_-13_NAは、平均2.63%で検出された。編集された全てのサンプルのインデルプロファイルの形状は、異なる編集値の合計を有するにもかかわらず、全ての研究で非常に良く似ていた。正常ドナーとSCDドナーのサンプル間又は異なる動員レジメンの間に、大きな違いは観察されなかった。 In summary, a total of 385 unique indels were detected at a percentage greater than 0.1% in at least one of the 14 edited samples tested in this example. The most abundant indel, 159_-18_NA, was present among all indels, averaging 15.15% in all samples. Indel 157_-13_NA, more commonly known as 13bpHPFH deletion, was detected in an average of 2.63%. The shapes of the indel profiles of all edited samples were very similar in all studies despite having different sums of editing values. No significant differences were observed between normal and SCD donor samples or between different mobilization regimens.

個々のインデルの位置の評価は、RNP32によって生成されたインデルが主にTSS:-113の位置を中心としていることを示し、この位置もまた、観察された最も一般的に欠失した塩基であった。インデル長の分布の評価は、主にMMEJインデル、159_-18_NA(最も豊富なインデル、TSS:-104に始まる18塩基長)及び157_-13_NA(TSS:-102に始まる、13bpのHPFH欠失)に対応する、-18及び-13にピークを示した。これらに加えて、最も一般的に観察された欠失長は、9.30%で5bpであった。挿入はほとんど検出されなかった(合計寄与率0.50%)。1bp~25bpの欠失は、全てのインデルの中で92.03%の寄与があった。全体として、インデル長と中心位置の分布は、正常及びSCDサンプル間で非常に良く似ていた。合計385個の固有のインデルのうち、108個のインデルが14個のサンプル全て検出された。インデル中の0.22%を超える平均百分率で存在する全てのインデルが、14個のサンプル全てで検出され(合計55個のインデル)、69.90%の総インデル寄与があった。検出されたインデル間のペアワイズ相関(編集が60%未満の3つのサンプルを除く)は、0.8を超えるR値を有した。 Evaluation of the positions of individual indels showed that the indels generated by RNP32 were primarily centered at position TSS:-113, which was also the most commonly deleted base observed. rice field. Evaluation of the distribution of indel lengths was primarily based on MMEJ indels, 159_-18_NA (most abundant indels, TSS: 18 bases long starting at -104) and 157_-13_NA (TSS: starting at -102, 13 bp HPFH deletion). showed peaks at -18 and -13, corresponding to . In addition to these, the most commonly observed deletion length was 5 bp in 9.30%. Few insertions were detected (0.50% total contribution). Deletions from 1 bp to 25 bp contributed 92.03% among all indels. Overall, the distribution of indel lengths and center positions was very similar between normal and SCD samples. Out of a total of 385 unique indels, 108 indels were detected in all 14 samples. All indels present at an average percentage greater than 0.22% in the indels were detected in all 14 samples (55 indels total), with a total indel contribution of 69.90%. Pairwise correlations between detected indels (except for 3 samples with less than 60% editing) had R2 values above 0.8.

このデータは、HBG1/2遠位CCAATボックスでのRNP32編集が、様々なサンプル及び編集レベルで再現可能な独自のインデル署名をもたらすことを示す。 This data indicates that RNP32 editing at the HBG1/2 distal CCAAT box results in a unique indel signature that is reproducible across different samples and levels of editing.

実施例19:4.9kb断片の欠失を含む正常ドナーCD34+細胞のRNP32編集効率の解析
4人の独立した健常成人ドナーから得られた動員末梢血CD34+細胞におけるRNP32のオンターゲット編集効率、並びに2つのRNP32切断部位間の4.9kb断片の欠失の頻度を評価した。さらに、4.9kbの欠失のオンターゲットインデルレベルと頻度もまた、全CD34+細胞から選別されたHSPCのいくつかの亜集団で測定し、表現型の長期造血幹細胞(LT-HSC)が、RNP32を用いて効率的に編集され得るかどうかを調べた。
Example 19 Analysis of RNP32 Editing Efficiency of Normal Donor CD34+ Cells Containing Deletion of the 4.9 kb Fragment On-target editing efficiency of RNP32 in mobilized peripheral blood CD34+ cells obtained from 4 independent healthy adult donors, and 2 The frequency of deletion of the 4.9 kb fragment between the two RNP32 cleavage sites was assessed. In addition, on-target indel levels and frequencies of the 4.9 kb deletion were also measured in several subpopulations of HSPCs sorted from total CD34+ cells, phenotypically long-term hematopoietic stem cells (LT-HSCs) We investigated whether it could be efficiently edited using RNP32.

顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)とMozobil又はG-CSFのみで処理した、4人の正常ドナーからのロイコパックはHemaCareから入手した。CD34+細胞(ロット:CEL045-002、CEL046-004、CEL047-002、及びCEL021-021)は、CliniMACSシステム(Miltenyi)を使用して濃縮し、分注してCryostor CS10内で凍結保存した。細胞を解凍して洗浄し、1×10個の細胞/mLで、1×Glutamax、100ng/mL幹細胞因子(SCF)、100ng/mLトロンボポエチン(TPO)、100ng/mL FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)を添加したX-Vivo 10からなる完全培地で37℃、5%二酸化炭素(CO2)の湿式培養器内で2日培養した。2日間の培養物後、細胞を採取し、Maxcyte電気穿孔緩衝液に再懸濁した。RNP32(gRNA/タンパク質のモル比2)を細胞懸濁液に添加して、最終濃度を6μMにした。混合物をMaxcyte OC-100カートリッジに移し、製造業者の取扱い説明書に従ってMaxcyte GT電気穿孔装置を用いて電気穿孔した。 Leukopaks from 4 normal donors treated with granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) and Mozobil or G-CSF alone were obtained from HemaCare. CD34+ cells (lots: CEL045-002, CEL046-004, CEL047-002, and CEL021-021) were enriched using the CliniMACS system (Miltenyi), aliquoted and cryopreserved in Cryostor CS10. Cells were thawed, washed and added at 1 x 106 cells/mL with 1 x Glutamax, 100 ng/mL stem cell factor (SCF), 100 ng/mL thrombopoietin (TPO), 100 ng/mL FMS-like tyrosine kinase 3 ligand ( The cells were cultured in a complete medium consisting of X-Vivo 10 supplemented with Flt3L) at 37° C. and 5% carbon dioxide (CO 2 ) in a wet incubator for 2 days. After 2 days of culture, cells were harvested and resuspended in Maxcyte electroporation buffer. RNP32 (gRNA/protein molar ratio of 2) was added to the cell suspension to a final concentration of 6 μM. The mixture was transferred to a Maxcyte OC-100 cartridge and electroporated using a Maxcyte GT electroporator according to the manufacturer's instructions.

RNP32は、HBG1とHBG2の双方のプロモーターを認識する。双方の部位での切断は、4.9kbの介在配列の欠失につながり得る。4.9kb断片欠失の頻度を評価するために、2つのddPCRアッセイ、参照アンプリコン及びオンターゲットアンプリコンを、実施例17に記載されるように実施した(図48A~48Dを参照されたい)。簡潔に述べると、RNP32を用いた電気穿孔の1日後又は2日後の細胞と、選別された細胞とを、2,000~4,000細胞/μLの濃度でQuick Extractに再懸濁した。粗製ゲノムデオキシリボ核酸(gDNA)抽出は、溶解産物をサーモサイクラー内で、次の条件に曝すことによって実施した:65℃で15分、続いて95℃で10分。次に、粗製gDNAを、次世代配列決定法(図55Aに記載のプライマーを使用)によってインデル(挿入及び欠失)について解析し、デジタル液滴ポリメラーゼ連鎖反応(ddPCR)によって4.9kb断片欠失について評価した。 RNP32 recognizes both the HBG1 and HBG2 promoters. Truncation at both sites can lead to deletion of the 4.9 kb intervening sequence. To assess the frequency of 4.9 kb fragment deletions, two ddPCR assays, reference amplicon and on-target amplicon, were performed as described in Example 17 (see Figures 48A-48D). . Briefly, cells 1 or 2 days after electroporation with RNP32 and sorted cells were resuspended in Quick Extract at a concentration of 2,000-4,000 cells/μL. Crude genomic deoxyribonucleic acid (gDNA) extraction was performed by exposing the lysate to the following conditions in a thermocycler: 65°C for 15 minutes followed by 95°C for 10 minutes. The crude gDNA was then analyzed for indels (insertions and deletions) by next generation sequencing (using primers described in Figure 55A) and a 4.9 kb fragment deletion by digital droplet polymerase chain reaction (ddPCR). was evaluated.

RNP32は、正常ドナーCD34+細胞のHBG1及びHBG2プロモーターを、細胞生存率に大きな影響を与えることなく、RNP濃度依存的及び時間依存的に編集した(図65A、65B、図66、及び図67)。試験したRNP32の最高濃度である8μMでは、電気穿孔後1日目までに正常ドナーCD34+細胞で平均86%のオンターゲットインデルレベルが達成され、2日目までに91%に上昇した(図68)。電気穿孔後の1日目と2日目までに1μMでの平均インデルレベルが62%から77%に上昇し、RNP濃度が低いほど増加はより明らかであった。電気穿孔後2日目までに、3μM以上のRNP32を用いてCD34+細胞を形質移入した場合、85%以上のオンターゲットインデルレベルが日常的に達成された。 RNP32 edited the HBG1 and HBG2 promoters of normal donor CD34+ cells in an RNP concentration- and time-dependent manner without significantly affecting cell viability (Figures 65A, 65B, 66, and 67). At 8 μM, the highest concentration of RNP32 tested, an average on-target indel level of 86% was achieved in normal donor CD34+ cells by day 1 post-electroporation, rising to 91% by day 2 (FIG. 68). ). Mean indel levels at 1 μM increased from 62% to 77% by days 1 and 2 after electroporation, with the increase being more pronounced at lower RNP concentrations. By day 2 post-electroporation, on-target indel levels of 85% or greater were routinely achieved when CD34+ cells were transfected with 3 μM or greater of RNP32.

RNP32を用いたCD34+細胞の編集は、それぞれHBG1とHBG2遺伝子プロモーターの2つのRNP32切断部位の間にある、4.9kbの介在断片の頻繁な欠失をもたらした。2μM以上のRNP32を用いた電気穿孔後1日目と2日目の双方で、CD34+細胞のβグロビン遺伝子座の平均しておよそ35%で4.9kb断片が欠失していた(図69A、図69B、及び図70)。2μM以上のRNP32を用いた電気穿孔後、CD34+細胞における4.9kb断片の欠失とインデルとの比率は1日目に約0.47であり、2日目に約0.40に減少した。 Editing of CD34+ cells with RNP32 resulted in frequent deletions of an intervening fragment of 4.9 kb between the two RNP32 cleavage sites in the HBG1 and HBG2 gene promoters, respectively. On average approximately 35% of the β-globin locus in CD34+ cells had a 4.9-kb fragment deleted both 1 and 2 days after electroporation with 2 μM or more RNP32 (FIG. 69A, 69B and 70). After electroporation with ≧2 μM RNP32, the ratio of deletions to indels of the 4.9 kb fragment in CD34+ cells was approximately 0.47 on day 1 and decreased to approximately 0.40 on day 2.

CD34+細胞は不均一であり、系統制限された前駆細胞、MPP、及び自己複製するLT-HSCを含む。LT-HSCは患者の造血系の長期的な再構成を提供する責任があるため、この集団における高レベルの編集は治療の持続性に関係する。CD34+細胞の異なる亜集団が同様に編集されているかどうかを調べるために、表面免疫表現型によって定義される、CMP、MPP、及び表現型LT-HSCにおけるオンターゲットインデルレベルを評価し、複数のRNP濃度にわたる全CD34+細胞におけるオンターゲットインデルレベルと比較した。 CD34+ cells are heterogeneous and include lineage-restricted progenitor cells, MPPs, and self-renewing LT-HSCs. Because LT-HSCs are responsible for providing long-term reconstitution of the patient's hematopoietic system, high-level editing in this population is relevant to treatment persistence. To investigate whether different subpopulations of CD34+ cells are similarly edited, we evaluated on-target indel levels in CMP, MPP, and phenotypical LT-HSCs, as defined by surface immunophenotype, and analyzed multiple Compared to on-target indel levels in total CD34+ cells across RNP concentrations.

簡潔に述べると、RNP32を用いた電気穿孔後2日目にCD34+細胞を選別し、BD蛍光活性化細胞選別(FACS)Aria Fusion細胞選別装置(BD Biosciences)を使用して、表現型LT-HSC、多能性前駆細胞(MPP)、共通骨髄性前駆細胞(CMP)の3種類のHSPC亜集団を得た。ゲーティングは、以下の濃縮されたCD34+細胞亜集団を採取するように設定した:表現型LT-HSC(P7、CD34 bright、CD38 low/negative、CD90+、CD45RA-)、MPP(P6、CD34 bright、CD38 low/negative、CD90-、CD45RA-)、及びCMP(P9、CD34 bright、CD38 high、CD123+、CD45RA-)。 Briefly, CD34+ cells were sorted 2 days after electroporation with RNP32 and phenotypic LT-HSCs were sorted using a BD fluorescence-activated cell sorting (FACS) Aria Fusion cell sorter (BD Biosciences). , multipotent progenitor cells (MPP), and common myeloid progenitor cells (CMP) were obtained. Gating was set to pick the following enriched CD34+ cell subpopulations: phenotypic LT-HSC (P7, CD34 bright, CD38 low/negative, CD90+, CD45RA−), MPP (P6, CD34 bright, CD38 low/negative, CD90-, CD45RA-) and CMP (P9, CD34 bright, CD38 high, CD123+, CD45RA-).

3つの亜集団のうち、CMPは一貫して最高のオンターゲットインデルレベルを示し、表現型LT-HSCは評価した全てのRNP濃度にわたり最低のオンターゲットインデルレベルを示した(図55Bに記載されるプライマーを使用してNGSを介して解析した)(図71A、図71B、及び図72)。(Study MAX072)。それにもかかわらず、3μ以上のMRNP32では、全CD34+細胞において検出されたオンターゲットインデルレベルと同様に、表現型LT-HSCにおいて85%以上のオンターゲットインデルレベルが達成され、自己複製LT-HSCがRNP32を使用して効率的に編集され得ることが示唆された(図71A、図71B、及び図72)。 Of the three subpopulations, CMP consistently showed the highest on-target indel levels and phenotypic LT-HSCs showed the lowest on-target indel levels across all RNP concentrations evaluated (shown in Figure 55B). analyzed via NGS using the primers provided) (Figures 71A, 71B, and 72). (Study MAX072). Nevertheless, MRNP32 ≧3μ achieved on-target indel levels of ≧85% in phenotypic LT− HSCs, similar to those detected in all CD34+ cells, indicating self-renewing LT− It was suggested that HSCs could be efficiently edited using RNP32 (Figures 71A, 71B, and 72).

RNP32編集は、試験した造血幹細胞と前駆細胞の3つの亜集団全てにおいて、4.9kb断片の欠失をもたらした(図73A及び図74)。3つの亜集団のうち、CMPは一貫して4.9kb断片の欠失レベルが最も高く、表現型LT-HSCは、評価した全てのRNP濃度にわたり4.9kb断片の欠失レベルが最も低かった。全てのRNP濃度にわたり平均した4.9kb断片とインデルとの比率は、全CD34+細胞、CMP、MPP、及び表現型LT-HSCで、それぞれおよそ0.43、0.49、0.33、及び0.25であり(図73B)、LT-HSCは、RNP32編集の結果として、それらの短期間の対応物よりも低い4.9kb断片の欠失頻度を有したことが実証された。4.9kb断片のより高い欠失は、HbFのより低い産生をもたらすので、4.9kb相互編集領域の保持は有益である。したがって、RNP32によって編集されたLT-HSCの4.9kb断片のより低いレベルの欠失は有利である。本明細書の結果は、RNP32を用いた編集が、臨床的に適切なレベルの健常HbFを有する細胞を生成し得ることを示す。 RNP32 editing resulted in the deletion of a 4.9 kb fragment in all three subpopulations of hematopoietic stem and progenitor cells tested (FIGS. 73A and 74). Of the three subpopulations, CMP consistently had the highest deletion levels of the 4.9 kb fragment, and phenotypic LT-HSCs had the lowest deletion levels of the 4.9 kb fragment across all RNP concentrations evaluated. . The ratio of 4.9 kb fragment to indels averaged across all RNP concentrations was approximately 0.43, 0.49, 0.33, and 0 for total CD34+ cells, CMPs, MPPs, and phenotype LT-HSCs, respectively. .25 (FIG. 73B), demonstrating that LT-HSCs had a lower deletion frequency of the 4.9 kb fragment than their short-term counterparts as a result of RNP32 editing. Retention of the 4.9 kb interediting region is beneficial, as higher deletions of the 4.9 kb fragment result in lower production of HbF. Therefore, lower level deletion of the 4.9 kb fragment of LT-HSC edited by RNP32 is advantageous. The results herein show that editing with RNP32 can generate cells with clinically relevant levels of healthy HbF.

要約すると、HBG1とHBG2プロモーターとの間のオンターゲットインデルレベルに関連する4.9kb断片の欠失を、RNP32を用いた正常ヒトドナーCD34+細胞の電気穿孔に続いて評価した。RNP32は、CD34+細胞の編集において非常に効率的であり、複数のRNPバッチ及び細胞ドナーロットにわたり、一貫した編集を達成した。3μM以上のRNP32を用いて電気穿孔した場合、CD34+細胞で85%を超えるオンターゲットインデルが日常的に達成された。3μM以上のRNP32を用いて電気穿孔した場合、全CD34+細胞と選別された表現型LT造血幹細胞の間で、同等のレベルのインデルも観察された。2つのRNP32切断部位間の4.9kb断片の欠失は、細胞亜集団に依存する頻度で発生した。全CD34+細胞は、インデル当たりおよそ0.4の頻度で4.9kb断片を欠失した。この頻度は、CD34+細胞の表現型LT-HSCサブセットでインデル当たり約0.25に低下した。 In summary, deletion of a 4.9 kb fragment associated with on-target indel levels between the HBG1 and HBG2 promoters was assessed following electroporation of normal human donor CD34+ cells with RNP32. RNP32 was highly efficient in editing CD34+ cells, achieving consistent editing across multiple RNP batches and cell donor lots. Greater than 85% on-target indels were routinely achieved in CD34+ cells when electroporated with 3 μM or higher RNP32. Comparable levels of indels were also observed between total CD34+ cells and sorted phenotypic LT hematopoietic stem cells when electroporated with 3 μM or higher RNP32. Deletions of the 4.9 kb fragment between the two RNP32 cleavage sites occurred at cell subpopulation-dependent frequencies. All CD34+ cells deleted the 4.9 kb fragment at a frequency of approximately 0.4 per indel. This frequency was reduced to approximately 0.25 per indel in the phenotypic LT-HSC subset of CD34+ cells.

実施例20:編集された造血幹細胞を使用したβ-ヘモグロビン症の治療
本明細書に開示される方法及びゲノム編集システムは、それを必要とする患者における鎌状赤血球症又はβ-サラセミアなどのβ-異常ヘモグロビン症の治療に使用され得る。例えば、自己由来処置において、患者に由来する細胞に対してゲノム編集を実施し得る。患者の細胞の生体外における修正及び患者への細胞の再導入は、HbF発現の増加及びβ-異常ヘモグロビン症の治療をもたらし得る。
Example 20 Treatment of β-Hemoglobinopathies Using Edited Hematopoietic Stem Cells - can be used in the treatment of hemoglobinopathies; For example, in autologous treatment, genome editing can be performed on patient-derived cells. Ex vivo modification of the patient's cells and reintroduction of the cells into the patient can result in increased HbF expression and treatment of β-hemoglobinopathies.

例えば、HSCは、当業者に周知の技術を用いて、β-異常ヘモグロビン症を有する患者の骨髄から抽出し得る。HSCは、ゲノム編集のために、本明細書で開示される方法を用いて修飾され得る。例えば、RNA誘導ヌクレアーゼと複合体化した、HBG遺伝子の1つ又は複数の領域を標的化するガイドRNA(gRNA)を含むRNPを使用して、HSCを編集し得る。特定の実施形態では、RNA誘導ヌクレアーゼは、Cpf1タンパク質であり得る。特定の実施形態では、Cpf1タンパク質は、修飾Cpf1タンパク質であり得る。特定の実施形態では、修飾Cpf1タンパク質は、配列番号1000、1001、1008~1018、1032、1035~39、1094~1097、1107~09(Cpf1ポリペプチド配列)又は配列番号1019~1021、1110~17(Cpf1ポリヌクレオチド配列)に記載される配列によってコード化され得る。例えば、修飾Cpf1タンパク質は、配列番号1097に記載される配列によってコード化され得る。特定の実施形態では、gRNAは、修飾又は未修飾gRNAであり得る。特定の実施形態では、gRNAは、表6、表12又は表13に記載される配列を含み得る。例えば、特定の実施形態では、gRNAは、配列番号1051に記載される配列を含み得る。特定の実施形態では、RNP複合体は、表15に記載されるRNP複合体を含み得る。例えば、RNP複合体は、配列番号1051に記載される配列を含むgRNAと、配列番号1097に記載される配列によってコード化される修飾Cpf1タンパク質とを含み得る(RNP32、表15)。特定の実施形態では、修飾HSCは、未修飾HSCと比較してヒトHBG1遺伝子、HBG2遺伝子又はその両方のインデルの頻度又はレベルに増加を有する。特定の実施形態では、修飾HSCは、増加したレベルのHbFを発現する赤血球細胞に分化し得る。修飾HSCの集団は、輸液又は当業者に知られている他の方法を介した患者への再導入のために選択され得る。再導入のための修飾HSCの集団は、例えば、修飾HSCの赤血球子孫のHbF発現の増加又は修飾HSCのインデル頻度の増加に基づいて選択され得る。いくつかの実施形態では、細胞の再導入前の任意の形態のアブレーションは、修飾HSCの生着を増強するために用いられ得る。他の実施形態では、末梢血幹細胞(PBSC)は、当業者に周知の技術(例えば、アフェレーシス又は白血球アフェレーシス)を使用してβ-異常ヘモグロビン症を有する患者から抽出され得、幹細胞は、PBSCから除去され得る。上記のゲノム編集方法は、幹細胞に対して実施され得、修飾幹細胞は、上記のように患者に再導入され得る。 For example, HSCs can be extracted from the bone marrow of patients with β-hemoglobinopathies using techniques well known to those skilled in the art. HSCs can be modified using the methods disclosed herein for genome editing. For example, RNPs containing guide RNAs (gRNAs) targeting one or more regions of the HBG gene, complexed with RNA-guided nucleases, can be used to edit HSCs. In certain embodiments, the RNA-guided nuclease can be the Cpf1 protein. In certain embodiments, the Cpf1 protein can be a modified Cpf1 protein. In certain embodiments, the modified Cpf1 protein comprises SEQ ID NOs: 1000, 1001, 1008-1018, 1032, 1035-39, 1094-1097, 1107-09 (Cpf1 polypeptide sequences) or SEQ ID NOs: 1019-1021, 1110-17 (Cpf1 Polynucleotide Sequences). For example, a modified Cpf1 protein can be encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO:1097. In certain embodiments, the gRNA can be modified or unmodified gRNA. In certain embodiments, the gRNA may comprise a sequence listed in Table 6, Table 12 or Table 13. For example, in certain embodiments, the gRNA can comprise the sequence set forth in SEQ ID NO:1051. In certain embodiments, the RNP complexes may comprise RNP complexes listed in Table 15. For example, an RNP complex can comprise a gRNA comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 1051 and a modified Cpf1 protein encoded by the sequence set forth in SEQ ID NO: 1097 (RNP32, Table 15). In certain embodiments, modified HSCs have an increased frequency or level of indels in the human HBG1 gene, HBG2 gene, or both compared to unmodified HSCs. In certain embodiments, modified HSCs can differentiate into red blood cells that express increased levels of HbF. A population of modified HSCs can be selected for reintroduction into the patient via transfusion or other methods known to those of skill in the art. A population of modified HSCs for reintroduction can be selected based on, for example, increased HbF expression in erythroid progeny of modified HSCs or increased frequency of indels in modified HSCs. In some embodiments, any form of ablation prior to cell reintroduction may be used to enhance engraftment of modified HSCs. In other embodiments, peripheral blood stem cells (PBSCs) can be extracted from a patient with β-hemoglobinopathy using techniques well known to those skilled in the art (e.g., apheresis or leukoapheresis), and the stem cells are can be removed. The genome editing methods described above can be performed on stem cells and the modified stem cells can be reintroduced into the patient as described above.

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配列
本開示に従ったゲノム編集システム構成要素(限定することなく、RNA誘導ヌクレアーゼ、ガイドRNA、ドナー鋳型核酸、ヌクレアーゼ又はガイドRNAをコード化する核酸及び前述のいずれかの部分又は断片をはじめとする)は、配列表に提示されるヌクレオチド配列及びアミノ酸配列によって例示される。配列表に提示される配列は、限定を意図するものではなく、むしろゲノム編集システム及びその構成要素部分の特定の原理を例示するものであり、これは、本開示と組み合わせて、本開示の範囲内にある追加的な実装形態及び修正形態について当業者に情報を与えるであろう。
Sequence Genome editing system components according to the present disclosure, including but not limited to RNA-guided nucleases, guide RNAs, donor template nucleic acids, nucleic acids encoding nucleases or guide RNAs, and portions or fragments of any of the foregoing ) are exemplified by the nucleotide and amino acid sequences presented in the sequence listing. The sequences presented in the sequence listing are not intended to be limiting, but rather to illustrate certain principles of the genome editing system and its component parts, which, in combination with the present disclosure, are within the scope of the present disclosure. It will inform those skilled in the art about additional implementations and modifications within.

参照による援用
本明細書で言及される全ての文献、特許及び特許出願は、あたかも個々の出版物、特許又は特許出願が具体的に且つ個別に参照により援用されると示されるかのように、その内容全体を参照により本明細書に援用する。矛盾する場合、本明細書の任意の定義をはじめとして本出願が優先される。
INCORPORATION BY REFERENCE All publications, patents and patent applications referred to in this specification are hereby incorporated by reference, as if each individual publication, patent or patent application was specifically and individually indicated to be incorporated by reference. The entire contents of which are incorporated herein by reference. In case of conflict, the present application, including any definitions herein, will control.

均等物
当業者は、日常的実験のみを用いて、本明細書に記載される特定の実施形態の多数の均等物を認識するか又は見極めることができるであろう。このような均等物は、以下の特許請求の範囲に包含されることが意図される。
Equivalents Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments described herein. Such equivalents are intended to be encompassed by the following claims.

参考文献
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Claims (44)

複数の改変されたCD34+又は造血幹細胞、
HBG遺伝子プロモーター中にインデルを有する前記複数の改変細胞の1つ又は複数、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG1/2のc.-104~-121の欠失を含む、全体としての前記複数の改変細胞
を含み、
前記HBG1/2c.-104~-121の欠失が、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの2%以上を構成する、改変細胞の第1の集団。
a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells;
one or more of said plurality of modified cells having indels in the HBG gene promoter;
HBG1/2 in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof c. said plurality of modified cells as a whole comprising deletions of -104 to -121;
Said HBG1/2c. A first population of modified cells, wherein -104 to -121 deletions constitute 2% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole.
前記HBG1/2c.-104~-121の欠失が、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの25%未満を構成する、請求項1に記載の改変細胞の第1の集団。 Said HBG1/2c. 2. The first population of modified cells of claim 1, wherein -104 to -121 deletions constitute less than 25% of said indels in said plurality of modified cells as a whole. 複数の改変されたCD34+又は造血幹細胞、
HBG遺伝子プロモーター中にインデルを含む前記複数の改変細胞の1つ又は複数
を含み、
全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの60%以上が、少なくとも4塩基対の欠失である、改変細胞の第1の集団。
a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells;
one or more of said plurality of modified cells comprising an indel in the HBG gene promoter;
A first population of modified cells, wherein 60% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of at least 4 base pairs.
第1のガイドRNA(gRNA)とCpf1 RNAガイドヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNAガイドヌクレアーゼとを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達して前記インデルを生成することを含むプロセスによって製造され、前記第1のgRNAが第1のgRNA標的ドメインを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 delivering a first RNP complex comprising a first guide RNA (gRNA) and a Cpf1 RNA guide nuclease or a modified Cpf1 RNA guide nuclease to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells and said first gRNA comprises a first gRNA targeting domain . 複数の改変されたCD34+又は造血幹細胞、
HBG遺伝子プロモーター中にインデルを含む前記複数の改変細胞の1つ又は複数
を含み、
全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの60%以上が、少なくとも4塩基対の欠失である、改変細胞の第1の集団であって、
前記インデルが、第1のgRNAとCpf1 RNAガイドヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNAガイドヌクレアーゼとを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+細胞又は造血幹細胞を含む非改変細胞の第1の集団に送達することによって生成され、前記第1のgRNAが第1のgRNA標的化ドメインを含む、改変細胞の第1の集団。
a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells;
one or more of said plurality of modified cells comprising an indel in the HBG gene promoter;
A first population of modified cells, wherein 60% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of at least 4 base pairs;
wherein the indel is a first RNP complex comprising a first gRNA and a Cpf1 RNA-guided nuclease or a modified Cpf1 RNA-guided nuclease to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ cells or hematopoietic stem cells; A first population of modified cells produced by delivery, wherein said first gRNA comprises a first gRNA targeting domain.
全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの25%以上が、少なくとも4塩基対の欠失であり、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)修復以外の修復機構によって導入される、請求項1~5のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 Claims 1-, wherein 25% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of at least 4 base pairs and are introduced by a repair mechanism other than microhomology-mediated end joining (MMEJ) repair. 6. A first population of modified cells according to any one of 5. 全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの25%以上が、少なくとも4塩基対の欠失であり、非相同末端結合(NHEJ)修復によって導入される、請求項1~5のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 6. Any one of claims 1-5, wherein 25% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of at least 4 base pairs and are introduced by non-homologous end joining (NHEJ) repair. A first population of modified cells according to paragraph. 全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの50%以上が1塩基対~25塩基対の間の欠失である、請求項1~7のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 8. The first modified cell of any one of claims 1-7, wherein 50% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of between 1 and 25 base pairs. a group of 全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの50%以上が3塩基対~25塩基対の間の欠失である、請求項1~7のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 8. The first modified cell of any one of claims 1-7, wherein 50% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of between 3 and 25 base pairs. a group of 全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの50%以上が4塩基対~25塩基対の間の欠失である、請求項1~7のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 8. The first modified cell of any one of claims 1-7, wherein 50% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of between 4 and 25 base pairs. a group of 全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの50%以上が5塩基対~25塩基対の間の欠失である、請求項1~7のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 8. The first modified cell of any one of claims 1-7, wherein 50% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of between 5 and 25 base pairs. a group of 全体としての前記複数の改変細胞が、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG1/2c.-104~-121の欠失(前記HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの2%以上を構成する)と、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG1/2c.-110~-115の欠失(前記HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの2%以上を構成する)と
を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。
The plurality of modified cells as a whole
HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -104 to -121 deletions, wherein the HBG1/2c. -104 to -121 deletions collectively constitute 2% or more of the indels in the plurality of modified cells;
HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -110 to -115 deletion (the HBG1/2c. -110 to -115 deletion constitutes 2% or more of the indels in the plurality of modified cells as a whole). A first population of modified cells according to any one of 1-11.
全体としての前記複数の改変細胞が、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG1/2c.-104~-121の欠失であって、前記HBG1/2c.-104~-121の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~15.5%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG1/2c.-110~-115の欠失であって、前記HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG110/115c.-112~-115の欠失であって、前記HBG1/2c.-110~-115の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/115c.-113~-115の欠失であって、前記HBG1/2c.-113~-115の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/115c.-111~-115の欠失であって、前記HBG1/2c.-111~-115の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/117c.-111~-117の欠失であって、前記HBG1/2c.-111~-117の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/114c.-102~-114の欠失であって、前記HBG1/2c.-102~-114の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/118c.-114~-118の欠失であって、前記HBG1/2c.-114~-118の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/116c.-112~-116の欠失であって、前記HBG1/2c.-112~-116の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失、及び
HBG1プロモーター、HBG2プロモーター、又はそれらの組み合わせにおけるHBG2/117c.-113~-117の欠失であって、前記HBG1/2c.-113~-117の欠失は、全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの1%~6%を構成する、欠失
を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。
The plurality of modified cells as a whole
HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -104 to -121, wherein said HBG1/2c. -104 to -121 deletions collectively constitute 1% to 15.5% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG1/2c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -110 to -115, wherein said HBG1/2c. -110 to -115 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG110/115 in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof c. -112 to -115, wherein said HBG1/2c. -110 to -115 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG2/115c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -113 to -115, wherein said HBG1/2c. -113 to -115 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG2/115c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -111 to -115, wherein said HBG1/2c. -111 to -115 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG2/117c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -111 to -117, wherein said HBG1/2c. -111 to -117 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG2/114c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -102 to -114, wherein said HBG1/2c. -102 to -114 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG2/118c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -114 to -118, wherein said HBG1/2c. -114 to -118 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells;
HBG2/116c in the HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof. -112 to -116, wherein said HBG1/2c. -112 to -116 deletions collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells, and HBG2/117c in HBG1 promoter, HBG2 promoter, or combinations thereof . -113 to -117, wherein said HBG1/2c. 13. The method of any one of claims 1-12, wherein the deletion of -113 to -117 comprises deletions that collectively constitute 1% to 6% of said indels in said plurality of modified cells. A first population of modified cells.
全体としての前記複数の改変細胞が、図56Aに記載される14個のサンプル全てに存在する108個の欠失を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 14. The first modified cell of any one of claims 1-13, wherein said plurality of modified cells as a whole comprises 108 deletions present in all 14 samples set forth in Figure 56A. a group of 全体としての前記複数の改変細胞が、表25で0.1%以上のインデル中の平均%を有するとして特定されるインデルを含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 14. The modified cells of any one of claims 1-13, wherein the plurality of modified cells as a whole comprises indels identified in Table 25 as having an average % in indels of 0.1% or greater. First group. 全体としての前記複数の改変細胞が、表25に記載されるインデルを含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 16. The first population of modified cells of any one of claims 1-15, wherein said plurality of modified cells as a whole comprises an indel listed in Table 25. 全体としての前記複数の改変細胞が、複数の改変CD34+又は造血幹細胞を含む改変細胞の第2の集団よりも少なくとも10%多い少なくとも4塩基対の欠失を含み、
前記改変細胞の第2の集団中の1つ又は複数の改変細胞が、HBG遺伝子プロモーターにインデルを有し;
前記改変細胞の第2の集団の前記インデルが、第2のgRNAとCas9 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第2のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第2の集団に送達することによって生成され、前記第2のgRNAが、配列番号339を含む第2のgRNA標的化ドメインを含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。
said plurality of modified cells as a whole comprises at least 4 base pair deletions that are at least 10% greater than a second population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells;
one or more modified cells in the second population of modified cells have an indel in the HBG gene promoter;
wherein said indels in said second population of modified cells transduce a second RNP complex comprising a second gRNA and a Cas9 RNA-guided nuclease into a second population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells; 17. The first modified cell of any one of claims 1-16, wherein said second gRNA comprises a second gRNA targeting domain comprising SEQ ID NO:339, produced by delivery to a population. group.
全体としての前記複数の改変細胞が、複数の改変CD34+又は造血幹細胞を含む改変細胞の第2の集団よりも、NHEJ修復機構によって導入された少なくとも10%多い少なくとも4塩基対の欠失を含み、
前記改変細胞の第2の集団中の1つ又は複数の改変細胞が、HBG遺伝子プロモーターにインデルを含み;
前記改変細胞の第2の集団の前記インデルが、第2のgRNAとCas9 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第2のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第2の集団に送達することによって生成され、前記第2のgRNAが、配列番号339を含む第2のgRNA標的化ドメインを含む、請求項1~17のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。
said plurality of modified cells as a whole comprises at least 10% more deletions of at least 4 base pairs introduced by the NHEJ repair machinery than a second population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells;
one or more modified cells in the second population of modified cells comprise an indel at the HBG gene promoter;
wherein said indels in said second population of modified cells transduce a second RNP complex comprising a second gRNA and a Cas9 RNA-guided nuclease into a second population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells; 18. The first modified cell of any one of claims 1-17, wherein said second gRNA comprises a second gRNA targeting domain comprising SEQ ID NO:339, produced by delivery to a population. group.
前記第1のRNP複合体が、電気穿孔によって前記未改変細胞の第1の集団に送達される、請求項4~18のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 19. The first population of modified cells of any one of claims 4-18, wherein said first RNP complex is delivered to said first population of unmodified cells by electroporation. 前記第2のRNP複合体が、電気穿孔によって前記未改変細胞の第2の集団に送達される、請求項17又は18に記載の改変細胞の第1の集団。 19. The first population of modified cells of claim 17 or 18, wherein said second RNP complex is delivered to said second population of unmodified cells by electroporation. 前記未改変細胞の第1の集団が鎌状赤血球症を有する対象からのものである、請求項1~20のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 21. The first population of modified cells of any one of claims 1-20, wherein the first population of unmodified cells is from a subject with sickle cell disease. 前記未改変細胞の第2の集団が鎌状赤血球症を有する対象からのものである、請求項17又は18に記載の改変細胞の第1の集団 19. The first population of modified cells of claim 17 or 18, wherein said second population of unmodified cells is from a subject with sickle cell disease. 前記改変細胞の第1の集団が、前記未改変細胞の第1の集団よりも高いHbFレベルを含む、請求項4~22のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 23. The first population of modified cells of any one of claims 4-22, wherein the first population of modified cells comprises higher HbF levels than the first population of unmodified cells. 前記改変細胞の第1の集団が、前記改変細胞の第2の集団よりも高いHbFレベルを含む、請求項17又は18に記載の改変細胞の第1の集団。 19. The first population of modified cells of claim 17 or 18, wherein said first population of modified cells comprises higher HbF levels than said second population of modified cells. 前記第1のgRNAが、5’末端及び3’末端、5’末端のDNA伸長、及び3’末端の2’-O-メチル-3’-ホスホロチオエート修飾を含む、請求項4~24のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 25. Any of claims 4-24, wherein the first gRNA comprises 5' and 3' ends, a DNA extension at the 5' end, and a 2'-O-methyl-3'-phosphorothioate modification at the 3' end. A first population of modified cells according to paragraph 1. 前記DNA伸長が、配列番号1235~1250に記載される配列を含む、請求項25に記載の改変細胞の第1の集団。 26. The first population of modified cells of claim 25, wherein said DNA stretches comprise sequences set forth in SEQ ID NOS:1235-1250. 前記第1のgRNA標的化ドメインが配列番号1254を含む、請求項4~26のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 27. The first population of modified cells of any one of claims 4-26, wherein said first gRNA targeting domain comprises SEQ ID NO:1254. 前記gRNAが配列番号1051を含む、請求項4~27のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 28. The first population of modified cells of any one of claims 4-27, wherein said gRNA comprises SEQ ID NO:1051. 前記改変Cpf1が配列番号1097を含む、請求項4~28のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 29. The first population of modified cells of any one of claims 4-28, wherein said modified Cpf1 comprises SEQ ID NO:1097. HBG遺伝子プロモーター中の前記インデルが、CCAATボックス標的領域内にある、請求項1~29のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団。 30. The first population of modified cells of any one of claims 1-29, wherein said indel in the HBG gene promoter is within the CCAAT box target region. 複数の改変CD+34又は造血幹細胞を含む改変細胞の第1の集団において、胎児型ヘモグロビン(HbF)の発現を誘導する方法であって、前記方法が、第1の誘導RNA(gRNA)とCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達し、インデルを生成することを含み、前記第1のgRNAが、第1のgRNA標的化ドメインを含み、
各改変CD34+又は造血幹細胞が、HBG遺伝子プロモーターにインデルを含み、
全体としての前記複数の改変細胞中の前記インデルの60%以上が、少なくとも4塩基対の欠失であり、
前記改変細胞の第1の集団が、前記未改変細胞の第1の集団よりも高いHbFレベルを含む、方法。
A method of inducing expression of fetal hemoglobin (HbF) in a first population of engineered cells comprising a plurality of engineered CD+34 or hematopoietic stem cells, said method comprising a first induction RNA (gRNA) and a Cpf1 RNA induction delivering a first RNP complex comprising a nuclease or a modified Cpf1 RNA-inducing nuclease to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells to generate indels; 1 gRNA comprises a first gRNA targeting domain;
each modified CD34+ or hematopoietic stem cell contains an indel in the HBG gene promoter;
60% or more of said indels in said plurality of modified cells as a whole are deletions of at least 4 base pairs;
The method, wherein the first population of modified cells comprises higher HbF levels than the first population of unmodified cells.
前記改変細胞の第1の集団が、請求項1~30のいずれか一項に記載の改変細胞の第1の集団を含む、請求項31に記載のHbFの発現を誘導する方法。 32. A method of inducing expression of HbF according to claim 31, wherein said first population of modified cells comprises the first population of modified cells according to any one of claims 1-30. 鎌状赤血球症を有する対象からの複数の改変CD34+細胞を含む改変細胞の第1の集団から培養された赤血球(RBC)の第1の集団における鎌状化を低減する方法であって、前記方法が、
a)第1のgRNAとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のRNP複合体を、対象からの複数の未改変CD34+細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達し、インデルを生成するステップと、
b)前記複数の改変CD34+細胞を含む前記細胞の第1の集団からのRBCの第1の集団を培養するステップとを含み、
前記第1のgRNAが、第1のgRNA標的化ドメインを含み、各改変CD34+細胞が、HBG遺伝子プロモーターにインデルを含み、全体としての前記複数の改変CD34+細胞中の前記インデルの60%以上が、少なくとも4塩基対の欠失であり、
前記RBCの第1の集団が、前記未改変細胞の第1の集団から培養された複数のRBCを含むRBCの第2の集団よりも、脱酸素時に有意に減少した鎌状赤血球を示す、方法。
A method of reducing sickling in a first population of red blood cells (RBCs) cultured from a first population of modified cells comprising a plurality of modified CD34+ cells from a subject with sickle cell disease, said method but,
a) delivering a first RNP complex comprising a first gRNA and a Cpf1 RNA-guided nuclease or a modified Cpf1 RNA-guided nuclease to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ cells from the subject; , generating an indel; and
b) culturing a first population of RBCs from said first population of cells comprising said plurality of modified CD34+ cells;
wherein said first gRNA comprises a first gRNA targeting domain, each modified CD34+ cell contains an indel at the HBG gene promoter, and 60% or more of said indels in said plurality of modified CD34+ cells as a whole are a deletion of at least 4 base pairs;
wherein said first population of RBCs exhibits significantly reduced sickle cells upon deoxygenation than a second population of RBCs comprising a plurality of RBCs cultured from said first population of unmodified cells. .
前記RBCの第1の集団が、前記RBCの第2の集団よりも有意に低い酸素分圧で鎌状化する、請求項33に記載の鎌状化を低減する方法。 34. The method of reducing sickling of claim 33, wherein the first population of RBCs sickles at a significantly lower partial pressure of oxygen than the second population of RBCs. 前記酸素分圧が相対酸素圧によって測定される、請求項34に記載の鎌状化を低減する方法。 35. The method of reducing sickling of claim 34, wherein the oxygen partial pressure is measured by relative oxygen pressure. 前記RBCの第1の集団が、前記RBCの第2の集団よりも脱酸素時に有意に高い最小伸長指数を有する、請求項33~35のいずれか一項に記載の鎌状化を低減する方法。 36. A method of reducing sickling according to any one of claims 33 to 35, wherein the first population of RBCs has a significantly higher minimum elongation index upon deoxygenation than the second population of RBCs. . 前記RBCの第1の集団が、前記未改変細胞の第1の集団から培養された複数のRBCを含むRBCの第2の集団よりも脱酸素時に有意に速い速度を有する、請求項33~35のいずれか一項に記載の鎌状化を低減する方法。 Claims 33-35, wherein said first population of RBCs has a significantly faster rate upon deoxygenation than a second population of RBCs comprising a plurality of RBCs cultured from said first population of unmodified cells. A method of reducing sickling according to any one of the preceding claims. 前記RBCの第1の集団が、前記未改変細胞の第1の集団から培養された複数のRBCを含むRBCの第2の集団よりも高いHbFレベルを含む、請求項33~35のいずれか一項に記載の鎌状化を低減する方法。 36. Any one of claims 33-35, wherein the first population of RBCs comprises a higher HbF level than a second population of RBCs comprising a plurality of RBCs cultured from the first population of unmodified cells. 13. A method of reducing sickling according to . 前記改変細胞の第1の集団が、請求項1~30のいずれかに記載の改変細胞の第1の集団を含む、請求項33~38のいずれか一項に記載の鎌状化を低減する方法。 Reducing sickling according to any one of claims 33-38, wherein said first population of modified cells comprises a first population of modified cells according to any one of claims 1-30 Method. a)
第1のgRNAとCpf1 RNA誘導ヌクレアーゼ又は改変Cpf1 RNA誘導ヌクレアーゼとを含む第1のRNP複合体を、複数の未改変CD34+又は造血幹細胞を含む未改変細胞の第1の集団に送達し、インデルを生成するステップと、
b)前記複数の改変CD34+又は造血幹細胞を含む改変細胞の第1の集団を前記対象に投与して、鎌状赤血球症の1つ又は複数の症状を緩和するステップと
を含む、それを必要とする対象において、鎌状赤血球症の1つ又は複数の症状を緩和させる方法であって、
各改変CD34+又は造血幹が、HBG遺伝子プロモーターにインデルを含み、全体としての前記複数の改変CD34+又は造血幹細胞中の前記インデルの60%以上が、少なくとも4塩基対の欠失である、方法。
a)
delivering a first RNP complex comprising a first gRNA and a Cpf1 RNA-guided nuclease or a modified Cpf1 RNA-guided nuclease to a first population of unmodified cells comprising a plurality of unmodified CD34+ or hematopoietic stem cells to induce indels; a step of generating;
b) administering to said subject a first population of modified cells comprising said plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells to alleviate one or more symptoms of sickle cell disease; A method of alleviating one or more symptoms of sickle cell disease in a subject, comprising:
The method, wherein each modified CD34+ or hematopoietic stem comprises an indel at the HBG gene promoter, and 60% or more of said indels in said plurality of modified CD34+ or hematopoietic stem cells as a whole are deletions of at least 4 base pairs.
投与後1週間から5年間の間の1つ又は複数の期間で、前記改変細胞の第1の集団から培養された複数の改変赤血球子孫細胞を含む、改変赤血球子孫細胞の集団を検出するステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。 detecting a population of modified red blood cell progeny cells comprising a plurality of modified red blood cell progeny cells cultured from the first population of modified cells at one or more time periods between one week and five years after administration. 41. The method of claim 40, further comprising: 前記方法が、骨髄における複数のHSCクローンの長期生着をもたらす、請求項40又は41に記載の方法。 42. The method of claim 40 or 41, wherein said method results in long-term engraftment of multiple HSC clones in bone marrow. 前記方法が、健常対象と比較して、総ヘモグロビンの少なくとも50%の長期発現をもたらす、請求項40~42のいずれかに記載の方法。 43. The method of any of claims 40-42, wherein said method results in long-term expression of at least 50% of total hemoglobin compared to healthy subjects. 前記改変細胞の第1の集団が、請求項1~30のいずれかに記載の改変細胞の第1の集団を含む、請求項40~43のいずれか一項に記載の方法。 44. The method of any one of claims 40-43, wherein said first population of modified cells comprises the first population of modified cells of any of claims 1-30.
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