[go: up one dir, main page]

RU2730663C2 - Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector - Google Patents

Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector Download PDF

Info

Publication number
RU2730663C2
RU2730663C2 RU2018147083A RU2018147083A RU2730663C2 RU 2730663 C2 RU2730663 C2 RU 2730663C2 RU 2018147083 A RU2018147083 A RU 2018147083A RU 2018147083 A RU2018147083 A RU 2018147083A RU 2730663 C2 RU2730663 C2 RU 2730663C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
cas9
dna vector
vtvaf17
gene therapy
Prior art date
Application number
RU2018147083A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018147083A (en
RU2018147083A3 (en
Inventor
Наталиа Савелиева
Original Assignee
Селл энд Джин Терапи Лтд
Общество С Ограниченной Ответственностью "Прорывные Инновационные Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Селл энд Джин Терапи Лтд, Общество С Ограниченной Ответственностью "Прорывные Инновационные Технологии" filed Critical Селл энд Джин Терапи Лтд
Priority to RU2018147083A priority Critical patent/RU2730663C2/en
Priority to PCT/RU2019/000996 priority patent/WO2020139156A1/en
Priority to CN201980093145.1A priority patent/CN113490743A/en
Publication of RU2018147083A publication Critical patent/RU2018147083A/en
Publication of RU2018147083A3 publication Critical patent/RU2018147083A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2730663C2 publication Critical patent/RU2730663C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/102Mutagenizing nucleic acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • A61K48/005Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy characterised by an aspect of the 'active' part of the composition delivered, i.e. the nucleic acid delivered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/87Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
    • C12N15/88Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microencapsulation, e.g. using amphiphile liposome vesicle
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/10Type of nucleic acid
    • C12N2310/20Type of nucleic acid involving clustered regularly interspaced short palindromic repeats [CRISPR]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology; medicine; agriculture.
SUBSTANCE: invention refers to genetic engineering and can be used in biotechnology, medicine and agriculture to develop gene therapy preparations. Presented is a gene-therapeutic DNA vector based on the gene-therapeutic DNA vector VTvaf17, carrying the target Cas9 gene for heterologous expression of this target gene in human and animal cells when implementing various methods of genomic editing. Gene-therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 has the nucleotide sequence SEQ ID No. 1. Invention also discloses a method of producing said vector, use of a vector, an Escherichia coli strain carrying said vector, as well as a method of producing said vector on an industrial scale.
EFFECT: invention can be used for safe application for human and animal genetic therapy.
8 cl, 12 dwg, 14 ex

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к генной инженерии и может быть использовано в биотехнологии, медицине и сельском хозяйстве для создания препаратов генной терапии.The invention relates to genetic engineering and can be used in biotechnology, medicine and agriculture to create drugs for gene therapy.

Уровень техникиState of the art

Генная терапия - это современный медицинский подход, направленный на лечение наследственных и приобретенных заболеваний путем введения нового генетического материала в клетки пациента с целью компенсации или подавления функции мутантного гена и/или исправления генетического дефекта. Конечным продуктом экспрессии гена может являться молекула РНК или белка. Однако осуществление большей части физиологических процессов в организме связано с функциональной активностью белковых молекул, тогда как молекулы РНК являются либо промежуточным продуктом в синтезе белков, либо осуществляют регуляторные функции. Таким образом, целью генной терапии является, в большинстве случаев, введение в организм генов, обеспечивающих транскрипцию и последующую трансляцию белковых молекул, кодируемых этими генами. В рамках описания настоящего изобретения под экспрессией гена подразумевается продукция белковой молекулы, аминокислотная последовательность которой кодируется этим геном. Мутации в генах могут приводить к полной или частичной потере экспрессии белков или же экспрессии вариантов белковых молекул, обладающих нежелательной функциональной активностью. Введение в организм генотерапевтических векторов, кодирующих тот или иной ген, может восстанавливать экспрессию целевых белков. Однако данный подход носит компенсирующий характер и не направлен на исправление генетических дефектов. С открытием систем направленного (таргетного) редактирования нуклеотидных последовательностей стало возможным, вводя в генотерапевтические векторы различные нуклеазы, обладающие специфическими свойствами (например, Cas9), реализовать подход терапевтического геномного редактирования, которое направлено на исправление мутаций в последовательности ДНК, что также является таргетной генной терапией. В этом случае происходит восстановление функции за счет исправление генетических дефектов (Memi F, Ntokou A, Papangeli I, 2018; Hussain W et al., 2019).Gene therapy is a modern medical approach aimed at treating hereditary and acquired diseases by introducing new genetic material into the patient's cells in order to compensate or suppress the function of the mutant gene and / or correct the genetic defect. The end product of gene expression can be an RNA or protein molecule. However, the implementation of most of the physiological processes in the body is associated with the functional activity of protein molecules, while RNA molecules are either an intermediate product in protein synthesis or carry out regulatory functions. Thus, the goal of gene therapy is, in most cases, the introduction into the body of genes that provide transcription and subsequent translation of the protein molecules encoded by these genes. In the framework of the description of the present invention, the expression of a gene means the production of a protein molecule, the amino acid sequence of which is encoded by this gene. Mutations in genes can lead to complete or partial loss of protein expression, or the expression of variants of protein molecules that have undesirable functional activity. Introduction into the body of gene therapy vectors encoding a particular gene can restore the expression of target proteins. However, this approach is compensatory and is not aimed at correcting genetic defects. With the discovery of systems for directed (targeted) editing of nucleotide sequences, it became possible, by introducing various nucleases with specific properties (for example, Cas9) into gene therapy vectors, to implement the approach of therapeutic genomic editing, which is aimed at correcting mutations in the DNA sequence, which is also targeted gene therapy. ... In this case, function is restored by correcting genetic defects (Memi F, Ntokou A, Papangeli I, 2018; Hussain W et al., 2019).

Ген Cas9 кодирует белок-нуклеазу. CRISPR/Cas9 система изначально была открыта как компонент иммунной системы бактерий, который позволяет направленно избавляться бактериальным клеткам от нуклеотидных последовательностей бактериофагов (Sapranauskas R, 2011; Mougiakos I, 2017). Поскольку данная система обладает определенной степенью универсальности принципа действия, она нашла широкое применение в биомедицинских и биотехнологических исследованиях. В настоящее время CRISPR/Cas9 система широко используется в рамках научных исследований для редактирования геномов в культурах клеток млекопитающих и лабораторных животных и обладает потенциалом для разработки средств и способов генной терапии. Принцип работы данной системы заключается в том, что эндонуклеаза Cas9 при помощи gRNA, комплементарной определенной последовательности в геноме, вносит разрывы в цепи ДНК, вырезая участок таргетной ДНК. Целостность ДНК в месте разрывов затем восстанавливается с помощью клеточных систем репарации, которые в качестве матрицы для восстановления могут использовать гомологичную цепь ДНК, содержащую корректную последовательность нуклеотидов, или восстанавливать разрывы путем непосредственного соединения соседних нуклеотидов без репарации вырезанного участка ДНК (Salsman J, 2017). Конструирование gRNA таким образом, чтобы эта молекула была комплементарна участку ДНК, в котором содержится та или иная мутация, позволяет с помощью Cas9 направленно вырезать именно этот участок, что и обуславливает потенциал данного механизма действия в коррекции генетического материала, то есть редактировании геномов (Wilson LOW, 2018).The Cas9 gene encodes a nuclease protein. The CRISPR / Cas9 system was initially discovered as a component of the bacterial immune system, which allows bacterial cells to get rid of the nucleotide sequences of bacteriophages in a targeted manner (Sapranauskas R, 2011; Mougiakos I, 2017). Since this system has a certain degree of versatility of the principle of operation, it has found wide application in biomedical and biotechnological research. At present, the CRISPR / Cas9 system is widely used in scientific research for editing genomes in mammalian and laboratory animal cell cultures and has the potential to develop tools and methods for gene therapy. The principle of operation of this system is that the Cas9 endonuclease, using gRNA complementary to a specific sequence in the genome, introduces breaks in DNA strands, cutting out a section of the targeted DNA. The integrity of DNA at the site of breaks is then restored using cellular repair systems, which can use a homologous DNA strand containing the correct nucleotide sequence as a template for repair, or restore breaks by directly connecting adjacent nucleotides without repairing the cut DNA region (Salsman J, 2017). Designing gRNA in such a way that this molecule is complementary to the DNA region containing this or that mutation allows using Cas9 to specifically cut out this particular region, which determines the potential of this mechanism of action in correcting genetic material, that is, editing genomes (Wilson LOW , 2018).

Тем не менее одной из основных проблем использования системы CRISPR/Cas9 для редактирования геномов остается проблема доставки комплекса эндонуклеазы и gRNA в клеточное ядро и в целом проблемы фармакокинетики, которые ограничивают проникающую способность молекул в различные органы и ткани или требуют введения слишком высоких концентраций и использования специальных композиций, обеспечивающих проникновение в клетки (Dowdy SF, 2017). Преодолеть данные ограничения позволяет использование генетических векторов для гетерологичной экспрессии гена Cas9. Наиболее изученными векторами в этой области являются лентивирусные, аденовирусные, аденоассоциированные и прочие вектора вирусного происхождения.Nevertheless, one of the main problems of using the CRISPR / Cas9 system for editing genomes remains the problem of delivery of the endonuclease and gRNA complex into the cell nucleus and, in general, the problems of pharmacokinetics that limit the penetrating ability of molecules into various organs and tissues or require the introduction of too high concentrations and the use of special compositions that provide cell penetration (Dowdy SF, 2017). These limitations can be overcome using genetic vectors for heterologous expression of the Cas9 gene. The most studied vectors in this area are lentiviral, adenoviral, adeno-associated and other vectors of viral origin.

Другой проблемой использования CRISPR/Cas9 системы остается риск неспецифического действия эндонуклеазы. В этом ключе использование векторов, которые не интегрируют в геном и обеспечивают только транзиентную экспрессию генов, является потенциально более безопасным, чем, например, использование лентивирусных и аденоассоциированных векторов (Li L, Hu S, Chen X, 2017). Однако использование любых вирусных векторов для доставки в организм тех или иных последовательностей ограничено тропизмом псевдовирусных частиц к различным тканям, что не всегда позволяет осуществлять эффективное проникновение в целевые клетки и органы (Maginnis MS, 2017). Также потенциал использования любых вирусных векторов ограничен, в том числе, их относительно высокой иммуногенностью, предсуществующим иммунитетом и рисками, связанными с генотерапевтическими векторами вирусного происхождения в целом (Lukashev AN, Zamyatnin AA, 2016).Another problem of using the CRISPR / Cas9 system is the risk of nonspecific endonuclease action. In this vein, the use of vectors that do not integrate into the genome and provide only transient gene expression is potentially safer than, for example, the use of lentiviral and adeno-associated vectors (Li L, Hu S, Chen X, 2017). However, the use of any viral vectors for the delivery of certain sequences into the body is limited by the tropism of pseudoviral particles to various tissues, which does not always allow for effective penetration into target cells and organs (Maginnis MS, 2017). Also, the potential for using any viral vectors is limited, including their relatively high immunogenicity, preexisting immunity, and the risks associated with gene therapy vectors of viral origin in general (Lukashev AN, Zamyatnin AA, 2016).

Таким образом предшествующий уровень техники свидетельствует о том, что существует потребность в разработке эффективных и безопасных генотерапевтических подходов для доставки Cas9 в целевые орагны и ткани.Thus, the prior art indicates that there is a need to develop effective and safe gene therapy approaches for the delivery of Cas9 to target organs and tissues.

Генотерапевтические векторы, как известно, разделяют на вирусные, клеточные и ДНК-векторы (Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal Products EMA/CAT/80183/2014). В последнее время в генной терапии всё большее внимание уделяется разработке невирусных систем доставки генетического материала, среди которых лидируют плазмидные векторы. Плазмидные векторы лишены недостатков, присущих клеточным и вирусным векторам. В клетке-мишени они существуют в эписомальной форме, не интегрируют в геном, производство их достаточно дешево, отсутствие иммунного ответа и побочных реакций на введение плазмидного вектора делают их удобным инструментом генной терапии и генетической профилактики (ДНК-вакцины) (Li L, Petrovsky N. // Expert Rev Vaccines. 2016;15(3):313-29).Gene therapy vectors are known to be divided into viral, cellular and DNA vectors (Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal Products EMA / CAT / 80183/2014). Recently, in gene therapy, more and more attention is paid to the development of non-viral systems for the delivery of genetic material, among which plasmid vectors are in the lead. Plasmid vectors are devoid of the disadvantages inherent in cellular and viral vectors. In the target cell, they exist in episomal form, do not integrate into the genome, their production is quite cheap, the absence of an immune response and side reactions to the introduction of a plasmid vector make them a convenient tool for gene therapy and genetic prevention (DNA vaccine) (Li L, Petrovsky N . // Expert Rev Vaccines. 2016; 15 (3): 313-29).

Тем не менее, ограничениями для использования плазмидных векторов для генной терапии являются: 1) наличие генов устойчивости к антибиотикам для наработки в бактериальных штаммах, 2) наличие различных регуляторных элементов, представленных последовательностями вирусных геномов 3) размер терапевтического плазмидного вектора, определяющий эффективность проникновения вектора в клетку-мишень.Nevertheless, the limitations for the use of plasmid vectors for gene therapy are: 1) the presence of antibiotic resistance genes for production in bacterial strains, 2) the presence of various regulatory elements represented by the sequences of viral genomes, 3) the size of the therapeutic plasmid vector, which determines the efficiency of vector penetration into target cell.

Известно, что Европейское агентство по лекарственным средствам считает необходимым избегать введения маркеров антибиотикорезистентности в разрабатываемые плазмидные векторы для генной терапии (Reflection paper on design modifications of gene therapy medicinal products during development / 14 December 2011 EMA/CAT/GTWP/44236/2009 Committee for advanced therapies). Данная рекомендация связана, в первую очередь, с потенциальной опасностью проникновения ДНК-вектора или горизонтального переноса генов антибиотикорезистентности в клетки бактерий, представленных в организме в составе нормальной или оппортунистической микрофлоры. Помимо этого, наличие генов антибиотикорезистентности значительно увеличивает размер ДНК-вектора, что приводит к снижению эффективности его проникновения в эукариотические клетки.It is known that the European Medicines Agency considers it necessary to avoid the introduction of antibiotic resistance markers into developing plasmid vectors for gene therapy (Reflection paper on design modifications of gene therapy medicinal products during development / 14 December 2011 EMA / CAT / GTWP / 44236/2009 Committee for advanced therapies). This recommendation is associated, first of all, with the potential danger of penetration of the DNA vector or horizontal transfer of antibiotic resistance genes into the cells of bacteria present in the body as part of normal or opportunistic microflora. In addition, the presence of antibiotic resistance genes significantly increases the size of the DNA vector, which leads to a decrease in the efficiency of its penetration into eukaryotic cells.

Необходимо отметить, что гены антибиотикорезистентности также вносят принципиальный вклад в способ получения ДНК-векторов. В случае наличия генов антибиотикорезистентности штаммы для наработки ДНК-векторов обычно культивируются в среде, содержащей селективный антибиотик, что создает риск наличия следовых количеств антибиотика в недостаточно очищенных препаратах ДНК-векторов. Таким образом, получение ДНК-векторов для генной терапии, в которых отсутствуют гены антибиотикорезистентности, связано с получением штаммов, обладающих такой отличительной особенностью как способность к стабильной амплификации целевых ДНК-векторов в среде без содержания антибиотиков.It should be noted that antibiotic resistance genes also make a fundamental contribution to the method of obtaining DNA vectors. In the case of the presence of antibiotic resistance genes, strains for the production of DNA vectors are usually cultivated in a medium containing a selective antibiotic, which creates the risk of traces of antibiotic in insufficiently purified DNA vector preparations. Thus, obtaining DNA vectors for gene therapy, which lack genes for antibiotic resistance, is associated with obtaining strains that have such a distinctive feature as the ability to stable amplification of target DNA vectors in a medium without antibiotics.

Кроме того, Европейское Медицинское Агентство рекомендует избегать наличия в составе терапевтических плазмидных векторов регуляторных элементов для повышения экспрессии целевых генов (промоторов, энхансеров, посттрансляционных регуляторных элементов), являющихся нуклеотидными последовательностями геномов различных вирусов (Draft Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products,http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2015/05/WC500187020.pdf). Данные последовательности, хотя и могут увеличивать уровень экспрессии целевого трансгена, однако создают риск рекомбинации с генетическим материалом вирусов дикого типа и интеграции в геном эукариотической клетки. Более того, целесообразность гиперэкспрессии того или иного гена в целях терапии остается нерешенным вопросом.In addition, the European Medical Agency recommends avoiding the presence of regulatory elements in the composition of therapeutic plasmid vectors to increase the expression of target genes (promoters, enhancers, post-translational regulatory elements), which are the nucleotide sequences of the genomes of various viruses (Draft Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products, http: //www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2015/05/WC500187020.pdf). Although these sequences can increase the level of expression of the target transgene, however, they pose a risk of recombination with the genetic material of wild-type viruses and integration into the genome of a eukaryotic cell. Moreover, the feasibility of overexpression of one or another gene for therapy purposes remains an unresolved issue.

Также, существенным моментом является размер терапевтического вектора. Известно, что современные плазмидные векторы зачастую перегружены нефункциональными участками, серьезно увеличивающими размер вектора (Mairhofer J, Grabherr R. // Mol Biotechnol. 2008.39(2):97-104). Например, ген устойчивости к ампициллину в векторах серии pBR322, как правило, состоит из не менее чем 1000 п.н., что составляет более 20% от размера самого вектора. При этом наблюдается обратная зависимость между размером вектора и его способностью проникать в эукариотические клетки – ДНК-векторы с небольшим размером эффективней проникаю в клетки человека и животных. Так, например, в серии экспериментов по трансфекции клеток HeLa ДНК-векторами с размером от 383 до 4548 п.н. было показано, что разница в эффективности проникновения может достигать двух порядков (отличаться в 100 раз) (Hornstein BD et al. // PLoS ONE. 2016;11(12): e0167537.).Also, the size of the therapeutic vector is essential. It is known that modern plasmid vectors are often overloaded with non-functional regions, which significantly increase the size of the vector (Mairhofer J, Grabherr R. // Mol Biotechnol. 2008.39 (2): 97-104). For example, the ampicillin resistance gene in vectors of the pBR322 series, as a rule, consists of at least 1000 bp, which is more than 20% of the size of the vector itself. At the same time, an inverse relationship is observed between the size of the vector and its ability to penetrate into eukaryotic cells - DNA vectors with a small size penetrate more effectively into human and animal cells. For example, in a series of experiments on the transfection of HeLa cells with DNA vectors ranging in size from 383 to 4548 bp. it was shown that the difference in penetration efficiency can reach two orders of magnitude (differ by a factor of 100) (Hornstein BD et al. // PLoS ONE. 2016; 11 (12): e0167537.).

Таким образом, при выборе ДНК-вектора в целях безопасности и наибольшей эффективности следует отдавать предпочтение тем конструкциям, в которых не содержатся гены устойчивости к антибиотикам, последовательности вирусного происхождения и размер которых позволяет эффективно проникать в эукариотические клетки. Штамм для получения такого ДНК-вектора в количествах, достаточных для целей генной терапии, должен обеспечивать возможность стабильной амплификации ДНК-вектора с использованием питательных сред, не содержащих антибиотики.Thus, when choosing a DNA vector, for the sake of safety and maximum efficiency, preference should be given to those constructs that do not contain antibiotic resistance genes, sequences of viral origin and the size of which allows efficient penetration into eukaryotic cells. The strain for obtaining such a DNA vector in quantities sufficient for gene therapy purposes must provide the possibility of stable amplification of the DNA vector using culture media that do not contain antibiotics.

Примером использования рекомбинантных ДНК-векторов для генной терапии является способ получения рекомбинантного вектора для генетической иммунизации по патенту US 9550998 В2. Плазмидный вектор представляет собой суперскученный плазмидный ДНК-вектор и предназначен для экспрессии клонированных генов в клетках животных и человека. Вектор состоит из ориджина репликации, регуляторных элементов, включающих промотор и энхансер цитомегаловируса человека, регуляторные элементы из Т-лимфотропного вируса человека.An example of the use of recombinant DNA vectors for gene therapy is the method for producing a recombinant vector for genetic immunization according to US patent 9550998 B2. The plasmid vector is a super-bored plasmid DNA vector and is intended for the expression of cloned genes in animal and human cells. The vector consists of the origin of replication, regulatory elements including the promoter and enhancer of human cytomegalovirus, regulatory elements from the human T-lymphotropic virus.

Накопление вектора проводят в специальном штамме E. coli без использования антибиотиков за счет антисенс-комплементации гена sacB, введенного в штамм посредством бактериофага. Недостатком данного изобретения является наличие в составе ДНК-вектора регуляторных элементов, представляющих собой последовательности вирусных геномов.The accumulation of the vector is carried out in a special strain of E. coli without the use of antibiotics due to antisense complementation of the sacB gene introduced into the strain by means of a bacteriophage. The disadvantage of this invention is the presence of regulatory elements in the DNA vector, which are sequences of viral genomes.

Прототипами настоящего изобретения в части использования генотерапевтических подходов для экспрессии Cas9 в эукариотических клетках являются следующие патенты.The prototypes of the present invention in terms of the use of gene therapy approaches for the expression of Cas9 in eukaryotic cells are the following patents.

В патенте US8795965B2 описана ДНК молекула, которая кодирует экспрессионную кассету, содержащую последовательность, кодирующую белок Cas9. Недостатком данного изобретения является неопределенность требований к наличию в составе ДНК молекулы регуляторных последовательностей вирусного происхождения, а также неопределенность способов получения данных молекул и их промышленной применимости.US8795965B2 discloses a DNA molecule that encodes an expression cassette containing the sequence encoding the Cas9 protein. The disadvantage of this invention is the uncertainty of the requirements for the presence of regulatory sequences of viral origin in the DNA molecule, as well as the uncertainty of methods for obtaining these molecules and their industrial applicability.

В патенте CN103981216B описан плазмидный вектор, экспрессирующий ген Cas9. Недостатком данного изобретения является использование в составе вектора регуляторных элементов, обеспечивающих экспрессию гена Cas9 в клетках растений, но не млекопитающих, а также наличие в составе вектора генов устойчивости к антибиотикам.CN103981216B discloses a plasmid vector expressing the Cas9 gene. The disadvantage of this invention is the use of regulatory elements in the vector that ensure the expression of the Cas9 gene in plant cells, but not mammals, as well as the presence of antibiotic resistance genes in the vector.

В патенте US9914939B2 описан плазмидный вектор, экспрессирующий ген Cas9. Недостатком данного изобретения является неопределенность требований безопасности и технологичности в отношении используемого плазмидного вектора, в частности наличие/отсутствие в составе вектора последовательностей вирусного происхождения и генов устойчивости к антибиотикам.US9914939B2 describes a plasmid vector expressing the Cas9 gene. The disadvantage of this invention is the uncertainty of the safety requirements and manufacturability with respect to the plasmid vector used, in particular the presence / absence of viral sequences and antibiotic resistance genes in the vector.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является конструирование генотерапевтического ДНК-вектора для гетерологичной экспрессии гена Cas9 в клетках человека и животных, сочетающего в себе следующие свойства:The objective of the invention is to construct a gene therapeutic DNA vector for heterologous expression of the Cas9 gene in human and animal cells, combining the following properties:

I) Эффективность генотерапевтического ДНК-вектора для гетерологичной экспрессии целевого гена в эукариотических клетках.I) Efficiency of gene therapy DNA vector for heterologous expression of the target gene in eukaryotic cells.

II) Возможность безопасного применения для реализации различных методов геномного редактирования геномов человека, животного, в том числе при генетической терапии человека и животного за счет отсутствия в составе генотерапевтического ДНК-вектора регуляторных элементов, представляющих собой нуклеотидные последовательности вирусных геномов.II) The possibility of safe use for the implementation of various methods of genomic editing of human and animal genomes, including in genetic therapy of humans and animals due to the absence of regulatory elements in the composition of the gene therapy DNA vector, which are the nucleotide sequences of viral genomes.

III) Возможность безопасного применения для реализации различных методов геномного редактирования геномов человека, животного, в том числе при генетической терапии человека и животного за счет отсутствия в составе генотерапевтического ДНК-вектора генов антибиотикорезистентности.III) Possibility of safe use for the implementation of various methods of genomic editing of human and animal genomes, including in genetic therapy of humans and animals due to the absence of antibiotic resistance genes in the composition of the gene therapy DNA vector.

IV) Технологичность получения и возможность наработки генотерапевтического ДНК-вектора в промышленных масштабах.IV) Manufacturability of obtaining and the possibility of developing a gene therapy DNA vector on an industrial scale.

Пункты II и III предусмотрены в данном техническом решении в соответствии с рекомендациями государственных регуляторов к лекарственным средствам для генной терапии, в частности, Европейского Агентства по лекарственным средствам касательно отказа от введения маркеров антибиотикорезистентности в разрабатываемые плазмидные векторы для генной терапии (Reflection paper on design modifications of gene therapy medicinal products during development / 14 December 2011, EMA/CAT/GTWP/44236/2009 Committee for advanced therapies) и касательно отказа от введения в разрабатываемые плазмидные векторы для генной терапии элементов вирусных геномов (Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products / 23 March 2015, EMA/CAT/80183/2014, Committee for Advanced Therapies).Items II and III are provided for in this technical solution in accordance with the recommendations of state regulators for drugs for gene therapy, in particular, the European Medicines Agency regarding the refusal to introduce antibiotic resistance markers into plasmid vectors for gene therapy being developed (Reflection paper on design modifications of gene therapy medicinal products during development / 14 December 2011, EMA / CAT / GTWP / 44236/2009 Committee for advanced therapies) and regarding the refusal to introduce elements of viral genomes into plasmid vectors for gene therapy under development (Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products / 23 March 2015, EMA / CAT / 80183/2014, Committee for Advanced Therapies).

Задачей изобретения также является конструирование штаммов, несущих этот генотерапевтический ДНК-вектор, для наработки и производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора.The object of the invention is also the design of strains carrying this gene therapy DNA vector for the development and production on an industrial scale of a gene therapy DNA vector.

Поставленная задача решается за счет того, что создан генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9 для гетерологичной экспрессии этого целевого гена в клетках человека и животных при реализации различных методов геномного редактирования, при этом генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 имеет нуклеотидную последовательность SEQ ID №1. При этом созданный генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9, отличающийся тем, что созданный генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 за счет ограниченного размера векторной части VTvaf17, не превышающей 3200 п.н., обладает способностью эффективно проникать в клетки человека и животных и экспрессировать клонированный в него целевой ген Cas9.The problem is solved due to the fact that a gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 has been created, which carries the target Cas9 gene for heterologous expression of this target gene in human and animal cells when implementing various methods of genomic editing, while the gene therapy DNA vector VTvaf17 -Cas9 has the nucleotide sequence of SEQ ID No. 1. At the same time, the created gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene, characterized in that the created gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, due to the limited size of the vector part VTvaf17, not exceeding 3200 bp, has the ability efficiently penetrate human and animal cells and express the target Cas9 gene cloned into it.

Генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9, отличающийся тем, что в составе генотерапевтического ДНК-вектора отсутствуют нуклеотидные последовательности вирусного происхождения и отсутствуют гены антибиотикорезистентности, обеспечивая возможность его безопасного применения для реализации различных методов геномного редактирования геномов человека, животного, в том числе при генетической терапии человека и животного.A gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene, characterized by the fact that the gene therapy DNA vector does not contain nucleotide sequences of viral origin and there are no antibiotic resistance genes, providing the possibility of its safe use for the implementation of various methods of genomic editing of human genomes , animal, including in genetic therapy of humans and animals.

Создан также способ получения генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9, который заключается в том, что генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 получают следующим образом: кодирующую часть целевого гена Cas9 клонируют в ДНК-вектор VTvaf17 и получают генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17- Cas9, SEQ ID №1.A method for producing a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene has also been created, which consists in that the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 is obtained as follows: the coding part of the target Cas9 gene is cloned into the DNA vector VTvaf17 and receive gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, SEQ ID No. 1.

Способ применения созданного генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9 для гетерологичной экспрессии этого целевого гена в клетках человека и животных, заключающийся во введении генотерапевтического ДНК-вектора в клетки, органы и ткани человека или животного совместно с молекулами gRNA или генетическими конструкциями, обеспечивающими экспрессию gRNA, и/или во введении в органы и ткани человека или животного аутологичных клеток человека или животного, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором совместно с молекулами gRNA или генетическими конструкциями, обеспечивающими экспрессию gRNA или в сочетании обозначенных способов.A method of using the created gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene for heterologous expression of this target gene in human and animal cells, which consists in introducing the gene therapy DNA vector into the cells, organs and tissues of a human or animal together with molecules gRNA or genetic constructs that provide gRNA expression, and / or in the introduction into organs and tissues of a human or animal autologous human or animal cells transfected with a gene therapeutic DNA vector together with gRNA molecules or genetic constructs that provide gRNA expression or in a combination of the indicated methods.

Способ получения штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17- Cas9 заключается в электропорации компетентных клеток штамма Escherichia coli SCS110-AF созданным генотерапевтическим ДНК-вектором и последующей селекцией стабильных клонов штамма с использованием селективной среды.The method of obtaining the Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 strain consists in electroporation of the competent cells of the Escherichia coli SCS110-AF strain with the created gene therapy DNA vector and subsequent selection of stable strain clones using a selective medium.

Заявлен штамм Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущий генотерапевтический ДНК-вектор для его наработки с возможностью культивирования штамма без использования антибиотиков.The claimed strain of Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, which carries a gene therapeutic DNA vector for its production with the possibility of cultivating the strain without using antibiotics.

Способ производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора заключается в масштабировании бактериальной культуры штамма до количеств, необходимых для наращивания бактериальной биомассы в промышленном ферментере, после чего биомассу используют для выделения фракции, содержащей целевой ДНК-продукт - генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, многостадийно фильтруют и очищают хроматографическими методами.The method of industrial-scale production of a gene therapy DNA vector consists in scaling the bacterial culture of the strain to the amounts required for increasing the bacterial biomass in an industrial fermenter, after which the biomass is used to isolate the fraction containing the target DNA product - the gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9, in multistage filtered and purified by chromatographic methods.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1Figure 1

приведена схема генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9, который представляет собой кольцевую двуцепочечную молекулу ДНК, способную к автономной репликации в клетках бактерии Escherichia coli.shows a diagram of a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene, which is a circular double-stranded DNA molecule capable of autonomous replication in the cells of Escherichia coli bacteria.

На фиг.1 приведена схема генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9.Figure 1 shows a diagram of a gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9.

На схеме отмечены следующие структурные элементы вектора:The following structural elements of the vector are marked on the diagram:

EF1a - промоторная область гена человеческого фактора элонгации EF1A с собственным энхансером, содержащимся в первом интроне гена. Служит для обеспечения высокого уровня транскрипции рекомбинантного гена в большинстве тканей человека;EF1a is the promoter region of the human elongation factor gene EF1A with its own enhancer contained in the first intron of the gene. Serves to ensure a high level of transcription of the recombinant gene in most human tissues;

Рамка считывания целевого гена, соответствующая кодирующей части гена Cas9;Reading frame of the target gene corresponding to the coding part of the Cas9 gene;

hGH-TA – терминатор транскрипции и сайт полиаденилирования гена фактора роста человека;hGH-TA - transcription terminator and polyadenylation site of the human growth factor gene;

ori – ориджин репликации, служащий для автономной репликации с однонуклеотидной заменой для повышения копийности плазмиды в клетках большинства штаммов Escherichia coli;ori - the origin of replication, which serves for autonomous replication with a single nucleotide substitution to increase the copy number of the plasmid in the cells of most Escherichia coli strains;

RNA-out – регуляторный элемент РНК-out транспозона Tn 10, обеспечивающий возможность положительной селекции без использования антибиотиков при использовании штамма Eshcerichia coli SCS 110.RNA-out is a regulatory element of the RNA-out transposon Tn 10, which provides the possibility of positive selection without the use of antibiotics when using the Eshcerichia coli SCS 110 strain.

Отмечены уникальные сайты рестрикции.Unique restriction sites are marked.

На фиг.2Figure 2

показаны графики накопления ампликонов кДНК целевого гена, а именно, гена Cas9, в первичной культуре фибробластов кожи человека HDFa (ATCC PCS-201-01) до их трансфекции и через 48 часов после трансфекции этих клеток генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17- Cas9 с целью оценки способности проникать в эукариотические клетки и функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне мРНК. shows the graphs of the accumulation of cDNA amplicons of the target gene, namely, the Cas9 gene, in the primary culture of human skin fibroblasts HDFa (ATCC PCS-201-01) before their transfection and 48 hours after transfection of these cells with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 in order to assess the ability to penetrate into eukaryotic cells and functional activity, that is, the expression of the target gene at the mRNA level.

На фиг.2 отмечены кривые накопления ампликонов в ходе реакции, соответствующие:Figure 2 shows the accumulation curves of amplicons during the reaction, corresponding to:

1 – кДНК гена Cas9 в культуре клеток HDFa до трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9;1 - cDNA of the Cas9 gene in HDFa cell culture before transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

2 – кДНК гена Cas9 в культуре клеток HDFa после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9;2 - cDNA of the Cas9 gene in HDFa cell culture after transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

3 – кДНК гена B2M в культуре клеток HDFa до трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9;3 - cDNA of the B2M gene in HDFa cell culture before transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

4 – кДНК гена B2M в культуре клеток HDFa после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9.4 - cDNA of the B2M gene in HDFa cell culture after transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector.

В качестве референтного гена использовали ген B2M (Бета-2-микроглобулин), приведенный в базе данных GenBank под номером NM 004048.2.The B2M gene (Beta-2 microglobulin) listed in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as a reference gene.

На фиг.3Figure 3

показаны графики накопления ампликонов кДНК целевого гена, а именно гена Cas9, в первичной культуре кератиноцитов эпидермиса человека HEKa (ATCC PCS-200-011) до их трансфекции и через 48 часов после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки способности проникать в эукариотические клетки и функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне мРНК.shows the graphs of accumulation of cDNA amplicons of the target gene, namely the Cas9 gene, in the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa (ATCC PCS-200-011) before their transfection and 48 hours after transfection of these cells with the DNA vector VTvaf17-Cas9 in order to assess the ability to penetrate in eukaryotic cells and functional activity, that is, the expression of the target gene at the mRNA level.

На фиг.3 отмечены кривые накопления ампликонов в ходе реакции, соответствующие:Figure 3 shows the accumulation curves of amplicons during the reaction, corresponding to:

1 - кДНК гена Cas9 в первичной культуре кератиноцитов эпидермиса человека HEKa до трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9;1 - cDNA of the Cas9 gene in the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa before transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

2 – кДНК гена Cas9 первичной культуре кератиноцитов эпидермиса человека HEKa после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9;2 - cDNA of the Cas9 gene in the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa after transfection with the DNA vector VTvaf17-Cas9;

3 - кДНК гена B2M в первичной культуре кератиноцитов эпидермиса человека HEKa до трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9;3 - cDNA of the B2M gene in the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa before transfection with the DNA vector VTvaf17-Cas9;

4 - кДНК гена B2M первичной культуре кератиноцитов эпидермиса человека HEKa после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17- Cas9.4 - cDNA of the B2M gene from the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa after transfection with the DNA vector VTvaf17-Cas9.

В качестве референтного гена использовали ген B2M (Бета-2-микроглобулин) приведенный в базе данных GenBank под номером NM 004048.2.The B2M gene (Beta-2-microglobulin) listed in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as a reference gene.

На фиг.4Figure 4

показаны графики накопления ампликонов кДНК целевого гена, а именно гена Cas9, в первичной культуре клеток меланоцитов эпидермиса человека линии Primary Epidermal Melanocytes; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC® PCS-200-013™) до их трансфекции и через 48 часов после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки способности проникать в эукариотические клетки и функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне мРНК.shows the graphs of accumulation of cDNA amplicons of the target gene, namely the Cas9 gene, in the primary culture of human epidermal melanocytes cells of the Primary Epidermal Melanocytes line; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC ® PCS-200-013 ™) before their transfection and 48 hours after transfection of these cells with the DNA vector VTvaf17-Cas9 in order to assess the ability to penetrate into eukaryotic cells and functional activity, that is, expression the target gene at the mRNA level.

На фиг.4 отмечены кривые накопления ампликонов в ходе реакции, соответствующие:Figure 4 shows the accumulation curves of amplicons during the reaction, corresponding to:

1 - кДНК гена Cas9 в первичной культуре клеток меланоцитов эпидермиса человека HEMa до трансфекции ДНК-вектором VTvaf17-Cas9;1 - cDNA of the Cas9 gene in the primary culture of HEMa human epidermal melanocytes cells before transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

2 – кДНК гена Cas9 в первичной культуре клеток меланоцитов эпидермиса человека HEMa после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17-Cas9;2 - cDNA of the Cas9 gene in the primary culture of HEMa human epidermal melanocytes cells after transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

3 - кДНК гена B2M в первичной культуре клеток меланоцитов эпидермиса человека HEMa до трансфекции ДНК-вектором VTvaf17-Cas9;3 - cDNA of the B2M gene in the primary culture of HEMa human epidermal melanocytes cells before transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector;

4 - кДНК гена B2M в первичной культуре клеток меланоцитов эпидермиса человека HEMa после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.4 - cDNA of the B2M gene in the primary culture of human epidermal melanocytes HEMa after transfection with the VTvaf17-Cas9 DNA vector.

В качестве референтного гена использовали ген B2M (Бета-2-микроглобулин) приведенный в базе данных GenBank под номером NM 004048.2.The B2M gene (Beta-2-microglobulin) listed in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as a reference gene.

На фиг.5Figure 5

показана диаграмма концентрации белка Cas9 в клеточном лизате первичной культуры фибробластов кожи человека HDFa (ATCC PCS-201-01) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки функциональной активности, то есть экспрессии на уровне белка, по изменению количества белка Cas9 в лизате клеток. shows a diagram of the Cas9 protein concentration in the cell lysate of the primary culture of human skin fibroblasts HDFa (ATCC PCS-201-01) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector in order to assess the functional activity, that is, expression at the protein level, by changing the amount of Cas9 protein in the cell lysate.

На фиг.5 отмечены следующие элементы:Figure 5 shows the following elements:

культура А – культура клеток фибробластов кожи человека HDFa, трансфицированных водным раствором дендримеров без плазмидной ДНК (контроль);culture A - culture of HDFa human skin fibroblasts cells transfected with an aqueous solution of dendrimers without plasmid DNA (control);

культура B - культура клеток фибробластов кожи человека HDFa, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17;culture B - culture of HDFa human skin fibroblasts cells transfected with the VTvaf17 DNA vector;

культура C - культура клеток фибробластов кожи человека HDFa, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.culture C - culture of HDFa human skin fibroblasts cells transfected with the VTvaf17-Cas9 DNA vector.

На фиг. 6FIG. 6

показана диаграмма концентрации белка Cas9 в лизате клеток первичной культуры кератиноцитов эпидермиса человека HEKa (ATCC PCS-200-01), после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне белка, и возможности повышения уровня экспрессии белка с помощью генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9.shows a diagram of the Cas9 protein concentration in the lysate of cells of the primary culture of human epidermal keratinocytes HEKa (ATCC PCS-200-01), after transfection of these cells with the DNA vector VTvaf17-Cas9 in order to assess the functional activity, that is, the expression of the target gene at the protein level, and the possibility increasing the level of protein expression using a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene.

На фиг.6 отмечены следующие элементы:Figure 6 shows the following elements:

культура А - первичная культура клеток кератиноцитов эпидермиса человека HEKa, трансфицированных водным раствором дендримеров без плазмидной ДНК (контроль);culture A - primary culture of HEKa human epidermal keratinocytes cells transfected with an aqueous solution of dendrimers without plasmid DNA (control);

культура B - первичная культура клеток кератиноцитов эпидермиса человека HEKa, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17;culture B - primary culture of HEKa human epidermal keratinocytes cells transfected with the VTvaf17 DNA vector;

культура C - первичная культура клеток кератиноцитов эпидермиса человека HEKa, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.culture C - primary culture of HEKa human epidermal keratinocytes cells transfected with the VTvaf17-Cas9 DNA vector.

На фиг. 7FIG. 7

показана диаграмма концентрации белка Cas9 в лизате клеток первичной культуры меланоцитов эпидермиса человека линии Primary Epidermal Melanocytes; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC® PCS-200-013™) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне белка, и возможности повышения уровня экспрессии белка с помощью генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9.shows a diagram of the Cas9 protein concentration in the lysate of cells of the primary culture of melanocytes of the human epidermis of the Primary Epidermal Melanocytes line; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC ® PCS-200-013 ™) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector in order to assess the functional activity, that is, the expression of the target gene at the protein level, and the possibility of increasing the level of protein expression with using a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene.

На фиг.7 отмечены следующие элементы:7, the following elements are marked:

культура А - культура клеток меланоцитов эпидермиса человека линии HEMa, трансфицированных водным раствором дендримеров без плазмидной ДНК (контроль);culture A - culture of HEMa human epidermal melanocytes cells transfected with an aqueous solution of dendrimers without plasmid DNA (control);

культура B - культура клеток меланоцитов эпидермиса человека линии HEMa, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17;culture B - a culture of HEMa human epidermal melanocytes cells transfected with a VTvaf17 DNA vector;

культура C - культура клеток меланоцитов эпидермиса человека линии HEMa, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.culture C is a culture of HEMa human epidermal melanocytes cells transfected with the VTvaf17-Cas9 DNA vector.

На фиг. 8FIG. 8

показана диаграмма концентрации белка Cas9 в лизате клеток яичника сирийского хомячка CHO-K1 (ATCC® CCL-61™) после трансфекции этих клеток генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне белка, и возможности повышения уровня экспрессии белка с помощью генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9.shows a diagram of the Cas9 protein concentration in the lysate of Syrian hamster ovary cells CHO-K1 (ATCC ® CCL-61 ™) after transfection of these cells with the gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 in order to assess the functional activity, that is, the expression of the target gene at the protein level, and the possibility increasing the level of protein expression using a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene.

На фиг.8 отмечены следующие элементы:Figure 8 shows the following elements:

культура А - культура клеток яичника сирийского хомячка CHO-K1, трансфицированных водным раствором дендримеров без плазмидной ДНК (контроль);culture A - culture of cells of the ovary of the Syrian hamster CHO-K1, transfected with an aqueous solution of dendrimers without plasmid DNA (control);

культура B - культура клеток яичника сирийского хомячка CHO-K1, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17; culture B - culture of cells of the ovary of the Syrian hamster CHO-K1, transfected with the DNA vector VTvaf17;

культура C - культура клеток яичника сирийского хомячка CHO-K1, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.culture C - culture of cells of the ovary of the Syrian hamster CHO-K1, transfected with the DNA vector VTvaf17-Cas9.

На фиг. 9FIG. nine

показана диаграмма концентрации белка Cas9 в лизате культуры мононуклеарных клеток переферической крови человека (PBMC) после трансфекции этих клеток генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью оценки функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне белка, и возможности повышения уровня экспрессии белка с помощью генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9.shows a diagram of the Cas9 protein concentration in the culture lysate of human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 gene therapeutic DNA vector in order to assess the functional activity, that is, the expression of the target gene at the protein level, and the possibility of increasing the level of protein expression using gene therapy DNA vector based on gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene.

На фиг.9 отмечены следующие элементы:In Fig. 9, the following elements are marked:

культура А - культура клеток PBMC человека, трансфицированных водным раствором дендримеров без плазмидной ДНК (контроль);culture A - culture of human PBMC cells transfected with an aqueous solution of dendrimers without plasmid DNA (control);

культура B - культура клеток PBMC человека, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17; culture B — culture of human PBMC cells transfected with the VTvaf17 DNA vector;

культура C - культура клеток PBMC человека, трансфицированных ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.culture C - culture of human PBMC cells transfected with the VTvaf17-Cas9 DNA vector.

На фиг.10Figure 10

показана диаграмма концентраций белка Cas9 в биоптатах кожи трех крыс в предварительно эпилированной зоне у крыс линии Wistar после введения в кожу культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с целью демонстрации способа применения путем введения аутологичных клеток, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.shows a diagram of the Cas9 protein concentrations in skin biopsies of three rats in a pre-epilated area of Wistar rats after introducing a culture of autologous fibroblasts transfected with the VTvaf17-Cas9 gene therapeutic DNA vector into the skin to demonstrate the method of application by introducing autologous cells transfected with the VTvaf17 gene therapeutic DNA vector -Cas9.

На фиг.10 отмечены следующие элементы:In Fig. 10, the following elements are marked:

K1I – биоптат кожи крысы К1 в зоне введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9;K1I - biopsy specimen of rat skin K1 in the zone of administration of the culture of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9;

K1II – биоптат кожи крысы в зоне введения аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим ген Cas9;K1II - biopsy specimen of rat skin in the area of injected autologous fibroblasts transfected with gene therapy DNA vector VTvaf17, not carrying the Cas9 gene;

K1III – биоптат кожи крысы из интактного участка; K1III - rat skin biopsy from an intact site;

К2I – биоптат кожи крысы К2 в зоне введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9;K2I - biopsy of the skin of a K2 rat in the zone of administration of a culture of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9;

K2II – биоптат кожи крысы K2 в зоне введения аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим ген Cas9;K2II - biopsy of the skin of a K2 rat in the injection zone of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17, not carrying the Cas9 gene;

K2III – биоптат кожи крысы K2 из интактного участка;K2III - biopsy of the skin of a K2 rat from an intact site;

К3I – биоптат кожи крысы К3 в зоне введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9;K3I - biopsy specimen of the skin of rat K3 in the injection zone of the culture of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9;

K3II – биоптат кожи крысы К3 в зоне введения аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим ген Cas9;K3II - biopsy of the skin of rat K3 in the area of injection of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17, which does not carry the Cas9 gene;

K3III – биоптат кожи крысы К3 из интактного участка.K3III - biopsy of the K3 rat skin from an intact site.

На фиг. 11FIG. eleven

показана диаграмма снижения количества флуоресцирующих клеток 293/GFP Cell Line (Cell Biolabs, Кат. AKR-200) после сочетанной трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 и GFP-targeting guide RNA for CRISPR (Genaxxon bioscience, Кат. P2008.0010) с целью оценки функциональной активности, то есть экспрессии целевого гена на уровне белка и способности этого белка осуществлять направленную эндонуклеазную активность с участием специфической gRNA, что приводит к редактированию последовательности ДНК.shows a diagram of the decrease in the number of fluorescent cells 293 / GFP Cell Line (Cell Biolabs, Cat. AKR-200) after combined transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene and the GFP-targeting guide RNA for CRISPR (Genaxxon bioscience, Cat. P2008.0010) in order to assess the functional activity, that is, the expression of the target gene at the protein level and the ability of this protein to carry out targeted endonuclease activity with the participation of a specific gRNA, which leads to editing the DNA sequence.

На фиг.11 отмечены следующие элементы:In Fig. 11, the following elements are marked:

культура А – клетки 293/GFP трансфицированные водой с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR;culture A - 293 / GFP cells transfected with water, followed by transfection with GFP-targeting guide RNA for CRISPR;

культура В – клетки 293/GFP трансфицированные ДНК-вектором VTvaf17, не содержащим кДНК гена Cas9, с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR;culture B - 293 / GFP cells transfected with the VTvaf17 DNA vector, which does not contain the Cas9 gene cDNA, followed by transfection with the GFP targeting guide RNA for CRISPR;

культура С – клетки 293/GFP трансфицированные ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR;culture C - 293 / GFP cells transfected with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene, followed by transfection with the GFP targeting guide RNA for CRISPR;

культура D – клетки 293/GFP трансфицированные ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, с последующей трансфекцией водой.culture D - 293 / GFP cells transfected with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene, followed by transfection with water.

На фиг. 12FIG. 12

Показаны результаты секвенирования ПЦР фрагментов нескольких клонов клеток линии легочной аденокарциномы MCF-7 (ATCC® HTB-22™), в которых произошло редактирование генома после трансфекции VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, с вектором gRNA_Cloning Vector, несущим последовательности gRNA гена TLR9.Shown are the results of PCR sequencing of fragments of several clones of the MCF-7 lung adenocarcinoma cell line (ATCC® HTB-22 ™), in which the genome was edited after transfection with VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene, with the gRNA_Cloning Vector carrying the gRNA sequences of the TLR9 gene.

На фигуре изображен участок ДНК, соотвествующей области двухцепочечного разрыва, вносимого sgRNA TLR_1 и TLR_2, где Tlr12 – консенсусная последовательность; WT – последовательность фрагмента гена TLR9 не подвергшегося геномному редактированию или с восстановленной последовательностью; al1, al2, G2 различные аллели у гетерозиготных клонов (на схеме представлены оба аллеля).The figure shows the DNA region corresponding to the region of the double-stranded break introduced by sgRNA TLR_1 and TLR_2, where Tlr12 is the consensus sequence; WT - the sequence of the TLR9 gene fragment not subjected to genomic editing or with the recovered sequence; al1, al2, G2 are different alleles in heterozygous clones (both alleles are shown in the diagram).

Реализация изобретенияImplementation of the invention

На основе ДНК-вектора VTvaf17 размером 3165 п.н. создан генотерапевтический ДНК-вектор, несущий целевой ген Cas9, предназначенный для гетерологичной экспрессии этого целевого гена в клетках человека и животных. При этом способ получения генотерапевтического ДНК-вектора, несущего целевой ген, заключается в том, что в полилинкер генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17 клонируют белок-кодирующую последовательность целевого гена Cas9 (кодирует эндонуклеазу Cas9). Известно, что способность ДНК-векторов проникать в эукариотические клетки обусловлена, главным образом, размером вектора. При этом ДНК-векторы с наименьшим размером обладают более высокой проникающей способностью. Таким образом, предпочтительным является отсутствие в составе вектора элементов, которые не несут функциональной нагрузки, но при этом увеличивают размер ДНК-вектора. Данные особенности ДНК-векторов были учтены при получении генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9, путем отсутствия в составе вектора крупных нефункциональных последовательностей и генов антибиотикорезистентности, что позволило, помимо технологических преимуществ и преимуществ в плане безопасности применения, значительно уменьшить размер полученного генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9. Таким образом, способность проникать в эукариотические клетки полученного генотерапевтического ДНК-вектора обусловлена его небольшими размерами.Based on the DNA vector VTvaf17 with a size of 3165 bp. a gene therapy DNA vector carrying the target Cas9 gene, designed for heterologous expression of this target gene in human and animal cells, has been created. The method of obtaining a gene therapy DNA vector carrying the target gene consists in the fact that the protein-coding sequence of the target gene Cas9 (encodes the endonuclease Cas9) is cloned into the polylinker of the gene therapy DNA vector VTvaf17. It is known that the ability of DNA vectors to penetrate into eukaryotic cells is mainly determined by the size of the vector. In this case, DNA vectors with the smallest size have a higher penetrating ability. Thus, it is preferable that the vector contains no elements that do not carry a functional load, but at the same time increase the size of the DNA vector. These features of DNA vectors were taken into account when obtaining a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene, due to the absence of large non-functional sequences and antibiotic resistance genes in the vector, which made it possible, in addition to technological advantages and advantages in terms of safety of use. , significantly reduce the size of the resulting gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene. Thus, the ability to penetrate into eukaryotic cells of the obtained gene therapy DNA vector is due to its small size.

Генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 получали следующим образом: кодирующую часть целевого гена Cas9 клонировали в генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17 и получали генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17- Cas9, SEQ ID №1. Кодирующую часть гена Cas9 размером 4221 п.н. получали путем ферментативного синтеза из химически синтезированых олигонуклеотидов. Расщепление продукта синтеза специфическими эндонуклеазами рестрикции проводили с учетом оптимальной процедуры дальнейшего клонирования, причем клонирование в генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17 проводили по сайтам рестрикции BamHI, EcoRI, расположенными в полилинкере вектора VTvaf17. Выбор сайтов рестрикции проводили таким образом, чтобы клонированный фрагмент попадал в рамку считывания экспрессионной кассеты вектора VTvaf17, при этом белок-кодирующая последовательность не содержала сайты рестрикции для выбранных эндонуклеаз. При этом специалистам в данной области техники понятно, что методическая реализация получения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 может варьировать в рамках выбора известных методов молекулярного клонирования генов, при этом эти способы подпадают под объем настоящего изобретения. Так, например, могут быть использованы различные последовательности олигонуклеотидов для амплификации гена Cas9, различные эндонуклеазы рестрикции или такие лабораторные техники как безлигазное клонирование генов.The gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 was obtained as follows: the coding part of the target Cas9 gene was cloned into the gene therapy DNA vector VTvaf17 and the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, SEQ ID NO. The coding part of the Cas9 gene is 4221 bp. obtained by enzymatic synthesis from chemically synthesized oligonucleotides. Cleavage of the synthesis product with specific restriction endonucleases was carried out taking into account the optimal procedure for further cloning, and cloning into the gene therapeutic DNA vector VTvaf17 was carried out at the restriction sites BamHI, EcoRI located in the polylinker of the VTvaf17 vector. The choice of restriction sites was carried out so that the cloned fragment fell into the reading frame of the expression cassette of the VTvaf17 vector, while the protein-coding sequence did not contain restriction sites for the selected endonucleases. At the same time, specialists in this field of technology understand that the methodical implementation of obtaining a gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 can vary within the selection of known methods of molecular cloning of genes, and these methods fall within the scope of the present invention. For example, different sequences of oligonucleotides can be used to amplify the Cas9 gene, different restriction endonucleases, or laboratory techniques such as ligase-free gene cloning.

Генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 обладает нуклеотидной последовательностью SEQ ID №1. При этом специалистам в данной области техники известно свойство вырожденности генетического кода, из которого следует, что под объем настоящего изобретения также подпадают варианты нуклеотидных последовательностей, отличающихся инсерцией, делецией или заменой нуклеотидов, которые не приводят к изменению полипептидной последовательности, кодируемой целевым геном, и/или не приводят к потере функциональной активности регуляторных элементов вектора VTvaf17. При этом специалистам в данной области техники известно явление генетического полиморфизма, из которого следует, что под объем настоящего изобретения также подпадают варианты нуклеотидных последовательностей гена Cas9, которые при этом кодируют различные варианты аминокислотных последовательностей белка Cas9, не отличающихся от приведенных по своей функциональной активности при физиологических условиях.Gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 has the nucleotide sequence SEQ ID No. 1. At the same time, those skilled in the art are aware of the degeneracy property of the genetic code, from which it follows that the scope of the present invention also includes variants of nucleotide sequences differing by insertion, deletion or substitution of nucleotides that do not lead to a change in the polypeptide sequence encoded by the target gene, and / or do not lead to a loss of functional activity of the regulatory elements of the VTvaf17 vector. At the same time, specialists in this field of technology know the phenomenon of genetic polymorphism, from which it follows that the scope of the present invention also includes variants of the nucleotide sequences of the Cas9 gene, which at the same time encode various variants of the amino acid sequences of the Cas9 protein, which do not differ from those given in their functional activity in physiological conditions.

Способность проникать в эукариотические клетки и функциональную активность, то есть способность экспрессировать целевой ген, полученного генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9 подтверждают путем введения в эукариотические клетки полученного вектора и последующим анализом экспрессии специфической мРНК и/или белкового продукта целевого гена. Наличие специфической мРНК в клетках, в которые был введен генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17- Cas9 свидетельствует как о способности полученного вектора проникать в эукариотические клетки, так и о его способности экспрессировать мРНК целевого гена Cas9. При этом, как известно специалистам в данной области техники, наличие мРНК гена является обязательным условием, но не доказательством трансляции белка, кодируемого целевым геном. Поэтому для подтверждения свойства генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9 экспрессировать целевой ген на уровне белка в эукариотических клетках, в которые был введен генотерапевтический ДНК-вектор, проводят анализ концентрации белка, кодируемого целевым геном, с использованием иммунологических методов. Наличие белка Cas9 подтверждает эффективность экспрессии целевого гена в эукариотических клетках с помощью генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9. Таким образом, для подтверждения эффективности экспрессии созданного генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9, несущего целевой ген, а именно, ген Cas9, использовали следующие методы:The ability to penetrate into eukaryotic cells and functional activity, that is, the ability to express the target gene, of the obtained gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 is confirmed by introducing the obtained vector into eukaryotic cells and subsequent analysis of the expression of specific mRNA and / or protein product of the target gene. The presence of specific mRNA in cells into which the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 was introduced indicates both the ability of the resulting vector to penetrate into eukaryotic cells and its ability to express mRNA of the target Cas9 gene. Moreover, as is known to those skilled in the art, the presence of the mRNA of the gene is a prerequisite, but not proof of translation of the protein encoded by the target gene. Therefore, to confirm the property of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 to express the target gene at the protein level in eukaryotic cells into which the gene therapy DNA vector was introduced, the concentration of the protein encoded by the target gene is analyzed using immunological methods. The presence of the Cas9 protein confirms the efficiency of expression of the target gene in eukaryotic cells using a gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene. Thus, to confirm the efficiency of expression of the created gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely the Cas9 gene, the following methods were used:

А) ПЦР в реальном времени - изменение накопления ампликонов кДНК целевого гена в лизате клеток человека и животного, после трансфекции различных клеточных линий человека и животного генотерапевтическим ДНК-вектором;A) Real-time PCR - changing the accumulation of cDNA amplicons of the target gene in the lysate of human and animal cells, after transfection of various human and animal cell lines with a gene therapeutic DNA vector;

B) Иммуноферментный анализ - изменение количественного уровня целевого белка в лизате клеток человека, животного, после трансфекции различных клеточных линий человека и животных генотерапевтическим ДНК-вектором;B) Enzyme-linked immunosorbent assay - a change in the quantitative level of the target protein in the lysate of human and animal cells after transfection of various human and animal cell lines with a gene therapy DNA vector;

С) Иммуноферментный анализ - изменение количественного уровня целевого белка в супернатанте биоптатов тканей животного, после введения в эти ткани аутологичных клеток этого животного, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором;C) Enzyme-linked immunosorbent assay - a change in the quantitative level of the target protein in the supernatant of biopsies of animal tissues, after the introduction into these tissues of autologous cells of this animal, transfected with a gene therapeutic DNA vector;

D) Измерение методом проточной флуорометрии экспрессии гена GFP в клетках, подвергшихся процедуре геномного редактирования, после сочетанной трансфекции этих клеток генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17- Cas9 и gRNA, что привело к инактивации гена GFP и отсутствию экспрессии флуоресцентного белка в клетках или ее значительному снижению;D) Measurement by flow fluorometry of the expression of the GFP gene in cells subjected to genomic editing after combined transfection of these cells with the gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 and gRNA, which led to inactivation of the GFP gene and the absence of expression of fluorescent protein in cells or its significant decrease;

Е) Секвенирование участка ДНК клеток человека, животного, подвергшегося процедуре геномного редактирования, после сочетанной трансфекции этих клеток генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 и вектором, экспрессирующим gRNA, направленным на последовательность гена TLR9.F) Sequencing of a DNA segment of human or animal cells that underwent genomic editing after combined transfection of these cells with a VTvaf17-Cas9 gene therapy DNA vector and a gRNA expression vector directed to the TLR9 gene sequence.

Для подтверждения реализуемости способа применения созданного генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9, несущего целевой ген, а именно, ген Cas9 выполняли:To confirm the feasibility of the method of using the created gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely, the Cas9 gene, we performed:

А) трансфекцию генотерапевтическим ДНК-вектором различных клеточных линий человека, животных; A) transfection with a gene therapy DNA vector of various human and animal cell lines;

B) сочетанную трансфекцию генотерапевтическим ДНК-вектором и gRNA различных клеточных линий млекопитающих;B) combined transfection with a gene therapeutic DNA vector and gRNA of various mammalian cell lines;

С) сочетанную трансфекцию генотерапевтическим ДНК-вектором и вектором, кодирующим gRNA, различных клеточных линий млекопитающих;C) combined transfection with a gene therapy DNA vector and a vector encoding gRNA of various mammalian cell lines;

D) введение в ткани животного аутологичных клеток, трансфицированных генотерапевтическими ДНК-вектором;D) introducing autologous cells transfected with a gene therapy DNA vector into animal tissues;

E) демонстрацию изменения экспрессии редактируемого гена в клеточной линии, подвергшейся процедуре геномного редактирования;E) demonstration of changes in the expression of the edited gene in a cell line subjected to the genomic editing procedure;

F) демонстрацию изменения последовательности участка редактируемого гена в клеточной линии, подвергшейся геномному редактированию.F) Demonstration of changing the sequence of a region of the edited gene in a cell line subjected to genomic editing.

Указанные способы применения характеризуются отсутствием потенциальных рисков для генетической терапии человека и животных за счет отсутствия в составе генотерапевтического ДНК-вектора регуляторных элементов, представляющих собой нуклеотидные последовательности вирусных геномов, и за счет отсутствия в составе генотерапевтического ДНК-вектора генов устойчивости к антибиотикам, что подтверждается отсутствием участков, гомологичных вирусным геномам и генам антибиотикорезистентности в нуклеотидной последовательности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9 (SEQ ID №1). These methods of application are characterized by the absence of potential risks for genetic therapy of humans and animals due to the absence of regulatory elements in the composition of the gene therapeutic DNA vector, which are the nucleotide sequences of viral genomes, and due to the absence of genes for antibiotic resistance in the composition of the gene therapeutic DNA vector, which is confirmed by the absence of regions homologous to viral genomes and antibiotic resistance genes in the nucleotide sequence of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 (SEQ ID No. 1).

Как известно специалистам в данной области техники, гены антибиотикорезистентности в составе генотерапевтических ДНК-векторов используются с целью получения этих векторов в препаративных количествах путем наращивания бактериальной биомассы в питательной среде, содержащей селективный антибиотик. В рамках настоящего изобретения в целях возможности безопасного применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9, использование селективных питательных сред, содержащих антибиотик, не представляется возможным. В качестве технологического решения для получения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9, для возможности масштабирования до промышленных масштабов получения генотерапевтического вектора предлагается способ получения штамма для наработки указанных генотерапевтических векторов на основе бактерии Escherichia coli SCS110-AF. Способ получения штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 заключается в получении компетентных клеток штамма Escherichia coli SCS110-AF с введением в эти клетки генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 с помощью методов трансформации (электропорации), общеизвестных специалистам в данной области техники. Полученный штамм Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 используется для наработки генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 с возможностью использования сред без содержания антибиотиков. As is known to those skilled in the art, antibiotic resistance genes in gene therapy DNA vectors are used to obtain these vectors in preparative quantities by increasing bacterial biomass in a nutrient medium containing a selective antibiotic. Within the framework of the present invention, in order to safely use the VTvaf17 gene therapeutic DNA vector carrying the target Cas9 gene, it is not possible to use selective culture media containing the antibiotic. As a technological solution for obtaining a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene, for the possibility of scaling up to an industrial scale for obtaining a gene therapy vector, a method is proposed for obtaining a strain for the production of these gene therapy vectors based on the bacterium Escherichia coli SCS110-AF. The method of obtaining the Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 consists in obtaining competent cells of the Escherichia coli strain SCS110-AF with the introduction into these cells of the gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 using transformation methods (electroporation) well known to those skilled in the art. The resulting Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 strain is used to develop a gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 with the possibility of using media without antibiotics.

Для подтверждения получения штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 проводили трансформацию, селекцию и последующее наращивание с выделением плазмидной ДНК.To confirm the receipt of the Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, transformation, selection and subsequent growth with the isolation of plasmid DNA were carried out.

Для подтверждения технологичности получения и возможности масштабирования до промышленного производства генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9, несущего целевой ген, а именно, ген Cas9, выполняли ферментацию в промышленном масштабе штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17- Cas9, который содержит генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17, несущий целевой ген Cas9.To confirm the manufacturability of obtaining and the possibility of scaling up to industrial production of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely the Cas9 gene, the Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, which contains the gene therapy DNA vector, was fermented on an industrial scale. VTvaf17 carrying the target Cas9 gene.

Способ масштабирования получения бактериальной массы до промышленных масштабов для выделения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген, Cas9, заключается в том, что затравочную культуру штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17- Cas9 инкубируют в объеме питательной среды без содержания антибиотика обеспечивающим подходящую динамику накопления биомассы, по достижению достаточного количества биомассы в логарифмической фазе роста, бактериальную культуру переносят в промышленный ферментер, после чего растят до достижения стационарной фазы роста, затем выделяют фракцию, содержащую целевой ДНК-продукт - генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17- Cas9 многостадийно фильтруют и очищают хроматографическими методами. При этом специалистам в данной области техники понятно, что условия культивирования штаммов, состав питательных сред (за исключением содержания антибиотиков), используемое оборудование, методы очистки ДНК могут варьировать в рамках стандартных операционных процедур в зависимости от отдельно взятой производственной линии, но известные подходы к масштабированию, промышленному получению и очистке ДНК-векторов с использованием штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 подпадают под объем настоящего изобретения.The method of scaling up the production of bacterial mass to an industrial scale for the isolation of the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target gene, Cas9, is that the seed culture of the Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 strain is incubated in a volume of culture medium without antibiotic content, which provides suitable dynamics accumulation of biomass, upon reaching a sufficient amount of biomass in the logarithmic phase of growth, the bacterial culture is transferred to an industrial fermenter, after which it is grown until the stationary growth phase is reached, then a fraction containing the target DNA product is isolated - the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 is filtered and purified in many stages chromatographic methods. At the same time, it is clear to those skilled in the art that the cultivation conditions of the strains, the composition of the nutrient media (excluding the content of antibiotics), the equipment used, the DNA purification methods may vary within the framework of standard operating procedures, depending on the individual production line, but known approaches to scaling , industrial production and purification of DNA vectors using Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 fall within the scope of the present invention.

Описанное раскрытие изобретения подтверждается примерами реализации настоящего изобретения.The described disclosure of the invention is confirmed by examples of implementation of the present invention.

Изобретение поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1 .

Получение генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17- Cas9, несущего целевой ген, а именно, гена Cas9.Obtaining a gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely the Cas9 gene.

Генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 конструировали клонированием кодирующей части гена Cas9 размером 4221 п.н. в ДНК-вектор VTvaf17 размером 3165 п.н. по сайтам рестрикции BamHI и EcoRI. Кодирующую часть гена Cas9 размером 4221 п.н. получали путем ферментативного синтеза из химически синтезированых олигонуклеотидов.The gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 was constructed by cloning the 4221 bp coding part of the Cas9 gene. into the DNA vector VTvaf17 with a size of 3165 bp. at restriction sites BamHI and EcoRI. The coding part of the Cas9 gene is 4221 bp. obtained by enzymatic synthesis from chemically synthesized oligonucleotides.

Генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17 конструировали объединением шести фрагментов ДНК, полученных из разных источников:Gene therapy DNA vector VTvaf17 was constructed by combining six DNA fragments obtained from different sources:

(а) ориджин репликации получали путем ПЦР-амплификации участка коммерческой плазмиды pBR322 с внесением точечной мутации;(a) the origin of replication was obtained by PCR amplification of a portion of the commercial plasmid pBR322 with the introduction of a point mutation;

(б) промоторный регион EF1a получали путем ПЦР-амплификации участка геномной ДНК человека;(b) the EF1a promoter region was obtained by PCR amplification of a region of human genomic DNA;

(в) терминатор транскрипции hGH-TA получали путем ПЦР-амплификации участка геномной ДНК человека;(c) the hGH-TA transcriptional terminator was obtained by PCR amplification of a region of human genomic DNA;

(г) регуляторный участок транспозона Tn10 РНК-out получали путем синтеза из олигонуклеотидов;(d) the regulatory region of the Tn10 transposon RNA-out was obtained by synthesis from oligonucleotides;

(д) ген устойчивости к канамицину получали путем ПЦР-амплификации участка коммерческой плазмиды pET-28 человека; (e) a kanamycin resistance gene was obtained by PCR amplification of a portion of the commercial human plasmid pET-28;

(е) полилинкер получали отжигом двух синтетических олигонуклеотидов.(f) a polylinker was obtained by annealing two synthetic oligonucleotides.

ПЦР-амплификацию проводили с использованием коммерческого набора Phusion® High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs, США) в соответствии с инструкцией производителя. Фрагменты имеют перекрывающиеся области для возможности их объединения с последующей ПЦР-амплификацией. Объединяли фрагменты (а) и (б) с использованием олигонуклеотидов Ori-F и EF1-R, а также фрагменты (в), (г) и (д) с использованием олигонуклеотидов hGH-F и Kan-R. Затем полученные участки объединяли путем рестрикции с последующим лигированием по сайтам BamHI и NcoI. В результате получали плазмиду, пока еще не содержащую полилинкер. Для его введения проводили расщепление плазмиды по сайтам BamHI и EcoRI, и лигирование с фрагментом (е). Таким образом, получали вектор размером 4182 п.н., несущий ген устойчивости к канамицину, который фланкирован сайтами рестрикции SpeI. Далее этот участок выщепляли по сайтам рестрикции SpeI, после чего оставшийся фрагмент лигировали сам на себя. Таким образом получали генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17 размером 3165 п.н., который является рекомбинантным, с возможностью селекции без антибиотиков.PCR amplification was performed using a commercial Phusion® High-Fidelity DNA Polymerase kit (New England Biolabs, USA) according to the manufacturer's instructions. Fragments have overlapping regions for the possibility of combining them with subsequent PCR amplification. Fragments (a) and (b) were combined using oligonucleotides Ori-F and EF1-R, as well as fragments (c), (d), and (e) using oligonucleotides hGH-F and Kan-R. Then the resulting regions were combined by restriction, followed by ligation at the BamHI and NcoI sites. The result was a plasmid that does not yet contain a polylinker. For its introduction, the plasmid was cleaved at the BamHI and EcoRI sites, and ligated to fragment (e). Thus, a vector of 4182 bp was obtained, carrying the kanamycin resistance gene, which is flanked by SpeI restriction sites. Further, this region was cut at the SpeI restriction sites, after which the remaining fragment was ligated onto itself. Thus, a gene therapy DNA vector VTvaf17 with a size of 3165 bp was obtained, which is recombinant, with the possibility of selection without antibiotics.

Расщепление продукта амплификации кодирующей части гена Cas9 и ДНК-вектора VTvaf17 проводили эндонуклеазами рестрикции BamHI и EcoRI (New England Biolabs, США). Cleavage of the amplification product of the coding region of the Cas9 gene and the VTvaf17 DNA vector was performed with restriction endonucleases BamHI and EcoRI (New England Biolabs, USA).

В результате получали ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 размером 7351 п.н. с нуклеотидной последовательностью SEQ ID №1 и общей структурой изображенной на фиг.1.As a result, a 7351 bp DNA vector VTvaf17-Cas9 was obtained. with the nucleotide sequence SEQ ID No. 1 and the general structure depicted in figure 1.

Пример 2.Example 2.

Подтверждение способности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего целевой ген, а именно, ген Cas9, проникать в эукариотические клетки и подтверждение его функциональной активности на уровне экспрессии мРНК целевого гена. Данный пример также демонстрирует реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора, несущего целевой ген.Confirmation of the ability of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely, the Cas9 gene, to penetrate into eukaryotic cells and confirmation of its functional activity at the level of mRNA expression of the target gene. This example also demonstrates the feasibility of a method for using a gene therapy DNA vector carrying the target gene.

Оценивали изменения накопления мРНК целевого гена Cas9, в первичной культуре фибробластов кожи человека HDFa (ATCC PCS-201-01) через 48 часов после их трансфекции генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Количество мРНК определяли по динамике накопления ампликонов кДНК в реакции ПРЦ в реальном времени.Changes in the accumulation of mRNA of the target Cas9 gene were evaluated in the primary culture of human skin fibroblasts HDFa (ATCC PCS-201-01) 48 hours after their transfection with the VTvaf17-Cas9 gene therapeutic DNA vector carrying the human Cas9 gene. The amount of mRNA was determined by the dynamics of accumulation of cDNA amplicons in the real-time PCR reaction.

Для оценки изменения накопления мРНК целевого гена Cas9, использовалась первичная культура фибробластов кожи человека HDFa. Клеточную культуру HDFa выращивали в стандартных условиях (37 °С, 5% СО2) с использованием питательной среды Fibroblast Growth Kit–Serum-Free (ATCC® PCS-201-040). В процессе культивирования каждые 48 ч происходила смена ростовой среды.To assess changes in the accumulation of mRNA of the target Cas9 gene, we used a primary culture of human skin fibroblasts HDFa. HDFa cell culture were grown under standard conditions (37 ° С, 5% СО2) using a Fibroblast Growth Kit – Serum-Free culture medium (ATCC® PCS-201-040). During cultivation, the growth medium was changed every 48 h.

Для получения 90% конфлюэнтности, за 24 часа до постановки трансфекции клетки высевали в 24-луночный планшет из расчета 5Ч104 клеток/лунку. Трансфекцию генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, экспрессирующим ген Cas9 человека, проводили с использованием Lipofectamine 3000 (ThermoFisher Scientific, США) согласно рекомендациям производителя. В пробирке №1 к 25 мкл среды Opti-MEM (Gibco, США) добавляли 1 мкл раствора ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 (концентрация 500 нг/мкл) и 1 мкл реагента Р3000. Аккуратно перемешивали легким встряхиванием. В пробирке №2 к 25 мкл среды Opti-MEM (Gibco, США) добавляли 1 мкл раствора Lipofectamin 3000. Аккуратно перемешивали легким встряхиванием. Добавляли содержимое пробирки №1 к содержимому пробирки №2, инкубировали 5 мин при комнатной температуре. Полученный раствор по каплям добавляли к клеткам в объеме 40 мкл.To obtain 90% confluence, 24 hours before transfection, the cells were seeded in a 24-well plate at the rate of 5 × 104cells / well. Transfection with the VTvaf17-Cas9 gene therapy DNA vector expressing the human Cas9 gene was performed using Lipofectamine 3000 (ThermoFisher Scientific, USA) according to the manufacturer's recommendations. In test tube No. 1, 1 μL of a solution of the VTvaf17-Cas9 DNA vector (concentration 500 ng / μL) and 1 μL of P3000 reagent were added to 25 μl of Opti-MEM medium (Gibco, USA). Mix gently with gentle shaking. In test tube No. 2, 1 μl of Lipofectamin 3000 solution was added to 25 μl of Opti-MEM medium (Gibco, USA). Mix gently with gentle shaking. The contents of tube No. 1 were added to the contents of tube No. 2, incubated for 5 min at room temperature. The resulting solution was added dropwise to the cells in a volume of 40 μl.

В качестве контроля использовали клетки HDFa, трансфицированные генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не содержащим вставку целевого гена (кДНК гена Cas9 до и после трансфекции генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не содержащим вставку целевого гена на фигурах не показано). Подготовку контрольного вектора VTvaf17 для трансфекции проводили как описано выше.As a control, HDFa cells transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17, which did not contain the insert of the target gene, were used (cDNA of the Cas9 gene before and after transfection with the gene therapy DNA vector VTvaf17, which did not contain the insert of the target gene, not shown in the figures). The preparation of the control vector VTvaf17 for transfection was performed as described above.

Суммарную РНК из клеток HDFa выделяли с использованием Trizol Reagent (Invitrogen, США) согласно рекомендациям производителя. В лунку с клетками добавляли 1 мл Trizol Reagent и гомогенизировали с последующим прогреванием в течении 5 мин при 65 °С. Далее образец центрифугировали при 14000g в течении 10 мин и снова прогревали в течении 10 мин при 650С. Далее добавляли 200 мкл хлороформа, плавно перемешивали и центрифугировали при 14000g в течении 10 мин. Затем отбирали водную фазу, добавляли к ней 1/10 объема 3М ацетата натрия, рН 5.2 и равный объем изопропилового спирта. Инкубировали образец при -20 °С в течении 10 мин с последующим центрифугированием при 14000g в течении 10 мин. Осадок промывали 1 мл 70% этилового спирта, высушивали на воздухе и растворяли в 10 мкл воды, свободной от РНКаз. Определение уровня экспрессии мРНК гена Cas9 после трансфекции проводили путем оценки динамики накопления ампликонов кДНК методом ПЦР в режиме реального времени. Для получения и амплификации кДНК, специфичной для гена Cas9 человека, использовали олигонуклеотиды Cas9_SF и Cas9_SR (перечень последовательностей (1), (2)).Total RNA from HDFa cells was isolated using Trizol Reagent (Invitrogen, USA) according to the manufacturer's recommendations. 1 ml of Trizol Reagent was added to a well with cells and homogenized, followed by heating for 5 min at 65 ° C. Then the sample was centrifuged at 14000g for 10 min and heated again for 10 min at 650C. Then, 200 μL of chloroform was added, mixed smoothly, and centrifuged at 14000g for 10 min. Then the aqueous phase was taken, 1/10 volume of 3M sodium acetate, pH 5.2 and an equal volume of isopropyl alcohol were added to it. The sample was incubated at -20 ° C for 10 min, followed by centrifugation at 14000g for 10 min. The precipitate was washed with 1 ml of 70% ethanol, dried in air, and dissolved in 10 μl of RNase-free water. The expression level of Cas9 gene mRNA after transfection was determined by assessing the dynamics of accumulation of cDNA amplicons using real-time PCR. To obtain and amplify cDNA specific for the human Cas9 gene, we used the Cas9_SF and Cas9_SR oligonucleotides (sequence listing (1), (2)).

Длина продукта амплификации - 275 п.н.Amplification product length - 275 bp.

Реакцию обратной транскрипции и ПЦР-амплификацию проводили с помощью набора реагентов SYBR GreenQuantitect RT–PCR Kit (Qiagen, США) для ПЦР в режиме реального времени. Реакцию проводили в объеме 20 мкл, содержащих: 25 мкл QuantiTect SYBR Green RT-PCR MasterMix, 2,5 мМ хлорида магния, по 0,5 мкМ каждого праймера, 5 мкл РНК. Реакцию осуществляли на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad, США) при следующих условиях: 1 цикл обратной транскрипции при 42°С - 30 минут, денатурация 98°С - 15 мин, затем 40 циклов, включающих денатурацию 94°С - 15 сек, отжиг праймеров 60°C - 30 сек и элонгацию 72°С - 30 сек. В качестве референтного гена использовали ген B2M (Бета-2-микроглобулин) приведенный в базе данных GenBank под номером NM 004048.2. В качестве положительного контроля использовали ампликоны, получаемых при ПЦР на матрицах, представляющих собой плазмиды в известных концентрациях, содержащие последовательности кДНК генов Cas9 и B2M. В качестве отрицательного контроля использовали деионизированную воду. Количество динамику накопления ампликонов кДНК генов Cas9 и B2M оценивали в режиме реального времени с помощью программного обеспечения амплификатора Bio-RadCFXManager 2.1 (Bio-Rad, США). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 2.The reverse transcription reaction and PCR amplification were performed using the SYBR GreenQuantitect RT – PCR Kit (Qiagen, USA) for real-time PCR. The reaction was carried out in a volume of 20 μl containing: 25 μl of QuantiTect SYBR Green RT-PCR MasterMix, 2.5 mM magnesium chloride, 0.5 μM of each primer, 5 μl of RNA. The reaction was carried out on a CFX96 amplifier (Bio-Rad, USA) under the following conditions: 1 cycle of reverse transcription at 42 ° C for 30 minutes, denaturation at 98 ° C for 15 min, then 40 cycles, including denaturation at 94 ° C for 15 sec, annealing primers 60 ° C - 30 sec and elongation 72 ° C - 30 sec. The B2M gene (Beta-2-microglobulin) listed in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as a reference gene. As a positive control, we used amplicons obtained by PCR on templates, which are plasmids in known concentrations containing the cDNA sequences of the Cas9 and B2M genes. Deionized water was used as a negative control. The dynamics of accumulation of cDNA amplicons of the Cas9 and B2M genes was assessed in real time using the Bio-RadCFXManager 2.1 thermocycler software (Bio-Rad, USA). The analysis plots are shown in FIG. 2.

Из фигуры 2 следует, что в результате трансфекции первичной культуры клеток фибробластов человека HDFa генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, установлено наличие мРНК гена Cas9, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать ген Cas9 на уровне мРНК. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии гена Cas9 в эукариотических клетках.From figure 2 it follows that as a result of transfection of the primary culture of human fibroblast cells HDFa with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of mRNA of the Cas9 gene was established, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the Cas9 gene at the mRNA level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of the Cas9 gene in eukaryotic cells.

Пример 3.Example 3.

Подтверждение способности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего целевой ген, а именно, ген Cas9, проникать в эукариотические клетки и подтверждение его функциональной активности на уровне экспрессии мРНК целевого гена. Данный пример также демонстрирует реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора, несущего целевой ген.Confirmation of the ability of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely, the Cas9 gene, to penetrate into eukaryotic cells and confirmation of its functional activity at the level of mRNA expression of the target gene. This example also demonstrates the feasibility of a method for using a gene therapy DNA vector carrying the target gene.

Оценивали изменения накопления мРНК целевого гена Cas9, в первичной культуре кератиноцитов эпидермиса человека HEKa (ATCC PCS-200-011) через 48 часов после их трансфекции генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Количество мРНК определяли по динамике накопления ампликонов кДНК в реакции ПРЦ в реальном времени.Changes in the accumulation of mRNA of the target Cas9 gene in the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa (ATCC PCS-200-011) were evaluated 48 hours after their transfection with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene. The amount of mRNA was determined by the dynamics of accumulation of cDNA amplicons in the real-time PCR reaction.

Первичную культуру клеток кератиноцитов эпидермиса человека HEKa выращивали в среде Keratinocyte Growth Kit (ATCC® PCS-200-040™) в стандартных условиях (37°С, 5% СО2). Для получения 90% конфлюэнтности, за 24 часа до постановки трансфекции клетки высевали в 24-луночный планшет из расчета 5Ч104 клеток/лунку. Для трансфекции использовали реагент Lipofectamine 3000 (ThermoFisher Scientific, США). Трансфекцию генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, экспрессирующим ген Cas9 человека, проводили как описано в примере 2. В качестве референтного гена использовали ген B2M (Бета-2-микроглобулин) приведенный в базе данных GenBank под номером NM 004048.2. В качестве контроля использовали культуру клеток HEKa, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим целевой ген (кДНК гена Cas9 до и после трансфекции генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не содержащим вставку целевого гена на фигурах не показано). Выделение РНК, реакцию обратной транскрипции и ПЦР в реальном времени проводили как описано в примере 2.A primary culture of HEKa human epidermal keratinocytes was grown in Keratinocyte Growth Kit (ATCC® PCS-200-040 ™) medium under standard conditions (37 ° C, 5% CO2). To obtain 90% confluence, 24 hours prior to transfection, cells were seeded in a 24-well plate at a rate of 5 × 10 4 cells / well. Lipofectamine 3000 reagent (ThermoFisher Scientific, USA) was used for transfection. Transfection with the VTvaf17-Cas9 gene therapy DNA vector expressing the human Cas9 gene was performed as described in example 2. The B2M gene (Beta-2-microglobulin) listed in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as a reference gene. As a control, we used a culture of HEKa cells transfected with the VTvaf17 gene therapy DNA vector, which does not carry the target gene (cDNA of the Cas9 gene before and after transfection with the VTvaf17 gene therapy DNA vector, which does not contain the target gene insert is not shown in the figures). RNA isolation, reverse transcription reaction and real-time PCR were performed as described in example 2.

В качестве положительного контроля использовали ампликоны, получаемых при ПЦР на матрицах, представляющих собой плазмиды в известных концентрациях, содержащие последовательности кДНК генов Cas9 и B2M. В качестве отрицательного контроля использовали деионизированную воду. Количество ПЦР продуктов – кДНК генов Cas9 и B2M, полученных в результате амплификации, оценивали в режиме реального времени с помощью программного обеспечения амплификатора Bio-RadCFXManager 2.1 (Bio-Rad, США). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 3.As a positive control, we used amplicons obtained by PCR on templates, which are plasmids in known concentrations containing the cDNA sequences of the Cas9 and B2M genes. Deionized water was used as a negative control. Number of PCR products - cDNA of Cas9 genes and B2M obtained as a result of amplification were evaluated in real time using the Bio-RadCFXManager 2.1 thermocycler software (Bio-Rad, USA). The analysis plots are shown in FIG. 3.

Из фигуры 3 следует, что в результате трансфекции культуры клеток HEKa генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, установлено наличие мРНК гена Cas9, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать ген Cas9 на уровне мРНК. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии гена Cas9 в эукариотических клетках.From figure 3 it follows that as a result of transfection of HEKa cell culture with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of mRNA of the Cas9 gene was established, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the Cas9 gene at the mRNA level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of the Cas9 gene in eukaryotic cells.

Пример 4.Example 4.

Подтверждение способности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего целевой ген, а именно, ген Cas9, проникать в эукариотические клетки и подтверждение его функциональной активности на уровне экспрессии мРНК целевого гена. Данный пример также демонстрирует реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора, несущего целевой ген.Confirmation of the ability of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely, the Cas9 gene, to penetrate into eukaryotic cells and confirmation of its functional activity at the level of mRNA expression of the target gene. This example also demonstrates the feasibility of a method for using a gene therapy DNA vector carrying the target gene.

Оценивали изменения накопления мРНК целевого гена Cas9 в культуре клеток меланоцитов эпидермиса человека линии Primary Epidermal Melanocytes; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC® PCS-200-013™) через 48 часов после их трансфекции генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Количество мРНК определяли по динамике накопления ампликонов кДНК в реакции ПРЦ в реальном времени.Changes in the accumulation of mRNA of the target Cas9 gene in the cell culture of human epidermal melanocytes of the Primary Epidermal Melanocytes line were evaluated; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC® PCS-200-013 ™) 48 hours after their transfection with a gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene. The amount of mRNA was determined by the dynamics of accumulation of cDNA amplicons in the real-time PCR reaction.

Культуру меланоцитов эпидермиса человека линии Primary Epidermal Melanocytes выращивали в среде, приготовленной с использованием Adult Melanocyte Growth Kit (ATCC® PCS-200-042™) в стандартных условиях (37°С, 5% СО2). Для получения 90% конфлюэнтности, за 24 часа до постановки трансфекции клетки высевали в 24-луночный планшет из расчета 5Ч104 клеток/лунку. Для трансфекции использовали реагент Lipofectamine 3000 (ThermoFisher Scientific, США). Трансфекцию генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, экспрессирующим ген Cas9 человека, проводили как описано в примере 2. В качестве референтного гена использовали ген B2M (Бета-2-микроглобулин) приведенный в базе данных GenBank под номером NM 004048.2. В качестве контроля использовали культуру клеток меланоцитов эпидермиса человека HEMa, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим целевой ген (кДНК гена Cas9 до и после трансфекции генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не содержащим вставку целевого гена на фигурах не показано). Выделение РНК, реакцию обратной транскрипции и ПЦР в реальном времени проводили как описано в примере 2.A culture of human epidermal melanocytes of the Primary Epidermal Melanocytes line was grown in a medium prepared using the Adult Melanocyte Growth Kit (ATCC® PCS-200-042 ™) under standard conditions (37 ° C, 5% CO2). To obtain 90% confluence, 24 hours before transfection, cells were seeded in a 24-well plate at a rate of 5 × 10 4 cells / well. Lipofectamine 3000 reagent (ThermoFisher Scientific, USA) was used for transfection. Transfection with the VTvaf17-Cas9 gene therapeutic DNA vector expressing the human Cas9 gene was performed as described in example 2. The B2M gene (Beta-2 microglobulin) listed in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as a reference gene. A culture of HEMa human epidermal melanocytes cells transfected with the VTvaf17 gene therapeutic DNA vector, which does not carry the target gene (cDNA of the Cas9 gene before and after transfection with the VTvaf17 gene therapeutic DNA vector, which does not contain the insert of the target gene, not shown in the figures), was used as a control. RNA isolation, reverse transcription reaction and real-time PCR were performed as described in example 2.

В качестве положительного контроля использовали ампликоны, получаемых при ПЦР на матрицах, представляющих собой плазмиды в известных концентрациях, содержащие последовательности кДНК генов Cas9 и B2M. В качестве отрицательного контроля использовали деионизированную воду. Количество ПЦР продуктов – кДНК генов Cas9 и B2M, полученных в результате амплификации, оценивали в режиме реального времени с помощью программного обеспечения амплификатора Bio-RadCFXManager 2.1 (Bio-Rad, США). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 4.As a positive control, we used amplicons obtained by PCR on templates, which are plasmids in known concentrations containing the cDNA sequences of the Cas9 and B2M genes. Deionized water was used as a negative control. Number of PCR products - cDNA of Cas9 genes and B2M obtained as a result of amplification were evaluated in real time using the Bio-RadCFXManager 2.1 thermocycler software (Bio-Rad, USA). The analysis plots are shown in FIG. 4.

Из фигуры 4 следует, что в результате трансфекции культуры клеток меланоцитов эпидермиса человека линии HEMa генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 установлено наличие мРНК гена Cas9, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать ген Cas9 на уровне мРНК. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии гена Cas9 в эукариотических клетках.From figure 4 it follows that as a result of transfection of the culture of cells of melanocytes of the human epidermis of the HEMa line with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of mRNA of the Cas9 gene was established, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the Cas9 gene at the mRNA level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of the Cas9 gene in eukaryotic cells.

Пример 5.Example 5.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для гетерологичной экспрессии белка Cas9 в клетках млекопитающих.Confirmation of the efficiency and feasibility of the method of using the VTvaf17-Cas9 gene therapy DNA vector carrying the Cas9 gene for heterologous expression of the Cas9 protein in mammalian cells.

Оценивали изменение количества белка Cas9 в лизате клеток первичной культуры фибробластов кожи человека HDFa (ATCC PCS-201-01) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Клетки выращивали как описано в примере 2.The change in the amount of Cas9 protein in the lysate of cells of the primary culture of human skin fibroblasts HDFa (ATCC PCS-201-01) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the human Cas9 gene was evaluated. The cells were grown as described in example 2.

Для трансфекции использовали реагент SuperFect Transfection Reagent 6-го поколения (Qiagen, Германия). В качестве контроля использовали водный раствор дендримеров без ДНК-вектора (А), ДНК-вектор VTvaf17, не содержащий кДНК гена Cas9 (В), в качестве трансфицируемых агентов - ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, несущий ген Cas9 человека (С). Трансфекцию клеток HDFa проводили как описано в примере 2.The 6th generation SuperFect Transfection Reagent (Qiagen, Germany) was used for transfection. An aqueous solution of dendrimers without a DNA vector (A), a DNA vector VTvaf17 that does not contain the cDNA of the Cas9 gene (B) were used as controls, and a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene (C) was used as transfected agents. Transfection of HDFa cells was performed as described in example 2.

После трансфекции к 0,5 мл культуральной жидкости добавляли 0,1 мл 1N HCl, тщательно перемешивали и инкубировали 10 минут при комнатной температуре. Затем нейтрализовали смесь, добавляя 0,1 мл 1.2М NaOH/0.5M HEPES (pH 7-7,6) и тщательно перемешивали. Отбирали супернатант и использовали его для количественного определения целевого белка. Количественное определение белка Cas9 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), используя набор Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Кат. PRB-5079) согласно методике производителя с детекцией оптической плотности при помощи автоматического биохимического и иммуноферментного анализатора ChemWell (Awareness Technology Inc., США).After transfection, 0.1 ml of 1N HCl was added to 0.5 ml of the culture fluid, mixed thoroughly and incubated for 10 minutes at room temperature. Then the mixture was neutralized by adding 0.1 ml of 1.2M NaOH / 0.5M HEPES (pH 7-7.6) and mixed thoroughly. The supernatant was taken and used to quantify the target protein. Quantitative determination of the Cas9 protein was carried out by the method of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using the Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Cat. PRB-5079) according to the manufacturer's procedure with optical density detection using an automatic biochemical and enzyme-linked immunosorbent assay ChemWell (Awareness Technology Inc., USA).

Численное значение концентрации определяли с помощью калибровочной кривой, построенной по стандартным образцам с известной концентрацией белка Cas9, входящим в состав набора. Чувствительность метода составляла не менее 1,5 нг/мл, диапазон измерения - от 1.56 нг/мл до 100 нг/мл. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программного обеспечения для статистической обработки и визуализации данных R, версия 3.0.2 (https://www.r-project.org/). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 5.The numerical value of the concentration was determined using a calibration curve constructed using standard samples with a known concentration of Cas9 protein included in the kit. The sensitivity of the method was no less than 1.5 ng / ml, the measurement range was from 1.56 ng / ml to 100 ng / ml. Statistical processing of the results was carried out using software for statistical processing and data visualization R, version 3.0.2 (https://www.r-project.org/). The analysis plots are shown in FIG. five.

Из фигуры 5 следует, что в результате трансфекции первичной культуры клеток HDFa человека генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 установлено наличие белка Cas9 по сравнению с отсутствием такового в контрольных образцах, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать ген Cas9 на уровне белка. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии Cas9 в эукариотических клетках.From figure 5 it follows that as a result of transfection of the primary culture of human HDFa cells with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of the Cas9 protein was found in comparison with the absence of such in control samples, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the Cas9 gene at the protein level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of Cas9 in eukaryotic cells.

Пример 6.Example 6.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для гетерологичной экспрессии белка Cas9 в клетках млекопитающих.Confirmation of the efficiency and feasibility of the method of using the VTvaf17-Cas9 gene therapy DNA vector carrying the Cas9 gene for heterologous expression of the Cas9 protein in mammalian cells.

Оценивали изменение количества белка Cas9 в лизате клеток первичной культуры кератиноцитов эпидермиса человека HEKa (ATCC PCS-200-011) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Клетки выращивали как описано в примере 3.The change in the amount of Cas9 protein in the lysate of cells from the primary culture of human epidermal keratinocytes HEKa (ATCC PCS-200-011) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the human Cas9 gene was evaluated. The cells were grown as described in example 3.

Для трансфекции использовали реагент SuperFect Transfection Reagent 6-го поколения (Qiagen, Германия). В качестве контроля использовали водный раствор дендримеров без ДНК-вектора (А), ДНК-вектор VTvaf17, не содержащий кДНК гена Cas9 (В), в качестве трансфицируемых агентов - ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, несущий ген Cas9 человека (С). Приготовление комплекса ДНК-дендример и трансфекцию клеток проводили согласно методике производителя.The 6th generation SuperFect Transfection Reagent (Qiagen, Germany) was used for transfection. An aqueous solution of dendrimers without a DNA vector (A), a DNA vector VTvaf17 that does not contain the cDNA of the Cas9 gene (B) were used as controls, and a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene (C) was used as transfected agents. The DNA-dendrimer complex was prepared and the cells were transfected according to the manufacturer's procedure.

После трансфекции к 0,5 мл культуральной жидкости добавляли 0,1 мл 1N HCl, тщательно перемешивали и инкубировали 10 минут при комнатной температуре. Затем нейтрализовали смесь, добавляя 0,1 мл 1.2М NaOH/0.5M HEPES (pH 7-7,6) и тщательно перемешивали. Отбирали супернатант и использовали его для количественного определения целевого белка. Количественное определение белка Cas9 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием набора Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Кат. PRB-5079) согласно методике производителя с детекцией оптической плотности при помощи автоматического биохимического и иммуноферментного анализатора ChemWell (Awareness Technology Inc., США).After transfection, 0.1 ml of 1N HCl was added to 0.5 ml of the culture fluid, mixed thoroughly and incubated for 10 minutes at room temperature. Then the mixture was neutralized by adding 0.1 ml of 1.2M NaOH / 0.5M HEPES (pH 7-7.6) and mixed thoroughly. The supernatant was taken and used to quantify the target protein. Quantitative determination of the Cas9 protein was carried out by ELISA using the Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Cat.PRB-5079) according to the manufacturer's method with optical density detection using an automatic biochemical and enzyme-linked immunosorbent assay ChemWell (Awareness Technology Inc., USA).

Численное значение концентрации определяли с помощью калибровочной кривой, построенной по стандартным образцам с известной концентрацией белка Cas9, входящим в состав набора. Чувствительность метода составляла не менее 1,5 нг/мл, диапазон измерения - от 1.56 нг/мл до 100 нг/мл. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программного обеспечения для статистической обработки и визуализации данных R, версия 3.0.2 (https://www.r-project.org/). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 6.The numerical value of the concentration was determined using a calibration curve constructed using standard samples with a known concentration of Cas9 protein included in the kit. The sensitivity of the method was no less than 1.5 ng / ml, the measurement range was from 1.56 ng / ml to 100 ng / ml. Statistical processing of the results was carried out using software for statistical processing and data visualization R, version 3.0.2 (https://www.r-project.org/). The analysis plots are shown in FIG. 6.

Из фигуры 6 следует, что в результате трансфекции первичной культуры клеток кератиноцитов эпидермиса человека HEKa человека генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 установлено наличие белка Cas9 по сравнению с отсутствием такового в контрольных образцах, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать ген Cas9 на уровне белка. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии Cas9 в эукариотических клетках.From figure 6 it follows that as a result of transfection of the primary culture of keratinocytes of the human epidermis HEKa with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of the Cas9 protein was established in comparison with the absence thereof in the control samples, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the Cas9 gene on protein level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of Cas9 in eukaryotic cells.

Пример 7.Example 7.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для гетерологичной экспрессии белка Cas9 в клетках млекопитающих.Confirmation of the efficiency and feasibility of the method of using the VTvaf17-Cas9 gene therapy DNA vector carrying the Cas9 gene for heterologous expression of the Cas9 protein in mammalian cells.

Оценивали изменение количества белка Cas9 в лизате клеток первичной культуры меланоцитов эпидермиса человека Primary Epidermal Melanocytes; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC® PCS-200-013™) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Клетки выращивали как описано в примере 4.The change in the amount of Cas9 protein in the lysate of cells of the primary culture of melanocytes of the human epidermis, Primary Epidermal Melanocytes, was assessed; Normal, Human, Adult (HEMa) (ATCC® PCS-200-013 ™) after transfection of these cells with a VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the human Cas9 gene. The cells were grown as described in example 4.

Для трансфекции использовали реагент SuperFect Transfection Reagent 6-го поколения (Qiagen, Германия). В качестве контроля использовали водный раствор дендримеров без ДНК-вектора (А), ДНК-вектор VTvaf17, не содержащий кДНК гена Cas9 (В), в качестве трансфицируемых агентов - ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, несущий ген Cas9 человека (С). Приготовление комплекса ДНК-дендример и трансфекцию клеток HEMa проводили согласно методике производителя.The 6th generation SuperFect Transfection Reagent (Qiagen, Germany) was used for transfection. An aqueous solution of dendrimers without a DNA vector (A), a DNA vector VTvaf17 that does not contain the cDNA of the Cas9 gene (B) were used as controls, and a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene (C) was used as transfected agents. Preparation of the DNA-dendrimer complex and transfection of HEMa cells were performed according to the manufacturer's procedure.

После трансфекции к 0,5 мл культуральной жидкости добавляли 0,1 мл 1N HCl, тщательно перемешивали и инкубировали 10 минут при комнатной температуре. Затем нейтрализовали смесь, добавляя 0,1 мл 1.2М NaOH/0.5M HEPES (pH 7-7,6) и тщательно перемешивали. Отбирали супернатант и использовали его для количественного определения целевого белка. Количественное определение белка Cas9 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), используя набор Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Кат. PRB-5079) согласно методике производителя с детекцией оптической плотности при помощи автоматического биохимического и иммуноферментного анализатора ChemWell (Awareness Technology Inc., США).After transfection, 0.1 ml of 1N HCl was added to 0.5 ml of the culture fluid, mixed thoroughly and incubated for 10 minutes at room temperature. Then the mixture was neutralized by adding 0.1 ml of 1.2M NaOH / 0.5M HEPES (pH 7-7.6) and mixed thoroughly. The supernatant was taken and used to quantify the target protein. Quantitative determination of the Cas9 protein was carried out by the method of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using the Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Cat. PRB-5079) according to the manufacturer's procedure with optical density detection using an automatic biochemical and enzyme-linked immunosorbent assay ChemWell (Awareness Technology Inc., USA).

Численное значение концентрации определяли с помощью калибровочной кривой, построенной по стандартным образцам с известной концентрацией белка Cas9, входящим в состав набора. Чувствительность метода составляла не менее 1,5 нг/мл, диапазон измерения - от 1.56 нг/мл до 100 нг/мл. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программного обеспечения для статистической обработки и визуализации данных R, версия 3.0.2 (https://www.r-project.org/). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 7.The numerical value of the concentration was determined using a calibration curve constructed using standard samples with a known concentration of Cas9 protein included in the kit. The sensitivity of the method was no less than 1.5 ng / ml, the measurement range was from 1.56 ng / ml to 100 ng / ml. Statistical processing of the results was carried out using software for statistical processing and data visualization R, version 3.0.2 (https://www.r-project.org/). The analysis plots are shown in FIG. 7.

Из фигуры 7 следует, что в результате трансфекции первичной культуры клеток HEMa человека генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 установлено наличие белка Cas9 по сравнению с отсутствием такового в контрольных образцах, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать ген Cas9 на уровне белка. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии Cas9 в эукариотических клетках.From figure 7 it follows that as a result of transfection of the primary culture of human HEMa cells with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of the Cas9 protein was found in comparison with the absence of such in the control samples, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the Cas9 gene at the protein level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of Cas9 in eukaryotic cells.

Пример 8.Example 8.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для гетерологичной экспрессии белка Cas9 в клетках животных.Confirmation of the effectiveness and feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene for heterologous expression of the Cas9 protein in animal cells.

Оценивали изменение количества белка Cas9 в лизате клеток яичника сирийского хомячка CHO-K1 (ATCC® CCL-61™) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Клетки выращивали в среде F-12K Medium (Kaighn's Modification of Ham's F-12 Medium) (ATCC® 30-2004™) с добавление 10% сыворотки Fetal Bovine Serum (FBS) (ATCC® 30-2020™) в стандартных условиях.The change in the amount of Cas9 protein in the lysate of Syrian hamster ovary cells CHO-K1 (ATCC® CCL-61 ™) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the human Cas9 gene was evaluated. Cells were grown in F-12K Medium (Kaighn's Modification of Ham's F-12 Medium) (ATCC® 30-2004 ™) supplemented with 10% Fetal Bovine Serum (FBS) (ATCC® 30-2020 ™) under standard conditions.

Для трансфекции использовали реагент SuperFect Transfection Reagent 6-го поколения (Qiagen, Германия). В качестве контроля использовали водный раствор дендримеров без ДНК-вектора (А), ДНК-вектор VTvaf17, не содержащий кДНК гена Cas9 (В), в качестве трансфицируемых агентов - ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, несущий ген Cas9 человека (С). Приготовление комплекса ДНК-дендример и трансфекцию клеток проводили согласно методике производителя.The 6th generation SuperFect Transfection Reagent (Qiagen, Germany) was used for transfection. An aqueous solution of dendrimers without a DNA vector (A), a DNA vector VTvaf17 that does not contain the cDNA of the Cas9 gene (B) were used as controls, and a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene (C) was used as transfected agents. The DNA-dendrimer complex was prepared and the cells were transfected according to the manufacturer's procedure.

После трансфекции к 0,5 мл клеточной суспензии добавляли 0,1 мл 1N HCl, тщательно перемешивали и инкубировали 10 минут при комнатной температуре. Затем нейтрализовали смесь, добавляя 0,1 мл 1.2М NaOH/0.5M HEPES (pH 7-7,6) и тщательно перемешивали. Отбирали супернатант и использовали его для количественного определения целевого белка. Количественное определение белка Cas9 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), используя набор Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Кат. PRB-5079) согласно методике производителя с детекцией оптической плотности при помощи автоматического биохимического и иммуноферментного анализатора ChemWell (Awareness Technology Inc., США).After transfection, 0.1 ml of 1N HCl was added to 0.5 ml of the cell suspension, mixed thoroughly and incubated for 10 minutes at room temperature. Then the mixture was neutralized by adding 0.1 ml of 1.2M NaOH / 0.5M HEPES (pH 7-7.6) and mixed thoroughly. The supernatant was taken and used to quantify the target protein. Quantitative determination of the Cas9 protein was carried out by the method of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using the Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Cat. PRB-5079) according to the manufacturer's procedure with optical density detection using an automatic biochemical and enzyme-linked immunosorbent assay ChemWell (Awareness Technology Inc., USA).

Численное значение концентрации определяли с помощью калибровочной кривой, построенной по стандартным образцам с известной концентрацией белка Cas9, входящим в состав набора. Чувствительность метода составляла не менее 1,5 нг/мл, диапазон измерения - от 1.56 нг/мл до 100 нг/мл. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программного обеспечения для статистической обработки и визуализации данных R, версия 3.0.2 (https://www.r-project.org/). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 8.The numerical value of the concentration was determined using a calibration curve constructed using standard samples with a known concentration of Cas9 protein included in the kit. The sensitivity of the method was no less than 1.5 ng / ml, the measurement range was from 1.56 ng / ml to 100 ng / ml. Statistical processing of the results was carried out using software for statistical processing and data visualization R, version 3.0.2 (https://www.r-project.org/). The analysis plots are shown in FIG. 8.

Из фигуры 8 следует, что в результате трансфекции культуры клеток CHO-K1 генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 установлено наличие белка Cas9 по сравнению с отсутствием такового в контрольных образцах, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки животных и экспрессировать ген Cas9 на уровне белка. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии Cas9 в эукариотических клетках животных.From figure 8 it follows that as a result of transfection of the CHO-K1 cell culture with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of Cas9 protein was found in comparison with the absence of it in the control samples, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic animal cells and express the Cas9 gene at the protein level ... The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for heterologous expression of Cas9 in eukaryotic animal cells.

Пример 9.Example 9.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для гетерологичной экспрессии белка Cas9 в клетках человека.Confirmation of the effectiveness and feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene for heterologous expression of the Cas9 protein in human cells.

Оценивали изменение количества белка Cas9 в лизате культуры первичных мононуклеарных клеток переферической крови человека (PBMC) после трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека. Клетки PBMC выделяли из 10 мл венозной крови человека путем разделения фракций в градиенте фиколла 1,119 (ПанЭко, Р051-1) Клетки выращивали в среде RPMI-1640 (ПанЭко, С310п) в стандартных условиях (37С, 5% СО2).The change in the amount of Cas9 protein in the lysate of the culture of primary human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) after transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the human Cas9 gene was evaluated. PBMC cells were isolated from 10 ml of human venous blood by fractionation in a Ficoll gradient 1.119 (PanEko, P051-1) The cells were grown in RPMI-1640 medium (PanEko, C310n) under standard conditions (37C, 5% CO2).

Для трансфекции использовали реагент SuperFect Transfection Reagent 6-го поколения (Qiagen, Германия). В качестве контроля использовали водный раствор дендримеров без ДНК-вектора (А), ДНК-вектор VTvaf17, не содержащий кДНК гена Cas9 (В), в качестве трансфицируемых агентов - ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, несущий ген Cas9 человека (С). Приготовление комплекса ДНК-дендример и трансфекцию клеток проводили согласно методике производителя.The 6th generation SuperFect Transfection Reagent (Qiagen, Germany) was used for transfection. An aqueous solution of dendrimers without a DNA vector (A), a DNA vector VTvaf17 that does not contain the cDNA of the Cas9 gene (B) were used as controls, and a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the human Cas9 gene (C) was used as transfected agents. The DNA-dendrimer complex was prepared and the cells were transfected according to the manufacturer's procedure.

Через 24 часа после трансфекции 1 мл культуры клеток осаждали центрифугированием, к осадку клеток добавляли 0,1 мл 1N HCl, тщательно перемешивали и инкубировали 10 минут при комнатной температуре. Затем нейтрализовали смесь, добавляя 0,1 мл 1.2М NaOH/0.5M HEPES (pH 7-7,6) и тщательно перемешивали. Отбирали супернатант и использовали его для количественного определения целевого белка. Количественное определение белка Cas9 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), используя набор Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Кат. PRB-5079) согласно методике производителя с детекцией оптической плотности при помощи автоматического биохимического и иммуноферментного анализатора ChemWell (Awareness Technology Inc., США).24 hours after transfection, 1 ml of cell culture was precipitated by centrifugation, 0.1 ml of 1N HCl was added to the cell pellet, mixed thoroughly and incubated for 10 minutes at room temperature. Then the mixture was neutralized by adding 0.1 ml of 1.2M NaOH / 0.5M HEPES (pH 7-7.6) and mixed thoroughly. The supernatant was taken and used to quantify the target protein. Quantitative determination of the Cas9 protein was carried out by the method of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using the Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit (Cell Biolabs Inc, Cat. PRB-5079) according to the manufacturer's procedure with optical density detection using an automatic biochemical and enzyme-linked immunosorbent assay ChemWell (Awareness Technology Inc., USA).

Численное значение концентрации определяли с помощью калибровочной кривой, построенной по стандартным образцам с известной концентрацией белка Cas9, входящим в состав набора. Чувствительность метода составляла не менее 1,5 нг/мл, диапазон измерения - от 1.56 нг/мл до 100 нг/мл. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программного обеспечения для статистической обработки и визуализации данных R, версия 3.0.2 (https://www.r-project.org/). Графики, полученные в результате анализа представлены на фиг. 9.The numerical value of the concentration was determined using a calibration curve constructed using standard samples with a known concentration of Cas9 protein included in the kit. The sensitivity of the method was no less than 1.5 ng / ml, the measurement range was from 1.56 ng / ml to 100 ng / ml. Statistical processing of the results was carried out using software for statistical processing and data visualization R, version 3.0.2 (https://www.r-project.org/). The analysis plots are shown in FIG. nine.

Из фигуры 9 следует, что в результате трансфекции культуры клеток PBMC генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 установлено наличие белка Cas9 по сравнению с отсутствием такового в контрольных образцах, что подтверждает способность вектора проникать в клетки человека и экспрессировать ген Cas9 на уровне белка. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для гетерологичной экспрессии Cas9 в эукариотических клетках млекопитающих.From figure 9 it follows that as a result of transfection of PBMC cell culture with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, the presence of Cas9 protein was established in comparison with the absence of such protein in control samples, which confirms the ability of the vector to penetrate into human cells and express the Cas9 gene at the protein level. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for the heterologous expression of Cas9 in eukaryotic mammalian cells.

Пример 10.Example 10.

Подтверждение эффективности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9 и реализуемости способа его применения для повышения уровня экспрессии белка Cas9 в тканях животного путем введения аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.Confirmation of the efficacy of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene and the feasibility of its application to increase the expression level of the Cas9 protein in animal tissues by introducing autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9.

Для подтверждения эффективности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9 и реализуемости способа его применения оценивали изменения количества белка Cas9 в коже крыс при введении в кожу крыс культуры аутологичных фибробластов этого животного, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.To confirm the efficacy of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene and the feasibility of the method of its application, the changes in the amount of Cas9 protein in the skin of rats were assessed when a culture of autologous fibroblasts of this animal transfected with the gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9 was injected into the skin of rats.

Трем крыса линии Wistar вводили в кожу соответствующую культуру аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, и параллельно вводили плацебо, представляющее собой культуру аутологичных фибробластов животного, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим ген Cas9.Three Wistar rats were injected into the skin with an appropriate culture of autologous fibroblasts transfected with the VTvaf17-Cas9 gene therapeutic DNA vector carrying the Cas9 gene, and in parallel were injected with placebo, which was a culture of autologous animal fibroblasts transfected with the VTvaf17 gene therapeutic DNA vector not carrying the Cas9 gene.

Первичную культуру фибробластов крысы выделяли из биоптатов кожи животного. Используя устройство для взятия биопсии кожи Epitheasy 3.5 (Medax SRL, Италия) брали образец биоптата кожи массой около11 мг. Культивирование первичной культуры клеток осуществляли при 37°С в атмосфере, содержащей 5 % СО2 в среде DMEM с 10 % фетальной телячьей сывороткой и ампициллином 100 Ед/мл. Пересев культуры и смену культуральной среды осуществляли каждые 2 дня. Общая продолжительность роста культуры не превышала 25-30 дней. Из культуры клеток отбирали аликвоту, содержащую 5Ч104 клеток. Культуру фибробластов крыс трансфицировали генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 или плацебо – вектор VTvaf17, не несущий целевой ген Cas9.The primary culture of rat fibroblasts was isolated from biopsies of animal skin. Using an Epitheasy 3.5 skin biopsy device (Medax SRL, Italy), a skin biopsy sample weighing about 11 mg was taken. Cultivation of the primary cell culture was carried out at 37 ° C in an atmosphere containing 5% CO2 in DMEM medium with 10% fetal calf serum and ampicillin 100 U / ml. Subculture of culture and change of culture medium was carried out every 2 days. The total duration of culture growth did not exceed 25-30 days. An aliquot containing 5 × 10 4 cells was taken from the cell culture. The culture of rat fibroblasts was transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene or placebo - the vector VTvaf17 not carrying the target Cas9 gene.

Трансфекцию осуществляли с помощью катионного полимера полиэтиленимина JETPEI (Polyplus Transfection, Франция), согласно инструкции фирмы-производителя. Клетки культивировали 72 часа и затем вводили животным. Введение животному культуры аутогенных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 и плацебо, представляющее собой культуру аутологичных фибробластов крысы, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, осуществляли туннельным методом в область предварительно эпилированной кожи иглой 27G на глубину около 1 мм. Концентрация модифицированных аутологичных фибробластов в вводимой суспензии составляла примерно 5 млн клеток на 1 мл суспензии, количество вводимых клеток не превышало 10 млн. Очаги введения культуры аутогенных фибробластов располагались на расстоянии 3 - 5 см друг от друга.Transfection was carried out using a cationic polyethyleneimine polymer JETPEI (Polyplus Transfection, France) according to the manufacturer's instructions. The cells were cultured for 72 hours and then injected into the animals. The introduction to the animal of a culture of autogenous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 and placebo, which is a culture of autologous rat fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17, was carried out by the tunnel method into the area of pre-epilated skin with a 27G needle to a depth of about 1 mm. The concentration of modified autologous fibroblasts in the injected suspension was approximately 5 million cells per 1 ml of suspension, the number of injected cells did not exceed 10 million. The foci of injected culture of autogenous fibroblasts were located at a distance of 3 - 5 cm from each other.

Биопсийные образцы отбирали на 4-е сутки после введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим целевой ген, а именно, ген Cas9 и плацебо. Взятие биопсии осуществляли из участков кожи животных в зоне введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим целевой ген, а именно, ген Cas9 (I), культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим целевой ген Cas9 (плацебо) (II), а также из участков интактной кожи (III), используя устройство для взятия биопсии Epitheasy 3.5 (Medax SRL, Италия). Размер биопсийного образца составлял около 10 куб. мм, масса - около 11 мг. Образец помещали в буферный раствор, содержащий 50 мМ Трис-HCl рН 7.6, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид, и гомогенизировали до получения однородной суспензии. Полученную суспензию центрифугировали в течение 10 мин при 14000g. Отбирали супернатант и использовали его для количественного определения целевого белка как это описано в примерах 5 - 9.Biopsy samples were taken on the 4th day after the introduction of the culture of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely the Cas9 gene and placebo. Biopsies were taken from the skin areas of animals in the zone of administration of the culture of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the target gene, namely the Cas9 (I) gene, cultures of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17, which did not carry the target Cas9 gene (placebo) (II), as well as from areas of intact skin (III), using an Epitheasy 3.5 biopsy device (Medax SRL, Italy). The biopsy sample size was about 10 cc. mm, weight - about 11 mg. The sample was placed in a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.6, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, and 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride, and homogenized until a homogeneous suspension was obtained. The resulting suspension was centrifuged for 10 min at 14000g. The supernatant was collected and used to quantify the target protein as described in Examples 5-9.

Диаграммы, полученные в результате анализа, представлены на фиг. 10.The analysis diagrams are shown in FIG. ten.

Из фигуры 10 следует, что в коже крыс в области введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, установлено наличие белка Cas9 в сравнении с отсутствием такового в контрольных образцах: в области введения культуры аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17, не несущим ген Cas9 (плацебо) и в образце из интактной зоны, что свидетельствует об эффективности генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 и подтверждает реализуемость способа его применения для повышения уровня экспрессии Cas9 в тканях млекопитающих, в частности при введении аутологичных фибробластов, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9.From figure 10 it follows that in the skin of rats in the area of introduction of the culture of autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene, the presence of Cas9 protein was established in comparison with the absence of it in the control samples: in the area of introduction of the culture of autologous fibroblasts transfected gene therapy DNA vector VTvaf17, which does not carry the Cas9 gene (placebo) and in the sample from the intact zone, which indicates the effectiveness of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 and confirms the feasibility of the method of its use to increase the expression level of Cas9 in mammalian tissues, in particular, when administered autologous fibroblasts transfected with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9.

Пример 11.Example 11.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для редактирования генома в клетках млекопитающих.Confirmation of the efficiency and feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene for genome editing in mammalian cells.

Оценивали снижение флуоресценции клеток за счет нарушения экспрессии гена GFP в клетках 293/GFP Cell Line (Cell Biolabs, Кат. AKR-200) после сочетанной трансфекции этих клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9 человека и GFP-targeting guide RNA for CRISPR (Genaxxon bioscience, Кат. P2008.0010). Клетки выращивали в среде DMEM в стандартных условиях.The decrease in cell fluorescence due to the disruption of the expression of the GFP gene in 293 / GFP Cell Line cells (Cell Biolabs, Cat. AKR-200) after combined transfection of these cells with the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the human Cas9 gene and GFP-targeting guide RNA for CRISPR (Genaxxon bioscience Cat. P2008.0010). The cells were grown in DMEM medium under standard conditions.

Для трансфекции клеток ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, использовали Lipofectamine 3000 (ThermoFisher Scientific, США) согласно рекомендациям производителя как это описано в примере 2. Спустя 24 часа после трансфекции ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, клетки трансфицировали GFP-targeting guide RNA for CRISPR. Для трансфекции GFP-targeting guide RNA for CRISPR использовали реагент CRISPRfect E transfection reagent (Genaxxon bioscience, Кат. P2002.0035) согласно инструкции производителя.For transfection of cells with a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene, Lipofectamine 3000 (ThermoFisher Scientific, USA) was used according to the manufacturer's recommendations as described in Example 2. 24 hours after transfection with a DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene, cells transfected with the GFP targeting guide RNA for CRISPR. The CRISPRfect E transfection reagent (Genaxxon bioscience, Cat. P2002.0035) was used for transfection of the GFP-targeting guide RNA for CRISPR according to the manufacturer's instructions.

В качестве экспериментальных образцов использовали трансфекцию водой с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR (А), трансфекцию ДНК-вектором VTvaf17, не содержащим кДНК гена Cas9, с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR (В), трансфекцию ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR (С), трансфекцию ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим ген Cas9, с последующей трансфекцией водой (D).The experimental samples were water transfection followed by transfection with GFP-targeting guide RNA for CRISPR (A), transfection with a VTvaf17 DNA vector that does not contain the cDNA of the Cas9 gene, followed by transfection with GFP-targeting guide RNA for CRISPR (B), transfection with DNA- vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene, followed by transfection with the GFP targeting guide RNA for CRISPR (C), transfection with the DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene, followed by transfection with water (D).

Спустя 48 часов после второй трансфекции удаляли культуральную среду, клетки ресуспендировали в физиологическом растворе и использовали для оценки количества клеток, экспрессирующих флуоресцентный белок GFP методом проточной флуорометрии на приборе Beckman Coulter's Cytomics FC 500 (Beckman Coulter's, США). Полученные в результате анализа, представлены на фиг. 11.48 hours after the second transfection, the culture medium was removed, the cells were resuspended in saline and used to assess the number of cells expressing the fluorescent protein GFP by flow fluorometry using a Beckman Coulter's Cytomics FC 500 instrument (Beckman Coulter's, USA). The resulting analyzes are shown in FIG. eleven.

Из фигуры 11 следует, что в результате трансфекции первичной культуры клеток 293/GFP генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9 с последующей трансфекцией GFP-targeting guide RNA for CRISPR установлено снижение (около 80%) количества клеток, экспрессирующих GFP по сравнению с отсутствием снижения в контрольных образцах, что подтверждает способность вектора проникать в эукариотические клетки и экспрессировать функционально активную эндонуклеазу Cas9, которая с помощью GFP-targeting guide RNA осуществляет направленное редактирование гена GFP, что приводит к подавлению экспрессии флуоресцентного белка GFP. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для выполнения таргетного редактирования генома эукариотических клеток.From figure 11 it follows that as a result of transfection of the primary culture of 293 / GFP cells with the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, followed by transfection with the GFP-targeting guide RNA for CRISPR, a decrease (about 80%) in the number of cells expressing GFP compared with the absence of a decrease in control samples, which confirms the ability of the vector to penetrate into eukaryotic cells and express the functionally active endonuclease Cas9, which, using the GFP-targeting guide RNA, performs directed editing of the GFP gene, which leads to suppression of the expression of the fluorescent protein GFP. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 to perform targeted editing of the genome of eukaryotic cells.

Пример 12.Example 12.

Подтверждение эффективности и реализуемости способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, для редактирования генома в клетках млекопитающих. Confirmation of the efficiency and feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 carrying the Cas9 gene for genome editing in mammalian cells.

Выполняли скрининг клонов клеток линии MCF7 (ATCC® HTB-22™) с целью выявления клонов, в которых произошло направленное редактирование генома, после трансфекции этих клеток смесью ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, с gRNA_Cloning Vector, несущим олигонуклеотиды к участкам экзона гена TLR9.Screening of clones of MCF7 cells (ATCC® HTB-22 ™) was performed in order to identify clones in which directed genome editing occurred after transfection of these cells with a mixture of VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene with gRNA_Cloning Vector carrying oligonucleotides to the regions exon of the TLR9 gene.

В качестве sgRNA подобраны специфические олигонуклеотиды, соответствующие 20 нуклеотидным участкам экзона гена TLR9 (Толл-подобный рецептор 9). Подбор sgRNA проводили с помощью сервиса CRISPR DESIGN (http://crispr.mit.edu/). Два синтезированых олигонуклеотида tlrg4f и tlrg4r (список последовательностей (3) и (4)) смешивали в эквимолярных количествах в буфере T4 ДНК лигазы (Thermo Scientific, США), образцы прогревали при 94°С в течение 2 мин, после чего медленно охлаждали до комнатной температуры для образования дуплексов. Далее, олигонуклеотидные дуплексы клонировали в состав вектора gRNA_Cloning Vector (AddGene, #41824). Плазмиды с клонированными олигонуклеотидами наращивали и очищали в препаративных количествах набором Plasmid DNA Purification Kit (Qiagen, США).Specific oligonucleotides corresponding to 20 nucleotide regions of the TLR9 gene exon (Toll-like receptor 9) were selected as sgRNAs. The sgRNA selection was performed using the CRISPR DESIGN service (http://crispr.mit.edu/). Two synthesized oligonucleotides tlrg4f and tlrg4r (sequence list (3) and (4)) were mixed in equimolar amounts in buffer T4 DNA ligase (Thermo Scientific, USA), the samples were heated at 94 ° C for 2 min, after which they were slowly cooled to room temperature. temperatures to form duplexes. Next, the oligonucleotide duplexes were cloned into the gRNA_Cloning Vector (AddGene, # 41824). Plasmids with cloned oligonucleotides were grown and purified in preparative quantities using the Plasmid DNA Purification Kit (Qiagen, USA).

Клетки MCF-7 культивировали с использованием среды EMEM Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) (ATCC® 30-2003™) стандартных условиях (37С, 5% CO2). Трансфекцию проводили с использованием набора реагентов Lipofectamine 3000 (Thermoscientific, США) согласно инструкции фирмы производителя. Для трансфекции использовали эквимолярную смесь ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, с gRNA_Cloning Vector, несущим олигонуклеотиды к участкам экзона гена TLR9. В качестве контроля использовали воду или gRNA_Cloning Vector, несущий олигонуклеотиды к участкам экзона гена TLR9, или ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, несущий ген Cas9.MCF-7 cells were cultured using Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) (ATCC® 30-2003 ™) standard conditions (37C, 5% CO2). Transfection was performed using the Lipofectamine 3000 reagent kit (Thermoscientific, USA) according to the manufacturer's instructions. For transfection, an equimolar mixture of the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene was used with the gRNA_Cloning Vector carrying oligonucleotides to the regions of the TLR9 gene exon. Water or gRNA_Cloning Vector carrying oligonucleotides to regions of the TLR9 gene exon, or a VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene were used as controls.

Затем клетки с помощью FACS-сортера рассевали в лунки 96-луночного планшента. Для анализа клонов, выросших после сортинга, клетки, растущие в 96-луночных планшетах, промывали PBS, лизировали в 50 мкл реагента ДНК-экспресс (Литех, Россия), после чего проводили пробоподготовку согласно рекомендациям производителя. Полученные образцы использовали в качестве матрицы для амплификации методом ПЦР участка локуса, содержащего участки распознавания sgRNAs в гене TLR9. Полученные ПЦР-фрагменты секвенировали для анализа на генетическом анализаторе ABI Prism 3730xl Genetic Analyser (Applied Biosystems, США). В результате было идентифицировано четыре клона, содержащих изменения нуклеотидных последовательностей гена TLR9, которые явились результатом направленного геномного редактирования. В контрольных образцах не было выявлено клонов, содержащих какие-либо изменения в последовательностях гена TLR9.The cells were then plated using a FACS sorter into the wells of a 96-well plate. For the analysis of clones grown after sorting, cells growing in 96-well plates were washed with PBS, lysed in 50 μl of DNA-express reagent (Litekh, Russia), after which sample preparation was carried out according to the manufacturer's recommendations. The obtained samples were used as a template for PCR amplification of the locus region containing the sgRNAs recognition regions in the TLR9 gene. The obtained PCR fragments were sequenced for analysis on an ABI Prism 3730xl Genetic Analyzer (Applied Biosystems, USA). As a result, four clones were identified containing changes in the nucleotide sequences of the TLR9 gene, which were the result of directed genomic editing. In the control samples, no clones were identified containing any changes in the TLR9 gene sequences.

Полученные в результате анализа данные, представлены на фиг. 12.The data obtained as a result of the analysis are presented in FIG. 12.

Из фигуры 12 следует, что в результате трансфекции клеточной линии MCF7 смесью ДНК-вектора VTvaf17-Cas9, несущего ген Cas9, с gRNA_Cloning Vector, несущим олигонуклеотиды к участкам экзона гена TLR9, и последующим скринингом клонов клеток было выявлено несколько клонов, в которых произошло направленное редактирование генома, что подтверждает способность вектора VTvaf17-Cas9 проникать в эукариотические клетки и экспрессировать функционально активную эндонуклеазу Cas9, которая с помощью gRNA способна вносить мутацию в целевой ген, например в ген TLR9, что показано путем секвенирования таргетной последовательности. Представленные результаты также подтверждают реализуемость способа применения генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 для выполнения таргетного редактирования генома эукариотических клеток.It follows from figure 12 that as a result of transfection of the MCF7 cell line with a mixture of the VTvaf17-Cas9 DNA vector carrying the Cas9 gene, with gRNA_Cloning Vector carrying oligonucleotides to the regions of the TLR9 gene exon, and subsequent screening of cell clones, several clones were identified in which the directed genome editing, which confirms the ability of the VTvaf17-Cas9 vector to penetrate into eukaryotic cells and express the functionally active endonuclease Cas9, which, using gRNA, is capable of introducing a mutation into the target gene, for example, into the TLR9 gene, as shown by sequencing the target sequence. The presented results also confirm the feasibility of the method of using the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 to perform targeted editing of the genome of eukaryotic cells.

Пример 13.Example 13.

Штамм Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущий генотерапевтический ДНК-вектор, и способ его получения.Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 carrying a gene therapy DNA vector and a method for its production.

Конструирование штамма для наработки в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген, Cas9, а именно штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущего генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 для его наработки с возможностью селекции без использования антибиотиков заключается в получении электрокомпетентных клеток штамма Escherichia coli SCS110-AF с проведением электропорации этих клеток генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, после чего клетки высеваются на чашки Петри с агаризованной селективной средой, содержащей дрожжевой экстракт, пептон, 6% сахарозы, а также 10 мкг/мл хлорамфеникола. При этом штамм Escherichia coli SCS110-AF для наработки генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17 или генотерапевтических ДНК-векторов на его основе с возможностью положительной селекции без использования антибиотиков получали путем конструирования линейного фрагмента ДНК, содержащего регуляторный элемент RNA-in транспозона Tn10 для селекции без применения антибиотиков размером 64 п.н., ген левансахаразы sacB, продукт которого обеспечивает селекцию на сахарозо-содержащей среде размером 1422 п.н., ген устойчивости к хлорамфениколу catR, необходимый для отбора клонов штамма, в которых прошла гомологичная рекомбинация размером 763 п.н. и две гомологичные последовательности, обеспечивающие процесс гомологичной рекомбинации в области гена recA с одновременной его инактивацией размером 329 п.н. и 233 п.н., после чего проводили трансформацию клеток Escherichia coli путем электропорации и отбирали клоны, выжившие на среде, содержащей 10 мкг/мл хлорамфеникола. Construction of a strain for industrial-scale production of a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target gene, Cas9, namely the Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 strain carrying a gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 for its production with the possibility of selection without the use of antibiotics consists in obtaining electrocompetent cells of the Escherichia coli strain SCS110-AF with electroporation of these cells with the gene therapeutic DNA vector VTvaf17-Cas9, after which the cells are seeded on Petri dishes with agar selective medium containing yeast extract, peptone, 6% sucrose as well as 10 μg / ml chloramphenicol. In this case, the Escherichia coli strain SCS110-AF for the development of a gene therapy DNA vector VTvaf17 or gene therapy DNA vectors based on it with the possibility of positive selection without the use of antibiotics was obtained by constructing a linear DNA fragment containing the regulatory element RNA-in of the transposon Tn10 for selection without the use of antibiotics size 64 bp, the levansurase sacB gene, the product of which provides selection on a sucrose-containing medium with a size of 1422 bp, the chloramphenicol resistance gene catR, which is necessary for the selection of clones of the strain in which homologous recombination of 763 bp has taken place. and two homologous sequences providing the process of homologous recombination in the region of the recA gene with its simultaneous inactivation of 329 bp in size. and 233 bp, after which the transformation of Escherichia coli cells was carried out by electroporation and clones that survived on a medium containing 10 μg / ml of chloramphenicol were selected.

Полученный штамм для наработки был внесен в коллекции Национального биоресурсного центра - Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (НБЦ ВКПМ), РФ с присвоением регистрационных номеров: The resulting strain for development was included in the collection of the National Bioresource Center - All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (NBC VKPM), RF with the assignment of registration numbers:

штамм Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 – регистрационный № ВКПМ: В- , дата депонирования: Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 - registration number VKPM: B-, date of deposit:

Пример 14.Example 14.

Способ масштабирования получения генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9 до промышленного масштаба.A method for scaling the production of a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene to an industrial scale.

Для подтверждения технологичности получения и возможности производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 (SEQ ID №1) проводили масштабную ферментацию штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, который содержит генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17, несущий целевой ген, а именно Cas9. Штамм Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, получали на базе штамма Escherichia coli SCS110-AF (Cell and Gene Therapy LLC, Великобритания) по примеру 13 путем электропорации компетентных клеток этого штамма генотерапевтическим ДНК-вектором VTvaf17-Cas9, несущим целевой ген, а именно, Cas9 с последующим высевом трансформированных клеток на чашки Петри с агаризованной селективной средой, содержащей дрожжевой экстракт, пептон, 6% сахарозы и отбором отдельных клонов.To confirm the manufacturability and the possibility of industrial-scale production of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 (SEQ ID No. 1), a large-scale fermentation of Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, which contains the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target gene, and namely Cas9. The Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 strain was obtained on the basis of the Escherichia coli SCS110-AF strain (Cell and Gene Therapy LLC, UK) according to example 13 by electroporation of the competent cells of this strain with the VTvaf17-Cas9 gene therapeutic DNA vector carrying the target gene, namely, Cas9, followed by plating the transformed cells onto Petri dishes with agar selective medium containing yeast extract, peptone, 6% sucrose, and selecting individual clones.

Ферментацию полученного штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущего генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 проводили в ферментере объемом 10 л с последующим выделением генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9. Fermentation of the obtained Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, carrying the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9, was carried out in a 10 L fermenter, followed by isolation of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9.

Для ферментации штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 готовили среду, содержащую на 10 л: 100 г триптон, 50 г дрожжевой экстракт (Becton Dickinson, США), доводили водой до 8800 мл и автоклавировали при 121 0С 20 мин, затем добавляли 1200 мл 50% (вес/объем) сахарозы. Далее засевали в колбу затравочную культуру штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9 в объеме 100 мл. Инкубировали в шейкере-инкубаторе 16 ч при 30°С. Переносили затравочную культуру в ферментер Techfors S (Infors HT, Швейцария), растили до достижения стационарной фазы. Контроль осуществляли измерением оптической плотности культуры при длине волны 600 нм. Клетки осаждали центрифугированием 30 мин при 5000-10000 g. Супернатант удаляли, клеточную массу ресуспендировали в 10% по объему фосфатно-солевого буфера. Повторно центрифугировали 30 мин при 5000-10000g. Супернатант удаляли, к клеточной массе добавляли раствор 20 мМ TrisCl, 1 мМ ЭДТА, 200 г/л сахароза, рН 8,0 в объеме 1000 мл, тщательно перемешивали до образования гомогенной суспензии. Добавляли раствор яичного лизоцима до конечной концентрации 100мкг/мл. Инкубировали 20 мин на льду при бережном перемешивании. Далее, добавляли 2500 мл раствора 0,2 М NaOH, 10 г/л додецилсульфат натрия, инкубировали 10 мин на льду при бережном перемешивании, затем добавляли 3500 мл раствора 3M ацетат натрия, 2М уксусная кислота, рН 5-5,5, инкубировали 10 мин на льду при бережном перемешивании. Полученный образец центрифугировали 20-30 мин при 15000 g или более. Раствор аккуратно декантировали, от остатков осадка избавлялись фильтрацией через грубый фильтр (фильтровальную бумагу). Добавляли РНКазу А (Sigma, США) до конечной концентрации 20 нг/мл, инкубировали ночь 16 ч при комнатной температуре. Раствор центрифугировали 20-30 мин при 15000g, затем фильтровали через мембранный фильтр с порами 0,45 мкм (Millipore, США). Далее проводили ультрафильтрацию через мембрану размером отсечения 100кДа (Millipore, США) и разбавляли до начального объема буфером 25 мМ TrisCl, pH 7.0. Операцию повторяли три – четыре раза. Наносили раствор, на колонку с 250 мл сорбента DEAE sepharose HP (GE, США), уравновешенную раствором 25 мМ TrisCl, pH 7.0. После нанесения образца колонку промывали тремя объемами этого же раствора, а затем проводили элюцию генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9 линейным градиентом от раствора 25 мМ TrisCl, pH 7.0 до раствора 25 мМ TrisCl, pH 7.0, 1М NaCl в объеме пяти объемов колонки. Контроль элюции осуществляли по оптической плотности сходящего раствора при 260 нм. Хроматографические фракции, содержащие генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9, объединяли и проводили гель-фильтрацию на сорбенте Superdex 200 (GE, США). Колонку уравновешивали фосфатно-солевым буфером. Контроль элюции осуществляли по оптической плотности сходящего раствора при 260 нм, фракции анализировали электрофорезом в агарозном геле. Фракции, содержащие генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 объединяли и хранили при -20°С. Для оценки воспроизводимости техпроцесса обозначенные технологические операции повторяли пятикратно.For fermentation of Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, a medium was prepared containing 10 L: 100 g tryptone, 50 g yeast extract (Becton Dickinson, USA), brought up to 8800 ml with water and autoclaved at 121 ° C for 20 min, then added 1200 ml 50% (w / v) sucrose. Then, a seed culture of Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 in a volume of 100 ml was inoculated into a flask. Incubated in an incubator shaker for 16 h at 30 ° C. The seed culture was transferred to a Techfors S fermenter (Infors HT, Switzerland), grown until the stationary phase was reached. The control was carried out by measuring the optical density of the culture at a wavelength of 600 nm. The cells were pelleted by centrifugation for 30 min at 5000-10000 g. The supernatant was removed, the cell mass was resuspended in 10% by volume phosphate-buffered saline. They were re-centrifuged for 30 min at 5000-10000g. The supernatant was removed, a solution of 20 mM TrisCl, 1 mM EDTA, 200 g / L sucrose, pH 8.0 in a volume of 1000 ml was added to the cell mass, and thoroughly mixed until a homogeneous suspension was formed. Egg lysozyme solution was added to a final concentration of 100 μg / ml. Incubated for 20 min on ice with gentle stirring. Next, 2500 ml of a solution of 0.2 M NaOH, 10 g / L sodium dodecyl sulfate were added, incubated for 10 min on ice with gentle stirring, then 3500 ml of a solution of 3M sodium acetate, 2M acetic acid, pH 5-5.5 were added, incubated 10 min on ice with gentle stirring. The obtained sample was centrifuged for 20-30 min at 15000 g or more. The solution was carefully decanted, and the residual sediment was removed by filtration through a coarse filter (filter paper). RNase A (Sigma, USA) was added to a final concentration of 20 ng / ml, and the mixture was incubated overnight for 16 h at room temperature. The solution was centrifuged for 20-30 min at 15000 g, then filtered through a membrane filter with pores of 0.45 μm (Millipore, USA). Then ultrafiltration was carried out through a membrane with a cutoff size of 100 kDa (Millipore, USA) and diluted to the initial volume with 25 mM TrisCl buffer, pH 7.0. The operation was repeated three to four times. The solution was applied to a column with 250 ml of DEAE sepharose HP sorbent (GE, USA) equilibrated with a solution of 25 mM TrisCl, pH 7.0. After the sample was applied, the column was washed with three volumes of the same solution, and then the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 was eluted with a linear gradient from a 25 mM TrisCl solution, pH 7.0 to a 25 mM TrisCl solution, pH 7.0, 1 M NaCl in a volume of five column volumes. Elution was monitored by the optical density of the descending solution at 260 nm. Chromatographic fractions containing the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 were pooled and gel filtration was performed on a Superdex 200 sorbent (GE, USA). The column was equilibrated with phosphate buffered saline. Elution was monitored by the optical density of the descending solution at 260 nm, fractions were analyzed by electrophoresis in agarose gel. The fractions containing the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 were pooled and stored at -20 ° C. To assess the reproducibility of the technical process, the indicated technological operations were repeated five times.

Воспроизводимость техпроцесса и количественные характеристики выхода конечного продукта подтверждают технологичность получения и возможность производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17-Cas9.The reproducibility of the technical process and the quantitative characteristics of the final product yield confirm the manufacturability of the preparation and the possibility of industrial production of the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9.

Таким образом, созданный генотерапевтический ДНК-вектор с целевым геном может быть использован для введения в клетки человека, животных и организм млекопитающих, обеспечивая гетерологичную экспрессию эндонуклеазы Cas9, что может использоваться с целью редактирования последовательности генома человека и животных в присутствии gRNA заданной специфичности.Thus, the created gene therapy DNA vector with the target gene can be used for introduction into human, animal, and mammalian cells, providing heterologous expression of Cas9 endonuclease, which can be used to edit the sequence of the human and animal genome in the presence of a gRNA of a given specificity.

Задача, поставленная в данном изобретении, а именно: конструирование генотерапевтического ДНК-вектора для гетерологичной экспрессии гена Cas9 в клетках человека и животных, сочетающего в себе следующие свойства:The problem posed in this invention, namely: construction of a gene therapeutic DNA vector for heterologous expression of the Cas9 gene in human and animal cells, combining the following properties:

I) Эффективность генотерапевтического ДНК-вектора для гетерологичной экспрессии целевого гена в эукариотических клетках; I) The effectiveness of the gene therapy DNA vector for heterologous expression of the target gene in eukaryotic cells;

II) Возможность безопасного применения для реализации различных методов геномного редактирования геномов человека и животного, в том числе при генетической терапии человека и животного за счет отсутствия в составе генотерапевтического ДНК-вектора регуляторных элементов, представляющих собой нуклеотидные последовательности вирусных геномов;II) The possibility of safe use for the implementation of various methods of genomic editing of human and animal genomes, including in genetic therapy of humans and animals due to the absence of regulatory elements in the composition of the gene therapy DNA vector, which are the nucleotide sequences of viral genomes;

III) Возможность безопасного применения для реализации различных методов геномного редактирования геномов человека и животного, в том числе при генетической терапии человека и животного за счет отсутствия в составе генотерапевтического ДНК-вектора генов антибиотикорезистентности;III) Possibility of safe use for the implementation of various methods of genomic editing of human and animal genomes, including in genetic therapy of humans and animals due to the absence of antibiotic resistance genes in the gene therapy DNA vector;

IV) Технологичность получения и возможность наработки генотерапевтического ДНК-вектора в промышленных масштабах,IV) Manufacturability of obtaining and the possibility of developing a gene therapy DNA vector on an industrial scale,

а также задача по конструированию штамма, несущего этот генотерапевтический ДНК-вектор для производства этого генотерапевтического ДНК-вектора решена, что подтверждается примерами: as well as the problem of constructing a strain carrying this gene therapy DNA vector for the production of this gene therapy DNA vector has been solved, which is confirmed by examples:

для п. I – пример 1, 2, 3, 4, 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11;for item I - example 1, 2, 3, 4, 5; 6; 7; 8; nine; ten; eleven;

для п. II и п. III – пример 1, 11, 12;for item II and item III - example 1, 11, 12;

для п. IV – пример 1, 13, 14.for item IV - example 1, 13, 14.

Промышленная применимость:Industrial applicability:

Все представленные выше примеры подтверждают промышленную применимость предлагаемого генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9 для гетерологичной экспрессии гена Cas9 в клетках человека и животных, штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущего генотерапевтический ДНК-вектор, способа получения генотерапевтического ДНК-вектора, способа производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора.All the above examples confirm the industrial applicability of the proposed gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene for heterologous expression of the Cas9 gene in human and animal cells, the Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9 strain carrying the gene therapeutic DNA vector, a method for producing a gene therapy DNA vector, a method for industrial-scale production of a gene therapy DNA vector.

Перечень сокращенийList of abbreviations

VTvaf17 – вектор генотерапевтический, не содержащий последовательностей вирусных геномов и маркеров антибиотико-резистентности (vector therapeutic virus-antibiotic-free)VTvaf17 is a vector therapeutic virus-antibiotic-free vector that does not contain sequences of viral genomes and markers of antibiotic resistance

gRNA – guided RNAgRNA - guided RNA

PBMC – мононуклеарные клетки переферической кровиPBMC - Peripheral Blood Mononuclear Cells

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислотаDNA - deoxyribonucleic acid

кДНК - комплементарная дезоксирибонуклеиновая кислотаcDNA - complementary deoxyribonucleic acid

РНК - рибонуклеиновая кислотаRNA - ribonucleic acid

мРНК - матричная рибонуклеиновая кислотаmRNA - matrix ribonucleic acid

п.н. – пар нуклеотидовp.n. - nucleotide pairs

ПЦР - полимеразная цепная реакцияPCR - polymerase chain reaction

мл – миллилитр, мкл – микролитрml - milliliter, μl - microliter

куб. мм – кубический миллиметрcub. mm - cubic millimeter

л - литрl - liter

мкг - микрограммmcg - microgram

мг - миллиграммmg - milligram

г - граммg - gram

мкМ - микромольμM - micromole

мМ – миллимольmM - millimole

мин – минутаmin - minute

сек - секундаsec - second

об/мин - обороты в минутуrpm - revolutions per minute

нм - нанометрnm - nanometer

см - сантиметрcm - centimeter

мВт - милливаттmW - milliwatts

о.е. ф-относительная единица флуоресценции o.e. f-relative unit of fluorescence

РВС – фосфатно-солевой буферPBC - phosphate buffered saline

Список литературыList of references

1. Dowdy SF. Overcoming cellular barriers for RNA therapeutics. Nat Biotechnol. 2017 Mar;35(3):222-229.1. Dowdy SF. Overcoming cellular barriers for RNA therapeutics. Nat Biotechnol. 2017 Mar; 35 (3): 222-229.

2. Draft Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products, http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2015/05/WC500187020.pdf2. Draft Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products, http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2015/05/WC500187020.pdf

3. Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal Products EMA/CAT/80183/20143. Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal Products EMA / CAT / 80183/2014

4. Hornstein BD, Roman D, Arévalo-Soliz LM, Engevik MA, Zechiedrich L. Effects of Circular DNA Length on Transfection Efficiency by Electroporation into HeLa Cells. Ceña V, ed. PLoS ONE. 2016;11(12):e0167537. 4. Hornstein BD, Roman D, Arévalo-Soliz LM, Engevik MA, Zechiedrich L. Effects of Circular DNA Length on Transfection Efficiency by Electroporation into HeLa Cells. Ceña V, ed. PLoS ONE. 2016; 11 (12): e0167537.

5. Hussain W, Mahmood T, Hussain J, Ali N, Shah T, Qayyum S, Khan I. CRISPR/Cas system: A game changing genome editing technology, to treat human genetic diseases. Gene. 2019 Feb 15;685:70-75. doi: 10.1016/j.gene.2018.10.072. Epub 2018 Oct 26. Review. PubMed PMID: 30393194.5. Hussain W, Mahmood T, Hussain J, Ali N, Shah T, Qayyum S, Khan I. CRISPR / Cas system: A game changing genome editing technology, to treat human genetic diseases. Gene. 2019 Feb 15; 685: 70-75. doi: 10.1016 / j.gene.2018.10.072. Epub 2018 Oct 26. Review. PubMed PMID: 30393194.

6. Li L, Hu S, Chen X. Non-viral delivery systems for CRISPR/Cas9-based genome editing: Challenges and opportunities. Biomaterials. 2018 Jul;171:207-218. 6. Li L, Hu S, Chen X. Non-viral delivery systems for CRISPR / Cas9-based genome editing: Challenges and opportunities. Biomaterials. 2018 Jul; 171: 207-218.

7. Li L, Petrovsky N. Molecular mechanisms for enhanced DNA vaccine immunogenicity. Expert Rev Vaccines. 2016;15(3):313-297. Li L, Petrovsky N. Molecular mechanisms for enhanced DNA vaccine immunogenicity. Expert Rev Vaccines. 2016; 15 (3): 313-29

8. Lukashev AN, Zamyatnin AA Jr. Viral Vectors for Gene Therapy: Current State and Clinical Perspectives. Biochemistry (Mosc). 2016 Jul;81(7):700-8. 8. Lukashev AN, Zamyatnin AA Jr. Viral Vectors for Gene Therapy: Current State and Clinical Perspectives. Biochemistry (Mosc). 2016 Jul; 81 (7): 700-8.

9. Maginnis MS. Virus-Receptor Interactions: The Key to Cellular Invasion. J Mol Biol. 2018 Aug 17;430(17):2590-2611.9. Maginnis MS. Virus-Receptor Interactions: The Key to Cellular Invasion. J Mol Biol. 2018 Aug 17; 430 (17): 2590-2611.

10. Mairhofer J, Grabherr R. Rational vector design for efficient non-viral gene delivery: challenges facing the use of plasmid DNA. Mol Biotechnol. 2008.39(2):97-10410. Mairhofer J, Grabherr R. Rational vector design for efficient non-viral gene delivery: challenges facing the use of plasmid DNA. Mol Biotechnol. 2008.39 (2): 97-104

11. Memi F, Ntokou A, Papangeli I. CRISPR/Cas9 gene-editing: Research technologies, clinical applications and ethical considerations. Semin Perinatol. 2018 Dec;42(8):487-500. doi: 10.1053/j.semperi.2018.09.003. Epub 2018 Oct 2. Review. PubMed PMID: 30482590.11. Memi F, Ntokou A, Papangeli I. CRISPR / Cas9 gene-editing: Research technologies, clinical applications and ethical considerations. Semin Perinatol. 2018 Dec; 42 (8): 487-500. doi: 10.1053 / j.semperi.2018.09.003. Epub 2018 Oct 2. Review. PubMed PMID: 30482590.

12. Mougiakos I, Mohanraju P, Bosma EF, Vrouwe V, Finger Bou M, Naduthodi MIS, Gussak A, Brinkman RBL, van Kranenburg R, van der Oost J. Characterizing a thermostable Cas9 for bacterial genome editing and silencing. Nat Commun. 2017 Nov 21;8(1):1647.12. Mougiakos I, Mohanraju P, Bosma EF, Vrouwe V, Finger Bou M, Naduthodi MIS, Gussak A, Brinkman RBL, van Kranenburg R, van der Oost J. Characterizing a thermostable Cas9 for bacterial genome editing and silencing. Nat Commun. 2017 Nov 21; 8 (1): 1647.

13. Reflection paper on design modifications of gene therapy medicinal products during development / 14 December 2011 EMA/CAT/GTWP/44236/2009 Committee for advanced therapies13. Reflection paper on design modifications of gene therapy medicinal products during development / 14 December 2011 EMA / CAT / GTWP / 44236/2009 Committee for advanced therapies

14. Salsman J, Dellaire G. Precision genome editing in the CRISPR era. Biochem Cell Biol. 2017 Apr;95(2):187-201.14. Salsman J, Dellaire G. Precision genome editing in the CRISPR era. Biochem Cell Biol. 2017 Apr; 95 (2): 187-201.

15. Sapranauskas R, Gasiunas G, Fremaux C, Barrangou R, Horvath P, Siksnys V. The Streptococcus thermophilus CRISPR/Cas system provides immunity in Escherichia coli. Nucleic Acids Res. 2011 Nov;39(21):9275-82.15. Sapranauskas R, Gasiunas G, Fremaux C, Barrangou R, Horvath P, Siksnys V. The Streptococcus thermophilus CRISPR / Cas system provides immunity in Escherichia coli. Nucleic Acids Res. 2011 Nov; 39 (21): 9275-82.

16. Wilson LOW, O'Brien AR, Bauer DC. The Current State and Future of CRISPR-Cas9 gRNA Design Tools. Front Pharmacol. 2018 Jul 12;9:749.16. Wilson LOW, O'Brien AR, Bauer DC. The Current State and Future of CRISPR-Cas9 gRNA Design Tools. Front Pharmacol. 2018 Jul 12; 9: 749.

17. Молекулярная биология, 2011, том 45, № 1, с. 44-5517. Molecular Biology, 2011, Volume 45, No. 1, p. 44-55

Перечень сокращенийList of abbreviations

VTvaf17 – вектор генотерапевтический, не содержащий последовательностей вирусных геномов и маркеров антибиотико-резистентности (vector therapeutic virus-antibiotic-free)VTvaf17 is a vector therapeutic virus-antibiotic-free vector that does not contain sequences of viral genomes and markers of antibiotic resistance

gRNA – guided RNAgRNA - guided RNA

PBMC – мононуклеарные клетки переферической кровиPBMC - Peripheral Blood Mononuclear Cells

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислотаDNA - deoxyribonucleic acid

кДНК - комплементарная дезоксирибонуклеиновая кислотаcDNA - complementary deoxyribonucleic acid

РНК - рибонуклеиновая кислотаRNA - ribonucleic acid

мРНК - матричная рибонуклеиновая кислотаmRNA - matrix ribonucleic acid

п.н. – пар нуклеотидовp.n. - nucleotide pairs

ПЦР - полимеразная цепная реакцияPCR - polymerase chain reaction

мл – миллилитр, мкл – микролитрml - milliliter, μl - microliter

куб. мм – кубический миллиметрcub. mm - cubic millimeter

л - литрl - liter

мкг - микрограммmcg - microgram

мг - миллиграммmg - milligram

г - граммg - gram

мкМ - микромольμM - micromole

мМ – миллимольmM - millimole

мин – минутаmin - minute

сек - секундаsec - second

об/мин - обороты в минутуrpm - revolutions per minute

нм - нанометрnm - nanometer

см - сантиметрcm - centimeter

мВт - милливаттmW - milliwatts

о.е. ф-относительная единица флуоресценции o.e. f-relative unit of fluorescence

РВС – фосфатно-солевой буфер.PBC - phosphate-buffered saline.

--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙLIST OF SEQUENCES

<110> Селл энд Джин Терапи Лтд (CELL and GENE THERAPY Ltd), Общество с ограниченной ответственностью «Прорывные Инновационные Технологии», <110> CELL and GENE THERAPY Ltd, Disruptive Innovative Technologies Limited Liability Company,

<120> Генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9 для гетерологичной экспрессии этого целевого гена в клетках человека и животных при реализации различных методов геномного редактирования, способ получения и применения генотерапевтического ДНК-вектора, штамм Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущий генотерапевтический ДНК-вектор, способ его получения, способ производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора.<120> Gene therapy DNA vector based on gene therapy DNA vector VTvaf17, carrying the target Cas9 gene for heterologous expression of this target gene in human and animal cells when implementing various methods of genomic editing, a method for producing and using a gene therapeutic DNA vector, Escherichia coli SCS110 strain -AF / VTvaf17-Cas9, carrying a gene therapy DNA vector, a method for its production, a method for industrial-scale production of a gene therapy DNA vector.

<160> 1<160> 1

<170> BiSSAP 1.3.6<170> BiSSAP 1.3.6

<210> 1<210> 1

<211> 7351<211> 7351

<212> DNA<212> DNA

<213> Homo Sapiens<213> Homo Sapiens

<400> 1<400> 1

cgtgaggctc cggtgcccgt cagtgggcag agcgcacatc gcccacagtc cccgagaagt 60cgtgaggctc cggtgcccgt cagtgggcag agcgcacatc gcccacagtc cccgagaagt 60

tggggggagg ggtcggcaat tgaaccggtg cctagagaaa gtggcgcggg gtaaactggg 120tggggggagg ggtcggcaat tgaaccggtg cctagagaaa gtggcgcggg gtaaactggg 120

aaagtgatgt cgtgtactgg ctccgccttt ttcccgaggg tgggggagaa ccgtatataa 180aaagtgatgt cgtgtactgg ctccgccttt ttcccgaggg tgggggagaa ccgtatataa 180

gtgcagtagt cgccgtgaac gttctttttc gcaacgggtt tgccgccaga acacaggtaa 240gtgcagtagt cgccgtgaac gttctttttc gcaacgggtt tgccgccaga acacaggtaa 240

gtgccgtgtg tggttcccgc gggcctggcc tctttacggg ttatggccct tgcgtgcctt 300gtgccgtgtg tggttcccgc gggcctggcc tctttacggg ttatggccct tgcgtgcctt 300

gaattacttc cacgcccctg gctgcagtac gtgattcttg atcccgagct tcgggttgga 360gaattacttc cacgcccctg gctgcagtac gtgattcttg atcccgagct tcgggttgga 360

agtgggtggg agagttcgag gccttgcgct taaggagccc cttcgcctcg tgcttgagtt 420agtgggtggg agagttcgag gccttgcgct taaggagccc cttcgcctcg tgcttgagtt 420

gaggcctggc ttgggcgctg gggccgccgc gtgcgaatct ggtggcacct tcgcgcctgt 480gaggcctggc ttgggcgctg gggccgccgc gtgcgaatct ggtggcacct tcgcgcctgt 480

ctcgctgctt tcgataagtc tctagccatt taaaattttt gatgacctgc tgcgacgctt 540ctcgctgctt tcgataagtc tctagccatt taaaattttt gatgacctgc tgcgacgctt 540

tttttctggc aagatagtct tgtaaatgcg ggccaagatc tgcacactgg tatttcggtt 600tttttctggc aagatagtct tgtaaatgcg ggccaagatc tgcacactgg tatttcggtt 600

tttggggccg cgggcggcga cggggcccgt gcgtcccagc gcacatgttc ggcgaggcgg 660tttggggccg cgggcggcga cggggcccgt gcgtcccagc gcacatgttc ggcgaggcgg 660

ggcctgcgag cgcggccacc gagaatcgga cgggggtagt ctcaagctgg ccggcctgct 720ggcctgcgag cgcggccacc gagaatcgga cgggggtagt ctcaagctgg ccggcctgct 720

ctggtgcctg gcctcgcgcc gccgtgtatc gccccgccct gggcggcaag gctggcccgg 780ctggtgcctg gcctcgcgcc gccgtgtatc gccccgccct gggcggcaag gctggcccgg 780

tcggcaccag ttgcgtgagc ggaaagatgg ccgcttcccg gccctgctgc agggagctca 840tcggcaccag ttgcgtgagc ggaaagatgg ccgcttcccg gccctgctgc agggagctca 840

aaatggagga cgcggcgctc gggagagcgg gcgggtgagt cacccacaca aaggaaaagg 900aaatggagga cgcggcgctc gggagagcgg gcgggtgagt cacccacaca aaggaaaagg 900

gcctttccgt cctcagccgt cgcttcatgt gactccacgg agtaccgggc gccgtccagg 960gcctttccgt cctcagccgt cgcttcatgt gactccacgg agtaccgggc gccgtccagg 960

cacctcgatt agttctcgag cttttggagt acgtcgtctt taggttgggg ggaggggttt 1020cacctcgatt agttctcgag cttttggagt acgtcgtctt taggttgggg ggaggggttt 1020

tatgcgatgg agtttcccca cactgagtgg gtggagactg aagttaggcc agcttggcac 1080tatgcgatgg agtttcccca cactgagtgg gtggagactg aagttaggcc agcttggcac 1080

ttgatgtaat tctccttgga atttgccctt tttgagtttg gatcttggtt cattctcaag 1140ttgatgtaat tctccttgga atttgccctt tttgagtttg gatcttggtt cattctcaag 1140

cctcagacag tggttcaaag tttttttctt ccatttcagg tgtcgtgaaa actaccccta 1200cctcagacag tggttcaaag tttttttctt ccatttcagg tgtcgtgaaa actaccccta 1200

aaagccaagg atccgccacc atggccccaa agaagaagcg gaaggtcggt atccacggag 1260aaagccaagg atccgccacc atggccccaa agaagaagcg gaaggtcggt atccacggag 1260

tcccagcagc cgacaagaag tacagcatcg gcctggacat cggcaccaac tctgtgggct 1320tcccagcagc cgacaagaag tacagcatcg gcctggacat cggcaccaac tctgtgggct 1320

gggccgtgat caccgacgag tacaaggtgc ccagcaagaa attcaaggtg ctgggcaaca 1380gggccgtgat caccgacgag tacaaggtgc ccagcaagaa attcaaggtg ctgggcaaca 1380

ccgaccggca cagcatcaag aagaacctga tcggagccct gctgttcgac agcggcgaaa 1440ccgaccggca cagcatcaag aagaacctga tcggagccct gctgttcgac agcggcgaaa 1440

cagccgaggc cacccggctg aagagaaccg ccagaagaag atacaccaga cggaagaacc 1500cagccgaggc cacccggctg aagagaaccg ccagaagaag atacaccaga cggaagaacc 1500

ggatctgcta tctgcaagag atcttcagca acgagatggc caaggtggac gacagcttct 1560ggatctgcta tctgcaagag atcttcagca acgagatggc caaggtggac gacagcttct 1560

tccacagact ggaagagtcc ttcctggtgg aagaggataa gaagcacgag cggcacccca 1620tccacagact ggaagagtcc ttcctggtgg aagaggataa gaagcacgag cggcacccca 1620

tcttcggcaa catcgtggac gaggtggcct accacgagaa gtaccccacc atctaccacc 1680tcttcggcaa catcgtggac gaggtggcct accacgagaa gtaccccacc atctaccacc 1680

tgagaaagaa actggtggac agcaccgaca aggccgacct gcggctgatc tatctggccc 1740tgagaaagaa actggtggac agcaccgaca aggccgacct gcggctgatc tatctggccc 1740

tggcccacat gatcaagttc cggggccact tcctgatcga gggcgacctg aaccccgaca 1800tggcccacat gatcaagttc cggggccact tcctgatcga gggcgacctg aaccccgaca 1800

acagcgacgt ggacaagctg ttcatccagc tggtgcagac ctacaaccag ctgttcgagg 1860acagcgacgt ggacaagctg ttcatccagc tggtgcagac ctacaaccag ctgttcgagg 1860

aaaaccccat caacgccagc ggcgtggacg ccaaggccat cctgtctgcc agactgagca 1920aaaaccccat caacgccagc ggcgtggacg ccaaggccat cctgtctgcc agactgagca 1920

agagcagacg gctggaaaat ctgatcgccc agctgcccgg cgagaagaag aatggcctgt 1980agagcagacg gctggaaaat ctgatcgccc agctgcccgg cgagaagaag aatggcctgt 1980

tcggaaacct gattgccctg agcctgggcc tgacccccaa cttcaagagc aacttcgacc 2040tcggaaacct gattgccctg agcctgggcc tgacccccaa cttcaagagc aacttcgacc 2040

tggccgagga tgccaaactg cagctgagca aggacaccta cgacgacgac ctggacaacc 2100tggccgagga tgccaaactg cagctgagca aggacaccta cgacgacgac ctggacaacc 2100

tgctggccca gatcggcgac cagtacgccg acctgtttct ggccgccaag aacctgtccg 2160tgctggccca gatcggcgac cagtacgccg acctgtttct ggccgccaag aacctgtccg 2160

acgccatcct gctgagcgac atcctgagag tgaacaccga gatcaccaag gcccccctga 2220acgccatcct gctgagcgac atcctgagag tgaacaccga gatcaccaag gcccccctga 2220

gcgcctctat gatcaagaga tacgacgagc accaccagga cctgaccctg ctgaaagctc 2280gcgcctctat gatcaagaga tacgacgagc accaccagga cctgaccctg ctgaaagctc 2280

tcgtgcggca gcagctgcct gagaagtaca aagagatttt cttcgaccag agcaagaacg 2340tcgtgcggca gcagctgcct gagaagtaca aagagatttt cttcgaccag agcaagaacg 2340

gctacgccgg ctacattgac ggcggagcca gccaggaaga gttctacaag ttcatcaagc 2400gctacgccgg ctacattgac ggcggagcca gccaggaaga gttctacaag ttcatcaagc 2400

ccatcctgga aaagatggac ggcaccgagg aactgctcgt gaagctgaac agagaggacc 2460ccatcctgga aaagatggac ggcaccgagg aactgctcgt gaagctgaac agagaggacc 2460

tgctgcggaa gcagcggacc ttcgacaacg gcagcatccc ccaccagatc cacctgggag 2520tgctgcggaa gcagcggacc ttcgacaacg gcagcatccc ccaccagatc cacctgggag 2520

agctgcacgc cattctgcgg cggcaggaag atttttaccc attcctgaag gacaaccggg 2580agctgcacgc cattctgcgg cggcaggaag atttttaccc attcctgaag gacaaccggg 2580

aaaagatcga gaagatcctg accttccgca tcccctacta cgtgggccct ctggccaggg 2640aaaagatcga gaagatcctg accttccgca tcccctacta cgtgggccct ctggccaggg 2640

gaaacagcag attcgcctgg atgaccagaa agagcgagga aaccatcacc ccctggaact 2700gaaacagcag attcgcctgg atgaccagaa agagcgagga aaccatcacc ccctggaact 2700

tcgaggaagt ggtggacaag ggcgcttccg cccagagctt catcgagcgg atgaccaact 2760tcgaggaagt ggtggacaag ggcgcttccg cccagagctt catcgagcgg atgaccaact 2760

tcgataagaa cctgcccaac gagaaggtgc tgcccaagca cagcctgctg tacgagtact 2820tcgataagaa cctgcccaac gagaaggtgc tgcccaagca cagcctgctg tacgagtact 2820

tcaccgtgta taacgagctg accaaagtga aatacgtgac cgagggaatg agaaagcccg 2880tcaccgtgta taacgagctg accaaagtga aatacgtgac cgagggaatg agaaagcccg 2880

ccttcctgag cggcgagcag aaaaaggcca tcgtggacct gctgttcaag accaaccgga 2940ccttcctgag cggcgagcag aaaaaggcca tcgtggacct gctgttcaag accaaccgga 2940

aagtgaccgt gaagcagctg aaagaggact acttcaagaa aatcgagtgc ttcgactccg 3000aagtgaccgt gaagcagctg aaagaggact acttcaagaa aatcgagtgc ttcgactccg 3000

tggaaatctc cggcgtggaa gatcggttca acgcctccct gggcacatac cacgatctgc 3060tggaaatctc cggcgtggaa gatcggttca acgcctccct gggcacatac cacgatctgc 3060

tgaaaattat caaggacaag gacttcctgg acaatgagga aaacgaggac attctggaag 3120tgaaaattat caaggacaag gacttcctgg acaatgagga aaacgaggac attctggaag 3120

atatcgtgct gaccctgaca ctgtttgagg acagagagat gatcgaggaa cggctgaaaa 3180atatcgtgct gaccctgaca ctgtttgagg acagagagat gatcgaggaa cggctgaaaa 3180

cctatgccca cctgttcgac gacaaagtga tgaagcagct gaagcggcgg agatacaccg 3240cctatgccca cctgttcgac gacaaagtga tgaagcagct gaagcggcgg agatacaccg 3240

gctggggcag gctgagccgg aagctgatca acggcatccg ggacaagcag tccggcaaga 3300gctggggcag gctgagccgg aagctgatca acggcatccg ggacaagcag tccggcaaga 3300

caatcctgga tttcctgaag tccgacggct tcgccaacag aaacttcatg cagctgatcc 3360caatcctgga tttcctgaag tccgacggct tcgccaacag aaacttcatg cagctgatcc 3360

acgacgacag cctgaccttt aaagaggaca tccagaaagc ccaggtgtcc ggccagggcg 3420acgacgacag cctgaccttt aaagaggaca tccagaaagc ccaggtgtcc ggccagggcg 3420

atagcctgca cgagcacatt gccaatctgg ccggcagccc cgccattaag aagggcatcc 3480atagcctgca cgagcacatt gccaatctgg ccggcagccc cgccattaag aagggcatcc 3480

tgcagacagt gaaggtggtg gacgagctcg tgaaagtgat gggccggcac aagcccgaga 3540tgcagacagt gaaggtggtg gacgagctcg tgaaagtgat gggccggcac aagcccgaga 3540

acatcgtgat cgaaatggcc agagagaacc agaccaccca gaagggacag aagaacagcc 3600acatcgtgat cgaaatggcc agagagaacc agaccaccca gaagggacag aagaacagcc 3600

gcgagagaat gaagcggatc gaagagggca tcaaagagct gggcagccag atcctgaaag 3660gcgagagaat gaagcggatc gaagagggca tcaaagagct gggcagccag atcctgaaag 3660

aacaccccgt ggaaaacacc cagctgcaga acgagaagct gtacctgtac tacctgcaga 3720aacaccccgt ggaaaacacc cagctgcaga acgagaagct gtacctgtac tacctgcaga 3720

atgggcggga tatgtacgtg gaccaggaac tggacatcaa ccggctgtcc gactacgatg 3780atgggcggga tatgtacgtg gaccaggaac tggacatcaa ccggctgtcc gactacgatg 3780

tggaccatat cgtgcctcag agctttctga aggacgactc catcgacaac aaggtgctga 3840tggaccatat cgtgcctcag agctttctga aggacgactc catcgacaac aaggtgctga 3840

ccagaagcga caagaaccgg ggcaagagcg acaacgtgcc ctccgaagag gtcgtgaaga 3900ccagaagcga caagaaccgg ggcaagagcg acaacgtgcc ctccgaagag gtcgtgaaga 3900

agatgaagaa ctactggcgg cagctgctga acgccaagct gattacccag agaaagttcg 3960agatgaagaa ctactggcgg cagctgctga acgccaagct gattacccag agaaagttcg 3960

acaatctgac caaggccgag agaggcggcc tgagcgaact ggataaggcc ggcttcatca 4020acaatctgac caaggccgag agaggcggcc tgagcgaact ggataaggcc ggcttcatca 4020

agagacagct ggtggaaacc cggcagatca caaagcacgt ggcacagatc ctggactccc 4080agagacagct ggtggaaacc cggcagatca caaagcacgt ggcacagatc ctggactccc 4080

ggatgaacac taagtacgac gagaatgaca agctgatccg ggaagtgaaa gtgatcaccc 4140ggatgaacac taagtacgac gagaatgaca agctgatccg ggaagtgaaa gtgatcaccc 4140

tgaagtccaa gctggtgtcc gatttccgga aggatttcca gttttacaaa gtgcgcgaga 4200tgaagtccaa gctggtgtcc gatttccgga aggatttcca gttttacaaa gtgcgcgaga 4200

tcaacaacta ccaccacgcc cacgacgcct acctgaacgc cgtcgtggga accgccctga 4260tcaacaacta ccaccacgcc cacgacgcct acctgaacgc cgtcgtggga accgccctga 4260

tcaaaaagta ccctaagctg gaaagcgagt tcgtgtacgg cgactacaag gtgtacgacg 4320tcaaaaagta ccctaagctg gaaagcgagt tcgtgtacgg cgactacaag gtgtacgacg 4320

tgcggaagat gatcgccaag agcgagcagg aaatcggcaa ggctaccgcc aagtacttct 4380tgcggaagat gatcgccaag agcgagcagg aaatcggcaa ggctaccgcc aagtacttct 4380

tctacagcaa catcatgaac tttttcaaga ccgagattac cctggccaac ggcgagatcc 4440tctacagcaa catcatgaac tttttcaaga ccgagattac cctggccaac ggcgagatcc 4440

ggaagcggcc tctgatcgag acaaacggcg aaaccgggga gatcgtgtgg gataagggcc 4500ggaagcggcc tctgatcgag acaaacggcg aaaccgggga gatcgtgtgg gataagggcc 4500

gggattttgc caccgtgcgg aaagtgctga gcatgcccca agtgaatatc gtgaaaaaga 4560gggattttgc caccgtgcgg aaagtgctga gcatgcccca agtgaatatc gtgaaaaaga 4560

ccgaggtgca gacaggcggc ttcagcaaag agtctatcct gcccaagagg aacagcgata 4620ccgaggtgca gacaggcggc ttcagcaaag agtctatcct gcccaagagg aacagcgata 4620

agctgatcgc cagaaagaag gactgggacc ctaagaagta cggcggcttc gacagcccca 4680agctgatcgc cagaaagaag gactgggacc ctaagaagta cggcggcttc gacagcccca 4680

ccgtggccta ttctgtgctg gtggtggcca aagtggaaaa gggcaagtcc aagaaactga 4740ccgtggccta ttctgtgctg gtggtggcca aagtggaaaa gggcaagtcc aagaaactga 4740

agagtgtgaa agagctgctg gggatcacca tcatggaaag aagcagcttc gagaagaatc 4800agagtgtgaa agagctgctg gggatcacca tcatggaaag aagcagcttc gagaagaatc 4800

ccatcgactt tctggaagcc aagggctaca aagaagtgaa aaaggacctg atcatcaagc 4860ccatcgactt tctggaagcc aagggctaca aagaagtgaa aaaggacctg atcatcaagc 4860

tgcctaagta ctccctgttc gagctggaaa acggccggaa gagaatgctg gcctctgccg 4920tgcctaagta ctccctgttc gagctggaaa acggccggaa gagaatgctg gcctctgccg 4920

gcgaactgca gaagggaaac gaactggccc tgccctccaa atatgtgaac ttcctgtacc 4980gcgaactgca gaagggaaac gaactggccc tgccctccaa atatgtgaac ttcctgtacc 4980

tggccagcca ctatgagaag ctgaagggct cccccgagga taatgagcag aaacagctgt 5040tggccagcca ctatgagaag ctgaagggct cccccgagga taatgagcag aaacagctgt 5040

ttgtggaaca gcacaagcac tacctggacg agatcatcga gcagatcagc gagttctcca 5100ttgtggaaca gcacaagcac tacctggacg agatcatcga gcagatcagc gagttctcca 5100

agagagtgat cctggccgac gctaatctgg acaaagtgct gtccgcctac aacaagcacc 5160agagagtgat cctggccgac gctaatctgg acaaagtgct gtccgcctac aacaagcacc 5160

gggataagcc catcagagag caggccgaga atatcatcca cctgtttacc ctgaccaatc 5220gggataagcc catcagagag caggccgaga atatcatcca cctgtttacc ctgaccaatc 5220

tgggagcccc tgccgccttc aagtactttg acaccaccat cgaccggaag aggtacacca 5280tgggagcccc tgccgccttc aagtactttg acaccaccat cgaccggaag aggtacacca 5280

gcaccaaaga ggtgctggac gccaccctga tccaccagag catcaccggc ctgtacgaga 5340gcaccaaaga ggtgctggac gccaccctga tccaccagag catcaccggc ctgtacgaga 5340

cacggatcga cctgtctcag ctgggaggcg acaaaaggcc ggcggccacg aaaaaggccg 5400cacggatcga cctgtctcag ctgggaggcg acaaaaggcc ggcggccacg aaaaaggccg 5400

gccaggcaaa aaagaaaaag taagaattcc ctgtgacccc tccccagtgc ctctcctggc 5460gccaggcaaa aaagaaaaag taagaattcc ctgtgacccc tccccagtgc ctctcctggc 5460

cctggaagtt gccactccag tgcccaccag ccttgtccta ataaaattaa gttgcatcat 5520cctggaagtt gccactccag tgcccaccag ccttgtccta ataaaattaa gttgcatcat 5520

tttgtctgac taggtgtcct tctataatat tatggggtgg aggggggtgg tatggagcaa 5580tttgtctgac taggtgtcct tctataatat tatggggtgg aggggggtgg tatggagcaa 5580

ggggcaagtt gggaagacaa cctgtagggc ctgcggggtc tattgggaac caagctggag 5640ggggcaagtt gggaagacaa cctgtagggc ctgcggggtc tattgggaac caagctggag 5640

tgcagtggca caatcttggc tcactgcaat ctccgcctcc tgggttcaag cgattctcct 5700tgcagtggca caatcttggc tcactgcaat ctccgcctcc tgggttcaag cgattctcct 5700

gcctcagcct cccgagttgt tgggattcca ggcatgcatg accaggctca gctaattttt 5760gcctcagcct cccgagttgt tgggattcca ggcatgcatg accaggctca gctaattttt 5760

gtttttttgg tagagacggg gtttcaccat attggccagg ctggtctcca actcctaatc 5820gtttttttgg tagagacggg gtttcaccat attggccagg ctggtctcca actcctaatc 5820

tcaggtgatc tacccacctt ggcctcccaa attgctggga ttacaggcgt gaaccactgc 5880tcaggtgatc tacccacctt ggcctcccaa attgctggga ttacaggcgt gaaccactgc 5880

tcccttccct gtccttacgc gtagaattgg taaagagagt cgtgtaaaat atcgagttcg 5940tcccttccct gtccttacgc gtagaattgg taaagagagt cgtgtaaaat atcgagttcg 5940

cacatcttgt tgtctgatta ttgatttttg gcgaaaccat ttgatcatat gacaagatgt 6000cacatcttgt tgtctgatta ttgatttttg gcgaaaccat ttgatcatat gacaagatgt 6000

gtatctacct taacttaatg attttgataa aaatcattaa ctagtccatg gctgcctcgc 6060gtatctacct taacttaatg attttgataa aaatcattaa ctagtccatg gctgcctcgc 6060

gcgtttcggt gatgacggtg aaaacctctg acacatgcag ctcccggaga cggtcacagc 6120gcgtttcggt gatgacggtg aaaacctctg acacatgcag ctcccggaga cggtcacagc 6120

ttgtctgtaa gcggatgccg ggagcagaca agcccgtcag ggcgcgtcag cgggtgttgg 6180ttgtctgtaa gcggatgccg ggagcagaca agcccgtcag ggcgcgtcag cgggtgttgg 6180

cgggtgtcgg ggcgcagcca tgacccagtc acgtagcgat agcggagtgt atactggctt 6240cgggtgtcgg ggcgcagcca tgacccagtc acgtagcgat agcggagtgt atactggctt 6240

aactatgcgg catcagagca gattgtactg agagtgcacc atatgcggtg tgaaataccg 6300aactatgcgg catcagagca gattgtactg agagtgcacc atatgcggtg tgaaataccg 6300

cacagatgcg taaggagaaa ataccgcatc aggcgctctt ccgcttcctc gctcactgac 6360cacagatgcg taaggagaaa ataccgcatc aggcgctctt ccgcttcctc gctcactgac 6360

tcgctgcgct cggtcgttcg gctgcggcga gcggtatcag ctcactcaaa ggcggtaata 6420tcgctgcgct cggtcgttcg gctgcggcga gcggtatcag ctcactcaaa ggcggtaata 6420

cggttatcca cagaatcagg ggataacgca ggaaagaaca tgtgagcaaa aggccagcaa 6480cggttatcca cagaatcagg ggataacgca ggaaagaaca tgtgagcaaa aggccagcaa 6480

aaggccagga accgtaaaaa ggccgcgttg ctggcgtttt tccataggct ccgcccccct 6540aaggccagga accgtaaaaa ggccgcgttg ctggcgtttt tccataggct ccgcccccct 6540

gacgagcatc acaaaaatcg acgctcaagt cagaggtggc gaaacccgac aggactataa 6600gacgagcatc acaaaaatcg acgctcaagt cagaggtggc gaaacccgac aggactataa 6600

agataccagg cgtttccccc tggaagctcc ctcgtgcgct ctcctgttcc gaccctgccg 6660agataccagg cgtttccccc tggaagctcc ctcgtgcgct ctcctgttcc gaccctgccg 6660

cttaccggat acctgtccgc ctttctccct tcgggaagcg tggcgctttc tcatagctca 6720cttaccggat acctgtccgc ctttctccct tcgggaagcg tggcgctttc tcatagctca 6720

cgctgtaggt atctcagttc ggtgtaggtc gttcgctcca agctgggctg tgtgcacgaa 6780cgctgtaggt atctcagttc ggtgtaggtc gttcgctcca agctgggctg tgtgcacgaa 6780

ccccccgttc agcccgaccg ctgcgcctta tccggtaact atcgtcttga gtccaacccg 6840ccccccgttc agcccgaccg ctgcgcctta tccggtaact atcgtcttga gtccaacccg 6840

gtaagacacg acttatcgcc actggcagca gccactggta acaggattag cagagcgagg 6900gtaagacacg acttatcgcc actggcagca gccactggta acaggattag cagagcgagg 6900

tatgtaggcg gtgctacaga gttcttgaag tggtggccta actacggcta cactagaaga 6960tatgtaggcg gtgctacaga gttcttgaag tggtggccta actacggcta cactagaaga 6960

acagtatttg gtatctgcgc tctgctgaag ccagttacct tcggaaaaag agttggtagc 7020acagtatttg gtatctgcgc tctgctgaag ccagttacct tcggaaaaag agttggtagc 7020

tcttgatccg gcaaacaaac caccgctggt agcggtggtt tttttgtttg caagcagcag 7080tcttgatccg gcaaacaaac caccgctggt agcggtggtt tttttgtttg caagcagcag 7080

attacgcgca gaaaaaaagg atctcaagaa gatcctttga tcttttctac ggggtctgac 7140attacgcgca gaaaaaaagg atctcaagaa gatcctttga tcttttctac ggggtctgac 7140

gctcagtgga acgaaaactc acgttaaggg attttggtca tgagattatc aaaaaggatc 7200gctcagtgga acgaaaactc acgttaaggg attttggtca tgagattatc aaaaaggatc 7200

ttcacctaga tccttttaaa ttaaaaatga agttttaaat caatctaaag tatatatgag 7260ttcacctaga tccttttaaa ttaaaaatga agttttaaat caatctaaag tatatatgag 7260

taaacttggt ctgacagtta ccaatgctta atcagtgagg cacctatctc agcgatctgt 7320taaacttggt ctgacagtta ccaatgctta atcagtgagg cacctatctc agcgatctgt 7320

ctatttcgtt catccatagt tgcctgactc c 7351ctatttcgtt catccatagt tgcctgactc c 7351

<---<---

--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВLIST OF SEQUENCES OF OLIGONUCLEOTIDES

(1) Cas9_SF CATCGAGCAGATCAGCGAGT(1) Cas9_SF CATCGAGCAGATCAGCGAGT

(2) Cas9_FR CGATCCGTGTCTCGTACAGG(2) Cas9_FR CGATCCGTGTCTCGTACAGG

(3) tlrg4f CACCGACTGGGTGTACAACGAGCTT(3) tlrg4f CACCGACTGGGTGTACAACGAGCTT

(4) tlrg4r AAACAAGCTCGTTGTACACCCAGTC(4) tlrg4r AAACAAGCTCGTTGTACACCCAGTC

<---<---

Claims (8)

1. Генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9, для гетерологичной экспрессии этого целевого гена в клетках человека и животных при реализации методов геномного редактирования, при этом генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 имеет нуклеотидную последовательность SEQ ID №1.1. A gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene for heterologous expression of this target gene in human and animal cells when implementing genomic editing methods, while the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 has the nucleotide sequence SEQ ID # 1. 2. Генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9 по п. 1, отличающийся тем, что созданный генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 по п. 1 за счет ограниченного размера векторной части VTvaf17, не превышающей 3200 п.н., обладает способностью эффективно проникать в клетки человека и животных и экспрессировать клонированный в него целевой ген Cas9.2. Gene therapy DNA vector based on gene therapy DNA vector VTvaf17, carrying the target Cas9 gene according to claim 1, characterized in that the created gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 according to claim 1 due to the limited size of the vector part of VTvaf17, not exceeding 3200 bp, has the ability to effectively penetrate human and animal cells and express the target Cas9 gene cloned into it. 3. Генотерапевтический ДНК-вектор на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущий целевой ген Cas9 по п. 1, отличающийся тем, что в составе генотерапевтического ДНК-вектора отсутствуют нуклеотидные последовательности вирусного происхождения и отсутствуют гены антибиотикорезистентности, обеспечивая возможность его безопасного применения для реализации различных методов геномного редактирования геномов человека и животного, в том числе при генетической терапии человека и животного.3. Gene therapy DNA vector based on the gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene according to claim 1, characterized in that the gene therapy DNA vector contains no nucleotide sequences of viral origin and no antibiotic resistance genes, providing the possibility of its safe use for implementation various methods of genomic editing of human and animal genomes, including those for genetic therapy of humans and animals. 4. Способ получения генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9 по п. 1, заключающийся в том, что генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 по п. 1 получают следующим образом: кодирующую часть целевого гена Cas9 клонируют в ДНК-вектор VTvaf17 и получают генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9.4. A method of obtaining a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene according to claim 1, comprising that the gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 according to claim 1 is obtained as follows: the coding part of the target Cas9 gene cloned into DNA vector VTvaf17 and receive gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9. 5. Способ применения генотерапевтического ДНК-вектора на основе генотерапевтического ДНК-вектора VTvaf17, несущего целевой ген Cas9 по п. 1, для гетерологичной экспрессии этого целевого гена в клетках человека и животных, заключающийся во введении генотерапевтического ДНК-вектора по п. 1 в клетки, органы и ткани человека или животного совместно с gRNA и/или во введении в органы и ткани человека или животного аутологичных клеток человека или животного, трансфицированных генотерапевтическим ДНК-вектором по п. 1 совместно с gRNA или в сочетании обозначенных способов. 5. A method of using a gene therapy DNA vector based on a gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the target Cas9 gene according to claim 1 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells, which consists in introducing the gene therapy DNA vector according to claim 1 into cells , human or animal organs and tissues together with gRNA and / or in the introduction into human or animal organs and tissues of autologous human or animal cells transfected with a gene therapeutic DNA vector according to claim 1 together with gRNA or in a combination of the indicated methods. 6. Способ получения штамма Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, который заключается в электропорации компетентных клеток штамма Escherichia coli SCS110-AF генотерапевтическим ДНК-вектором по п. 1 и последующей селекцией стабильных клонов штамма с использованием селективной среды. 6. The method of obtaining the Escherichia coli strain SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, which consists in electroporation of competent cells of the Escherichia coli strain SCS110-AF with a gene therapy DNA vector according to claim 1 and subsequent selection of stable clones of the strain using a selective medium. 7. Штамм, полученный по п. 6, Escherichia coli SCS110-AF/VTvaf17-Cas9, несущий генотерапевтический ДНК-вектор по п. 1 для гетерологичной экспрессии целевого гена в клетках человека и животных. 7. The strain obtained according to claim 6, Escherichia coli SCS110-AF / VTvaf17-Cas9, carrying the gene therapy DNA vector according to claim 1 for heterologous expression of the target gene in human and animal cells. 8. Способ производства в промышленных масштабах генотерапевтического ДНК-вектора по п. 1, заключающийся в масштабировании бактериальной культуры штамма по п. 7 до количеств, необходимых для наращивания бактериальной биомассы в промышленном ферментере, после чего биомассу используют для выделения фракции, содержащей целевой ДНК-продукт - генотерапевтический ДНК-вектор VTvaf17-Cas9 по п. 1, многостадийно фильтруют и очищают хроматографическими методами.8. A method of industrial-scale production of a gene therapeutic DNA vector according to claim 1, which consists in scaling the bacterial culture of the strain according to claim 7 to the amounts required for the growth of bacterial biomass in an industrial fermenter, after which the biomass is used to isolate a fraction containing the target DNA product - gene therapy DNA vector VTvaf17-Cas9 according to claim 1, is filtered and purified by chromatographic methods in many stages.
RU2018147083A 2018-12-27 2018-12-27 Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector RU2730663C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147083A RU2730663C2 (en) 2018-12-27 2018-12-27 Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector
PCT/RU2019/000996 WO2020139156A1 (en) 2018-12-27 2019-12-23 Gene therapy dna vector and its application
CN201980093145.1A CN113490743A (en) 2018-12-27 2019-12-23 Gene therapy DNA vector and application thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147083A RU2730663C2 (en) 2018-12-27 2018-12-27 Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018147083A RU2018147083A (en) 2020-06-29
RU2018147083A3 RU2018147083A3 (en) 2020-06-29
RU2730663C2 true RU2730663C2 (en) 2020-08-24

Family

ID=71129592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147083A RU2730663C2 (en) 2018-12-27 2018-12-27 Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN113490743A (en)
RU (1) RU2730663C2 (en)
WO (1) WO2020139156A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104480144A (en) * 2014-12-12 2015-04-01 武汉大学 CRISPR/Cas9 recombinant lentiviral vector for human immunodeficiency virus gene therapy and lentivirus of CRISPR/Cas9 recombinant lentiviral vector
CN103981216B (en) * 2014-05-23 2016-06-22 安徽省农业科学院水稻研究所 A kind of key plasmid vector and application

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2883227A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Nature Technology Corporation Dna plasmids with improved expression
CN103923911B (en) * 2014-04-14 2016-06-08 上海金卫生物技术有限公司 The method of CRISPR-Cas9 specific knockdown CCR5 gene and the sgRNA for selectively targeted CCR5 gene
RU2658428C9 (en) * 2017-10-03 2018-10-03 Общество с ограниченной ответственностью "Медсервис" Agent for treatment of human body states related to p4ha1 gene reduced expression and/or reduced quantity of prolyl 4-hydroxylase alpha 1 protein on basis of gene-therapeutic substances with p4ha1 gene, method of manufacture and operation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981216B (en) * 2014-05-23 2016-06-22 安徽省农业科学院水稻研究所 A kind of key plasmid vector and application
CN104480144A (en) * 2014-12-12 2015-04-01 武汉大学 CRISPR/Cas9 recombinant lentiviral vector for human immunodeficiency virus gene therapy and lentivirus of CRISPR/Cas9 recombinant lentiviral vector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU C. ET AL. Delivery Strategies of the CRISPR-Cas9 Gene-Editing System for Therapeutic Applications. J Control Release. 2017 Nov 28; 266: 17-26.. СМИРНОВ А.В. И ДР. Система CRISPR/Cas9 - универсальный инструмент геномной инженерии. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016;20(4):493-510. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020139156A1 (en) 2020-07-02
CN113490743A (en) 2021-10-08
RU2018147083A (en) 2020-06-29
WO2020139156A8 (en) 2021-10-07
RU2018147083A3 (en) 2020-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7189943B2 (en) Non-Integrating DNA Vectors for Genetic Modification of Cells
AU2018383712B2 (en) Cpf1-related methods and compositions for gene editing
KR102853088B1 (en) A method for editing single nucleotide polymorphisms using a programmable base editor system.
KR20210125560A (en) Disruption of splice receptor sites of disease-associated genes using an adenosine deaminase base editor, including for treatment of hereditary diseases
KR101541935B1 (en) Synthetic 5&#39;UTRs, expression vectors, and methods for increasing transgene expression
KR20210056329A (en) New CAS12B enzyme and system
KR20210139265A (en) Adenosine deaminase base editor for modifying nucleobases in target sequences and methods of using the same
KR20210124280A (en) Nucleobase editor with reduced off-target deamination and method for modifying nucleobase target sequence using same
KR20210127206A (en) A method of editing a disease-associated gene using an adenosine deaminase base editor, including for the treatment of a hereditary disease
KR20220090512A (en) Compositions and methods for the treatment of liquid cancer
EP3673061B1 (en) Gene therapy dna vector vtvaf17, method of production; escherichia coli strain scs110-af, method of production; escherichia coli strain scs110-af/vtvaf17 bearing gene therapy dna vector vtvaf17, method of production
KR20220010540A (en) How to edit single nucleotide polymorphisms using a programmable base editor system
KR20230005865A (en) potential-based therapy
AU2016373365B2 (en) Transposon system, kit comprising the same, and uses thereof
US20200032251A1 (en) Stem loop rna mediated transport of mitochondria genome editing molecules (endonucleases) into the mitochondria
CN117120602A (en) Split CAS12 System and How to Use It
KR20230153356A (en) Engineered T cells
US20240307558A1 (en) Gene therapy DNA vector based on gene therapy DNA vector VTvaf17 carrying the therapeutic gene selected from the group of KRT5, KRT14, LAMB3, and COL7A1 genes for increasing the expression level of these therapeutic genes, method of its production and use, Escherichia coli strain SCS110-AF/VTvaf17-KRT5, or Escherichia coli strain SCS110-AF/VTvaf17-KRT14, or Escherichia coli strain SCS110-AF/VTvaf17-LAMB3, or Escherichia coli strain SCS110-AF/VTvaf17-COL7A1 carrying the gene therapy DNA vector, m
RU2730663C2 (en) Gene-therapeutic dna-vector based on gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying target gene cas9 for heterologous expression of this target gene in human and animal cells in implementing various methods of genomic editing, method of producing and using gene-therapeutic dna vector, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cas9 strain, carrying gene-therapeutic dna vector, method for preparing thereof, method for production on industrial scale of gene-therapeutic dna vector
JP2010522549A (en) Polynucleotide for enhancing expression of polynucleotide of interest
CN111051509A (en) Compositions containing C2CL endonuclease for dielectric calibration and methods of using the same for dielectric calibration
KR102081699B1 (en) Transformed corynebacterium glutamicum having capability of producing squalene
US11203760B2 (en) Gene therapy DNA vector GDTT1.8NAS12 and the method for obtaining thereof
CN110878321B (en) An expression vector for gene editing of Klebsiella pneumoniae
US12246073B2 (en) DNA vector for targeted gene therapy