Transient delivery of CRISPR-Cas9 ribonucleoproteins (RNPs) into the central nervous system (CNS) for therapeutic genome editing could avoid limitations of viral vector-based delivery including cargo capacity, immunogenicity, and cost. Here, we tested the ability of cell-penetrant Cas9 RNPs to edit the mouse striatum when introduced using a convection-enhanced delivery system. These transient Cas9 RNPs showed comparable editing of neurons and reduced adaptive immune responses relative to one formulation of Cas9 delivered using AAV serotype 9. The production of ultra-low endotoxin Cas9 protein manufactured at scale further improved innate immunity. We conclude that injection-based delivery of minimally immunogenic CRISPR genome editing RNPs into the CNS provides a valuable alternative to virus-mediated genome editing.

Equitable access to vaccines is necessary to limit the global impact of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic and the emergence of new severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants. In previous studies, we described the development of a low-cost vaccine based on a Newcastle Disease virus (NDV) expressing the prefusion stabilized spike protein from SARS-CoV-2, named NDV-HXP-S. Here, we present the development of next-generation NDV-HXP-S variant vaccines, which express the stabilized spike protein of the Beta, Gamma and Delta variants of concerns (VOC). Combinations of variant vaccines in bivalent, trivalent and tetravalent formulations were tested for immunogenicity and protection in mice. We show that the trivalent preparation, composed of the ancestral Wuhan, Beta and Delta vaccines, substantially increases the levels of protection and of cross-neutralizing antibodies against mismatched, phylogenetically distant variants, including the currently circulating Omicron variant.

Abstract Rapid development of coronavirus disease 2019 (COVID-19) vaccines and expedited authorization for use and approval has been proven beneficial to mitigate severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spread and given hope in this desperate situation. It is believed that sufficient supplies and equitable allocations of vaccines are necessary to limit the global impact of the COVID-19 pandemic and the emergence of additional variants of concern. We have developed a COVID-19 vaccine based on Newcastle disease virus (NDV) that can be manufactured at high yields in embryonated eggs. Here we provide evidence that the NDV vector expressing an optimized spike antigen (NDV-HXP-S), upgraded from our previous construct, is a versatile vaccine that can be used live or inactivated to induce strong antibody responses and to also cross-neutralize variants of concern. The immunity conferred by NDV-HXP-S effectively counteracts SARS-CoV-2 infection in mice and hamsters. It is noteworthy that vaccine lots produced by existing egg-based influenza virus vaccine manufacturers in Vietnam, Thailand and Brazil exhibited excellent immunogenicity and efficacy in hamsters, demonstrating that NDV-HXP-S vaccines can be quickly produced at large-scale to meet global demands.

Abstract Transient delivery of CRISPR-Cas9 ribonucleoproteins (RNPs) into the central nervous system (CNS) for therapeutic genome editing could avoid limitations of viral vector-based delivery including cargo capacity, immunogenicity, and cost. Here we tested the ability of cell penetrant Cas9 RNPs to edit the mouse striatum when introduced using a convection enhanced delivery system. These transient Cas9 RNPs showed comparable editing of neurons and reduced adaptive immune responses relative to one formulation of Cas9 delivered using AAV serotype 9. The production of ultra-low-endotoxin Cas9 protein manufactured at scale further improved innate immunity. We conclude that injection-based delivery of minimally immunogenic CRISPR genome editing RNPs into the CNS provides a valuable alternative to virus-mediated genome editing.