Methods to deliver gene editing agents in vivo as ribonucleoproteins could offer safety advantages over nucleic acid delivery approaches. We report the development and application of engineered DNA-free virus-like particles (eVLPs) that efficiently package and deliver base editor or Cas9 ribonucleoproteins. By engineering VLPs to overcome cargo packaging, release, and localization bottlenecks, we developed fourth-generation eVLPs that mediate efficient base editing in several primary mouse and human cell types. Using different glycoproteins in eVLPs alters their cellular tropism. Single injections of eVLPs into mice support therapeutic levels of base editing in multiple tissues, reducing serum Pcsk9 levels 78% following 63% liver editing, and partially restoring visual function in a mouse model of genetic blindness. In vitro and in vivo off-target editing from eVLPs was virtually undetected, an improvement over AAV or plasmid delivery. These results establish eVLPs as promising vehicles for therapeutic macromolecule delivery that combine key advantages of both viral and nonviral delivery.

Recent studies have identified critical roles for B cells in triggering autoimmune germinal centers (GCs) in systemic lupus erythematosus (SLE) and other disorders. The mechanisms whereby B cells facilitate loss of T cell tolerance, however, remain incompletely defined. Activated B cells produce interleukin 6 (IL-6), a proinflammatory cytokine that promotes T follicular helper (TFH) cell differentiation. Although B cell IL-6 production correlates with disease severity in humoral autoimmunity, whether B cell-derived IL-6 is required to trigger autoimmune GCs has not, to our knowledge, been addressed. Here, we report the unexpected finding that a lack of B cell-derived IL-6 abrogates spontaneous GC formation in mouse SLE, resulting in loss of class-switched autoantibodies and protection from systemic autoimmunity. Mechanistically, B cell IL-6 production was enhanced by IFN-γ, consistent with the critical roles for B cell-intrinsic IFN-γ receptor signals in driving autoimmune GC formation. Together, these findings identify a key mechanism whereby B cells drive autoimmunity via local IL-6 production required for TFH differentiation and autoimmune GC formation.

Abstract Delivering ribonucleoproteins (RNPs) for in vivo genome editing is safer than using viruses encoding for Cas9 and its respective guide RNA. However, transient RNP activity does not typically lead to optimal editing outcomes. Here we show that the efficiency of delivering RNPs can be enhanced by cell-penetrating peptides (covalently fused to the protein or as excipients) and that lipid nanoparticles (LNPs) encapsulating RNPs can be optimized for enhanced RNP stability, delivery efficiency and editing potency. Specifically, after screening for suitable ionizable cationic lipids and by optimizing the concentration of the synthetic lipid DMG-PEG 2000, we show that the encapsulation, via microfluidic mixing, of adenine base editor and prime editor RNPs within LNPs using the ionizable lipid SM102 can result in in vivo editing-efficiency enhancements larger than 300-fold (with respect to the delivery of the naked RNP) without detectable off-target edits. We believe that chemically defined LNP formulations optimized for RNP-encapsulation stability and delivery efficiency will lead to safer genome editing.