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.

ABSTRACT Photoreceptors rely on distinct membrane compartments to support their specialized function. Unlike protein localization, identification of critical differences in membrane content has not yet been expanded to lipids, due to the difficulty of isolating domain-specific samples. We have overcome this by using SMA to co-immunopurify membrane proteins and their native lipids from two regions of photoreceptor ROS disks. Each sample’s copurified lipids were subjected to untargeted lipidomic and fatty acid analysis. Extensive differences between center (rhodopsin) and rim (ABCA4 and PRPH2/ROM1) samples included a lower PC to PE ratio and increased LC- and VLC-PUFAs in the center relative to the rim region, which were enriched in shorter, saturated FAs. The comparatively few differences between the two rim samples likely reflect specific protein-lipid interactions. High-resolution profiling of the ROS disk lipid composition provides a model for future studies of other complex cellular structures, and gives new insights into how intricate membrane structure and protein activity are balanced within the ROS. SUMMARY Sander et al. have parsed the lipid composition of native-source photoreceptor disks and find large differences in fatty acid unsaturation and chain length between the center and rim regions. They selectively copurify membrane proteins and lipids from each region in SMALPs using nanobodies and antibodies.

Purpose: Uncorrected refractive errors (REs) and amblyopia can lead to visual impairment with deleterious effects on quality of life and academic performance. Early detection and treatment by community vision care programs, such as the UCI EyeMobile for Children, can aid in addressing preventable vision loss. Methods: A total of 5074 children between the ages of 3 and 10 years were screened at 153 locations, including preschools, head start programs, and elementary schools within Orange County (OC), California (CA). Subsequently, 1024 children presented for comprehensive eye examinations. A retrospective analysis of all examined children was conducted, determining the frequency and severity of REs and amblyopia and the spectacle prescription rate by age. Propensity score matching analysis evaluated the effect of median household income on RE and amblyopia frequency. Results: Among those who failed initial screening and were subsequently examined, significant rates of REs and amblyopia were detected: myopia (24.4%), hyperopia (35.4%), astigmatism (71.8%), anisometropia (8.9%), amblyopia (7.0%), and amblyopia risk (14.4%). A majority (65.0%) of those examined received prescription spectacles from UCI EyeMobile, with around a third requiring a new or updated prescription. The frequency of REs and amblyopia and the spectacle prescription rate were uniform across OC congressional districts. Myopia and amblyopia risk was positively and negatively associated with household income, respectively. Conclusion: The UCI EyeMobile for Children serves as a vital vision care program, providing free vision screening, comprehensive eye examinations, and spectacles. A significant number of children required examination, and a high frequency of REs and amblyopia were detected in examined children, with subsequent provision of prescription spectacles to most children. Keywords: pediatrics, refractive error, amblyopia, spectacles, mobile clinic, screening

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.