GO-Bio 8B: Präzises Genome-Editing mit Hilfe von Designer Rekombinasen

Abstract

Ziel des Vorhabens war es, die von Seamless Therapeutics (Seamless Tx) entwickelte Rekombinase-Technologie als neuartiges Genome-Editing-Verfahren gezielt in Richtung einer klinischen Anwendung weiterzuentwickeln und gleichzeitig die Grundlage für ein skalierbares Geschäftsmodell im Bereich therapeutischer Genkorrekturen zu schaffen. Im Zentrum standen dabei zwei Kernziele: (i) die Weiterentwicklung und Automatisierung des Entwicklungsprozesses zur Generierung hochspezifischer Designer-Rekombinasen (DR) sowie zunächst (ii) die präklinische Validierung eines Leitkandidaten zur Behandlung von Hämophilie A. Im Verlauf des Projekts wurde dieser Fokus jedoch zugunsten eines breiter anwendbaren technologischen Ansatzes erweitert, der eine gezielte Integration verschiedener Anwendungsbereiche ermöglicht. Zum Projektbeginn wurde das Feld des Genome Editings maßgeblich durch Nuklease-basierte Technologien wie CRISPR/Cas dominiert. Diese ermöglichen zwar effiziente Genveränderungen, sind jedoch mit der Induktion von DNA-Doppelstrangbrüchen verbunden, was zu unerwünschten Off-Target-Effekten, großen Deletionen oder genomischer Instabilität führen kann und damit insbesondere für therapeutische Anwendungen Limitationen aufweist. Alternative Ansätze wie Base- oder Prime-Editing befanden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und konnten zentrale Anforderungen hinsichtlich Präzision, Effizienz und klinischer Übertragbarkeit bislang nicht vollständig erfüllen. Die von Seamless Tx entwickelte Rekombinase-Technologie adressiert diese Limitationen durch eine zielgerichtete, sequenzspezifische Genommodifikation ohne die Induktion von DNA-Doppelstrangbrüchen. Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Förderphase - insbesondere der Etablierung erster Rekombinase-Bibliotheken, Fortschritten im Verständnis von Sequenz-Rekombinase-Spezifitätsbeziehungen sowie der Entwicklung eines initialen KI-gestützten Designansatzes - konnte im Rahmen des Vorhabens der Entwicklungsprozess in ein automatisiertes Hochdurchsatzformat überführt, die Vorhersagbarkeit und Effizienz der Rekombinase-Generierung weiter gesteigert und die Technologie anhand eines klinisch relevanten Anwendungsfalls validiert werden.