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Non-viral targeted integration of large DNA in primary human T cells independent of double-stranded DNA breaks

DNA 计算生物学 生物 细胞毒性 基因组DNA 细胞生物学 原电池 化学 人细胞 分子生物学 脱氧核酶 清脆的 过程(计算) 遗传学 DNA损伤 人类基因组 DNA修复 基因组编辑 细胞培养 计算机科学
作者
Sen Fang,Na Tang,Yiyun Li,Shuyu Guo,Yangcan Chen,Xin Wang,Xueke Li,Yu Hu,Jiawei Hao,Jianmin Wu,Qi Zhou,H WANG,Chenxin Wang,Wei Li
出处
期刊:Nature Biomedical Engineering [Nature Portfolio]
标识
DOI:10.1038/s41551-026-01671-1
摘要

Non-viral targeted integration of large DNA cargoes into human primary T cells typically requires the induction of genomic double-strand breaks (DSBs), a process associated with cytotoxicity and potential tumorigenic chromosomal abnormalities. Here we report PRIME-In, a novel genome-editing platform that uses a prime editing-engineered donor template coupled with either single (PRIME-In 1.0) or paired (PRIME-In 2.0) genomic nicks to enable precise integration of substantial DNA payloads into human cells without reliance on DSB repair pathways. Compared with traditional DSB-dependent methods, PRIME-In demonstrates markedly enhanced editing efficiency and specificity while eliminating detectable on-target and off-target chromosomal aberrations. Subsequent refinement of reagent composition and delivery protocols enabled PRIME-In-mediated engineering of primary human T cells with minimal toxicity, achieving up to 50% integration efficiency for a 3-kb CAR construct. These advances establish PRIME-In as a transformative platform for streamlining the non-viral production of genome-edited T cells, offering substantial potential for T cell-based immunotherapies.
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