Scientists Demonstrate Pre-clinical Proof of Concept for Next-Gen DNA Delivery Technology

Philadelphia, PA, March 21, 2025 (GLOBE NEWSWIRE) -- Scientists in The Wistar Institute lab of David B. Weiner, Ph.D., in collaboration with scientists in the laboratory of Norbert Pardi, Ph.D., at the University of Pennsylvania Perelman School of Medicine and at the Pennsylvania-headquartered biotechnology company INOVIO, described a next-generation vaccination technology that combines plasmid DNA with a lipid nanoparticle (LNP) delivery system. Their findings are published in Cell Reports Medicine in the paper, “Modulation of lipid nanoparticle-formulated plasmid DNA drives innate immune activation promoting adaptive immunity.”
David Weiner, Wistar executive vice president and W.W. Smith Charitable Trust Distinguished Professor in Cancer Research, is a leading expert in the field of DNA vaccines. In the study led by Weiner lab doctoral student Nicholas Tursi, researchers aimed to study how to improve lipid-based formulations to better incorporate and deliver DNA payloads for immunization.
Lipid-based approaches, including LNPs, have successfully formulated and delivered various forms of RNA as well as formulating proteins as drugs in several marketed products. However, developing such formulations using DNA has previously not shown the same stability or efficacy. Tursi et al. studied how to modify lipid-based formulations that would effectively stabilize DNA in LNPs, which would simplify their delivery and improve vaccine-induced immunity. DNA has unique properties relative to RNA, including its large size and double stranded nature, which has previously been a hurdle for creating stable and consistent lipid-based DNA formulations.

DNA vaccines have been traditionally delivered using devices, which enable highly efficient uptake of DNA into cells at the injection site and potent T cell immunity against important disease targets. Utilizing an LNP formulation for DNA vaccines could potentially enable administration by needle and syringe and potentially enhance humoral immunity, which could provide an additional tool within the DNA vaccine toolkit.
Using a model DNA-LNP expressing influenza hemagglutinin (HA), the team examined how to modulate the formulation of DNA within LNPs to improve particle assembly and stability for direct injection. HA DNA-LNPs formulated at higher N/P ratios—the relationship between the lipid nanoparticle and the larger DNA backbone—led to an improved particle profile, smaller particle size, with an improved generation of immune responses.
The study highlights some of the mechanisms of immunity that are conferred by DNA-LNPs.  The team showed that these DNA-LNPs demonstrate a unique way of priming the immune system compared to mRNA and protein-in-adjuvant formulations. The DNA-LNP induced a unique activation pattern of innate immune populations—cells that respond early in the development of a protective immune response. The team next examined whether HA DNA-LNPs could induce strong and consistent adaptive immunity—the arm of the immune system responsible for long lived T cell and antibody responses. Relative to benchmark mRNA and protein-in-adjuvant vaccines, HA DNA-LNPs induced robust antibody and T cell responses after a single dose. Importantly, these responses were durable, with memory responses in small animals persisting beyond a year after immunization. The team also examined the immunogenicity of HA DNA-LNPs in a rabbit model, where they observed strong T cell and antibody responses that persisted into the memory phase. 
Finally, the team examined whether DNA-LNP vaccines could be protective in a live SARS-CoV-2 challenge model. The team utilized a DNA-LNP vaccine expressing the SARS-CoV-2 spike protein and demonstrated that a single immunization with the spike DNA-LNP successfully prevented morbidity and mortality from challenge.
This study supports the continued development DNA-LNP vaccines as a unique vaccination modality. The ability for this approach to trigger strong, long-lasting immune responses highlights its potential to complement existing approaches or be potentially developed as next-generation immunization platform.
Authors: Nicholas J. Tursi1,2, Sachchidanand Tiwari3, Nicole Bedanova1, Toshitha Kannan1, Elizabeth Parzych1, Nisreen M.A. Okba4,5, Kevin Liaw1, András Sárközy3, Cory Livingston1, Maria Ibanez Trullen4,5, Ebony N. Gary1, Máté Vadovics3, Niklas Laenger1,6, Jennifer Londregan2, Mohammad Suhail Khan1, Serena Omo-Lamai7, Hiromi Muramatsu3, Kerry Blatney1, Casey Hojecki1, Viviane Machado8, Igor Marcic8, Trevor R.F. Smith8, Laurent M. Humeau8, Ami Patel1, Andrew Kossenkov1, Jacob S. Brenner7, David Allman2, Florian Krammer4,5,9,10, Norbert Pardi3,, and David B. Weiner1,

1Vaccine and Immunotherapy Center, The Wistar Institute
2Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania
3Department of Microbiology, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania
4Department of Microbiology, Icahn School of Medicine at Mount Sinai
5Center for Vaccine Research and Pandemic Preparedness (C-VaRPP), Icahn School of Medicine at Mount Sinai
6Department of Systems Pharmacology and Translational Therapeutics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania
7Biology Department, Saint Joseph’s University
8INOVIO Pharmaceuticals
9Department of Pathology, Molecular and Cell-Based Medicine, Icahn School of Medicine at Mount Sinai
10Ignaz Semmelweis Institute, Interuniversity Institute for Infection Research, Medical University of Vienna

Work supported by: NIH grants R01AI146101, R01AI153064, and P01AI165066; NIH/NIAID Collaborative Influenza Vaccine Innovation Centers (CIVIC) contract 75N93019C00051; and INOVIO Pharmaceuticals SRA 21-05. Additional funding provided by the W.W. Smith Charitable Trust Distinguished Professorship in Cancer Research and The Jill and Mark Fishman Foundation. 

Publication information: “Modulation of lipid nanoparticle-formulated plasmid DNA drives innate immune activation promoting adaptive immunity,” from Cell Reports Medicine

ABOUT THE WISTAR INSTITUTE

The Wistar Institute is the nation’s first independent nonprofit institution devoted exclusively to foundational biomedical research and training. Since 1972, the Institute has held National Cancer Institute (NCI)-designated Cancer Center status. Through a culture and commitment to biomedical collaboration and innovation, Wistar science leads to breakthrough early-stage discoveries and life science sector start-ups. Wistar scientists are dedicated to solving some of the world’s most challenging problems in the field of cancer and immunology, advancing human health through early-stage discovery and training the next generation of biomedical researchers. wistar.org.


Scientists Demonstrate Pre-clinical Proof of Concept for Next-Gen DNA Delivery Technology

Darien Sutton The Wistar Institute 215-870-2048 dsutton@wistar.org

THỦ THUẬT HAY

Trải nghiệm Widget đồng hồ/ thời tiết mặc định trên Sony Xperia

Từ trước đến nay, ứng dụng thông báo thời tiết trên các máy Sony Xperia luôn được đánh giá cao về sự gọn nhẹ và mức độ dễ sử dụng. Mới đây, ứng dụng này đã được trích xuất thành công và có thể dễ dàng cài đặt trên các

Kiểm tra những ai đã hủy kết bạn, bị xóa và xem profile của bạn nhiều nhất trên Facebook

Sau đây, TCN xin chia sẻ một số cách giúp kiểm tra xem những ai đã chủ động hủy kết bạn, bị xóa do ít tương tác và truy cập vào trang profile của bạn nhiều nhất trên Facebook bằng smartphone Android.

Những thiết bị di động hỗ trợ đăng ảnh 3D trên Facebook và cách sử dụng

Một số Smartphone hỗ trợ đăng ảnh 3D là: iPhone 7 Plus, iPhone 8 Plus, iPhone X, iPhone XS, iPhone XS Max hoặc iPhone XR, Honor 7X, Moto X4, OnePlus 5T, Huawei Mate 10 Pro, Google Pixel 2, Pixel 2 XL, Pixel 3, Pixel 3

Hướng dẫn bảo mật Wi-Fi nhà bạn để không bị người lạ "dùng chùa"

Bạn có thể quét toàn bộ các thiết bị đang sử dụng mạng Wi-Fi của bạn bằng phần mềm Danh sách sẽ hiển thị tên và biểu tượng của các thiết bị đó sẽ được hiển thị và bạn có thể dễ dàng nhận biết các thiết bị lạ đang sử

Cài đặt tính năng Portrait Lightning lên iPhone 7 Plus mà không cần jailbreak

Ứng dụng Focos được tạo ra mởi Xiaodong Wang, một nhà phát triển người Trung Quốc. Xiaodong Wang giới thiệu trong phần mô tả ứng dụng rằng: “Là người mới bắt đầu chụp ảnh và không có kinh nghiệm chụp ảnh từ trước, bạn

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá iPhone X: có rất nhiều sự đột phá được tìm thấy

Steven Levy là người sáng lập và biên tập Backchannel, ông là một trong số ít những người dùng đầu tiên được Apple chọn để trải nghiệm sớm và đánh giá iPhone X. Những cảm nhận của Levy đã được đăng tải trên tạp chí

So sánh V27E và Reno8 T 4G: Đâu là ‘chân ái’ cho người dùng khi chỉ chênh nhau 500 ngàn?

OPPO Reno8 T 4G và Vivo V27e là hai sự lựa chọn hấp dẫn trong phân khúc điện thoại tầm trung dành cho người dùng. Cả hai điện thoại này đều sở hữu thiết kế hiện đại, cấu hình phần cứng mạnh mẽ và tích hợp nhiều tính

Video đánh giá chi tiết laptop Acer Aspire VX 15

Chiếc laptop chuyên chơi game Acer Aspire VX 15 vừa được Acer ra mắt tại CES 2017, dưới đây là video đánh giá chiếc laptop này.