在两项独立的研究中，研究人员展示了合成生物学如何用于解决癌症免疫治疗中的一个难题：专注于短期杀死肿瘤细胞的免疫治疗相关方法可能无法根除肿瘤，因为肿瘤的生长发生在更长的时间尺度上.在这里，两个研究小组提出了使用合成基因电路更好地控制免疫治疗时间的策略，从而可以按需激活抗肿瘤细胞功能，或者仅当CART细胞时直接接触肿瘤细胞。“这些研究不受‘自然’免疫学(使用白细胞、抗体和细胞因子)的限制，而是扩大了CART细胞针对疾病组织引发的免疫反应的范围，”EmmanuelSalazar-Cavazos和GrégoireAltan-Bonnet在一篇论文中写道相关观点。

使用合成基因电路更好地控制免疫治疗的时间

在众多癌症免疫疗法中，嵌合抗原受体(CAR)T疗法涉及对患者的抗癌T细胞进行体外工程改造，以表达识别肿瘤表面特定分子的CAR。然后将它们注射回患者体内，以引发针对癌细胞的免疫反应。然而，CART细胞疗法通常针对短期细胞反应(例如，杀死肿瘤细胞)进行优化，可能无法实现长期的全身性肿瘤根除。为了随着时间的推移精确控制CART细胞功能，GregAllen及其同事利用最近开发的合成Notch受体来设计具有第二个受体的增强型CART细胞。第二种受体可以识别肿瘤抗原，随后导致T细胞释放细胞因子白细胞介素-2，但前提是CART细胞与肿瘤细胞直接接触。在小鼠模型中，该方法允许CART浸润到实体胰腺和黑色素瘤肿瘤中，从而导致大量肿瘤根除。作者说，至关重要的是，这些靶向肿瘤的IL-2递送回路提供了一种潜在的局部靶向肿瘤的方法，同时最大限度地减少了IL-2的长期毒性问题。

在他们的研究中，Hui-ShanLi及其同事开发了一个包含11种可编程合成转录因子的工具包，这些转录因子可以通过定时施用FDA批准的小分子诱导剂按需激活。使用这些工具，作者设计了人类免疫细胞，可以按需激活特定的细胞程序——例如增殖和抗肿瘤活性。这使得逐步和时间控制的治疗反应成为可能。Salazar-Cavazos和Altan-Bonnet，“而且当免疫反应在患者体内展开时。”