Engineering strategies to mitigate toxicities associated with CAR-T cell therapy

Abstract

Chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy is a form of adoptive cell therapy that has revolutionized the field of cancer immunotherapy. Owing to the unprecedented efficacy seen in the treatment of blood cancers, the FDA has now approved multiple CAR T cell products for the treatment of various hematologic malignancies. Despite the clinical success seen in hematologic malignancies, CAR T cell therapies have demonstrated only modest efficacy in the treatment of solid tumors. Thus, great efforts are underway to increase the treatment efficacy in solid tumors and further enhance the treatment of hematologic malignancies. However, irrespective of advancements in efficacy, there are still unmet needs for patients receiving CAR T cell therapies. CAR T cell therapies carry significant risks of potentially fatal toxicities, and few of these toxicities were predicted in the animal models used to advance these therapies to the clinic. Therefore, significant advancements are needed to help reduce the incidence and severity of these toxicities to ultimately enhance patient safety and quality of life. This review will provide a brief overview of some of the major toxicities associated with CAR T cell therapies and will discuss the various engineering strategies used to mitigate such toxicities in preclinical models and clinical studies.

Keywords

CAR-T cell / chemical engineering / cytokine release syndrome / genetic engineering / toxicity

References

[1] Y. Chen, S. Pal, Q. Hu, J. Mater. Chem. B 2022, 10, 7222.

[2] Y. J. Chen, B. Abila, Y. Mostafa Kamel, Cancers 2023, 15, 663.

[3] A. Shimabukuro-Vornhagen, P. Gödel, M. Subklewe, H. J. Stemmler, H. A. Schlößer, M. Schlaak, M. Kochanek, B. Böll, M. S. von Bergwelt-Baildon, J. Immunother. Cancer 2018, 6, 56.

[4] B. B. Duncan, C. E. Dunbar, K. Ishii, Mol. Ther. –Methods Clin. Dev. 2022, 27, 17.

[5] J. Mahdi, J. Dietrich, K. Straathof, C. Roddie, B. J. Scott, T. B. Davidson, L. M. Prolo, T. T. Batchelor, C. J. Campen, K. L. Davis, J. Gust, M. Lim, R. G. Majzner, J. R. Park, S. Partap, S. Ramakrishna, R. Richards, L. Schultz, N. A. Vitanza, L. D. Wang, C. L. Mackall, M. Monje, Nat. Med. 2023, 29, 803.

[6] M. R. Hines, T. E. Knight, K. O. McNerney, M. B. Leick, T. Jain, S. Ahmed, M. J. Frigault, J. A. Hill, M. D. Jain, W. T. Johnson, Y. Lin, K. M. Mahadeo, G. M. Maron, R. A. Marsh, S. S. Neelapu, S. Nikiforow, A. K. Ombrello, N. N. Shah, A. C. Talleur, D. Turicek, A. Vatsayan, S. W. Wong, M. V. Maus, K. V. Komanduri, N. Berliner, J.-I. Henter, M.-A. Perales, N. V. Frey, D. T. Teachey, M. J. Frank, N. N. Shah, Transplant. Cell. Ther. 2023, 29, 438.

[7] T. Asmamaw Dejenie, M. Tiruneh G/Medhin, G. Dessie Terefe, F. Tadele Admasu, W. Wale Tesega, E. Chekol Abebe, Hum. Vaccines Immunother. 2022, 18, e2114254.

[8] N. Tokarew, J. Ogonek, S. Endres, M. von Bergwelt-Baildon, S. Kobold, Br. J. Cancer 2019, 120, 26.

[9] D. C. Bishop, L. E. Clancy, R. Simms, J. Burgess, G. Mathew, L. Moezzi, J. A. Street, G. Sutrave, E. Atkins, H. M. McGuire, B. S. Gloss, K. Lee, W. Jiang, K. Maddock, G. McCaughan, S. Avdic, V. Antonenas, T. A. O’Brien, P. J. Shaw, D. O. Irving, D. J. Gottlieb, E. Blyth, K. P. Micklethwaite, Blood 2021, 138, 1504.

[10] S. J. Harrison, T. Nguyen, M. Rahman, J. Er, J. Li, K. Li, N. Lendvai, J. M. Schecter, A. Banerjee, T. Roccia, B. Foulk, J. Gu, H. Zhao, D. Smirnov, A. Slaughter, C. Lonardi, E. Lee, L. Marquez, S. Jadidi, O. Costa Filho, N. Patel, D. Geng, N. M. Haynes, H. Kelly, S. Lade, S. Grimmond, P. Blombery, Blood 2023, 142, 6939.

[11] A. S. Sperling, B. A. Derman, S. Nikiforow, S.-Y. Im, S. Ikegawa, R. H. Prabhala, D. H. Rodriguez, Y. Li, D. S. Quinn, D. Pearson, D. Bu, J. Mataraza, J. Liegel, A. D'Souza, L. Rispoli, M. Credi, J. Ritz, A. J. Jakubowiak, S. D. Vita, N. C. Munshi, J. Clin. Oncol. 2023, 41, 8004.

[12] M. Norelli, B. Camisa, G. Barbiera, L. Falcone, A. Purevdorj, M. Genua, F. Sanvito, M. Ponzoni, C. Doglioni, P. Cristofori, C. Traversari, C. Bordignon, F. Ciceri, R. Ostuni, C. Bonini, M. Casucci, A. Bondanza, Nat. Med. 2018, 24, 739.

[13] T. Giavridis, S. J. C. Van Der Stegen, J. Eyquem, M. Hamieh, A. Piersigilli, M. Sadelain, Nat. Med. 2018, 24, 731.

[14] D. W. Lee, B. D. Santomasso, F. L. Locke, A. Ghobadi, C. J. Turtle, J. N. Brudno, M. V. Maus, J. H. Park, E. Mead, S. Pavletic, W. Y. Go, L. Eldjerou, R. A. Gardner, N. Frey, K. J. Curran, K. Peggs, M. Pasquini, J. F. Dipersio, M. R. M. Van Den Brink, K. V. Komanduri, S. A. Grupp, S. S. Neelapu, Biol. Blood Marrow Transplant. 2019, 25, 625.

[15] E. C. Morris, S. S. Neelapu, T. Giavridis, M. Sadelain, Nat. Rev. Immunol. 2022, 22, 85.

[16] B. D. Santomasso, J. Gust, F. Perna, Blood 2023, 141, 2443.

[17] J. Gust, K. A. Hay, L.-A. Hanafi, D. Li, D. Myerson, L. F. Gonzalez-Cuyar, C. Yeung, W. C. Liles, M. Wurfel, J. A. Lopez, J. Chen, D. Chung, S. Harju-Baker, T. Özpolat, K. R. Fink, S. R. Riddell, D. G. Maloney, C. J. Turtle, Cancer Discov. 2017, 7, 1404.

[18] J. S. Gofshteyn, P. A. Shaw, D. T. Teachey, S. A. Grupp, S. Maude, B. Banwell, F. Chen, S. F. Lacey, J. J. Melenhorst, M. J. Edmonson, J. Panzer, D. M. Barrett, J. L. McGuire, Ann. Neurol. 2018, 84, 537.

[19] J. M. Vinnakota, F. Biavasco, M. Schwabenland, C. Chhatbar, R. C. Adams, D. Erny, S. Duquesne, N. El Khawanky, D. Schmidt, V. Fetsch, A. Zähringer, H. Salié, D. Athanassopoulos, L. M. Braun, N. R. Javorniczky, J. N. H. G. Ho, K. Kierdorf, R. Marks, R. Wäsch, F. Simonetta, G. Andrieux, D. Pfeifer, G. Monaco, C. Capitini, T. J. Fry, T. Blank, B. R. Blazar, E. Wagner, M. Theobald, C. Sommer, M. Stelljes, C. Reicherts, A. Jeibmann, J. Schittenhelm, C.-M. Monoranu, A. Rosenwald, M. Kortüm, L. Rasche, H. Einsele, P. T. Meyer, J. Brumberg, S. Völkl, A. Mackensen, R. Coras, M. von Bergwelt-Baildon, N. L. Albert, L. M. Bartos, M. Brendel, A. Holzgreve, M. Mack, M. Boerries, C. L. Mackall, J. Duyster, P. Henneke, J. Priller, N. Köhler, F. Strübing, B. Bengsch, M. Ruella, M. Subklewe, L. von Baumgarten, S. Gill, M. Prinz, R. Zeiser, Nat. Cancer 2024, 5, 1227.

[20] K. Rejeski, M. Subklewe, M. Aljurf, E. Bachy, A. Balduzzi, P. Barba, B. Bruno, R. Benjamin, M. G. Carrabba, C. Chabannon, F. Ciceri, P. Corradini, J. Delgado, R. Di Blasi, R. Greco, R. Houot, G. Iacoboni, U. Jäger, M. J. Kersten, S. Mielke, A. Nagler, F. Onida, Z. Peric, C. Roddie, A. Ruggeri, F. Sánchez-Guijo, I. Sánchez-Ortega, D. Schneidawind, M.-L. Schubert, J. A. Snowden, C. Thieblemont, M. Topp, P. L. Zinzani, J. G. Gribben, C. Bonini, A. Sureda, I. Yakoub-Agha, Blood 2023, 142, 865.

[21] K. Rejeski, A. Perez, G. Iacoboni, V. Blumenberg, V. L. Bücklein, S. Völkl, O. Penack, O. Albanyan, S. Stock, F. Müller, P. Karschnia, A. Petrera, K. Reid, R. Faramand, M. L. Davila, K. Modi, E. A. Dean, C. Bachmeier, M. Von Bergwelt-Baildon, F. L. Locke, W. Bethge, L. Bullinger, A. Mackensen, P. Barba, M. D. Jain, M. Subklewe, Sci. Adv. 2023, 9, eadg3919.

[22] Y. Xia, J. Zhang, J. Li, L. Zhang, J. Li, L. Fan, L. Chen, Ann. Med. 2022, 54, 2950.

[23] Q. Liu, T. Hu, H. Li, Y. Shen, D. Wu, B. Ye, J. Cell Mol. Med. 2023, 27, 3662.

[24] X. Zheng, X. Li, M. Wang, J. Shen, G. Sisti, Z. He, J. Huang, Y. M. Li, A. Wu, Med 2020, 8, 638.

[25] P. Li, W.-J. Yu, L. Zhou, M. Yang, S. Ye, J. Zhu, J. Huang, Y. Zhang, L. Li, J. Zhao, K. Zhu, J. Li, C. Zheng, L. Lan, H. Wan, Y. Yao, H. Zhang, D. Zhou, J. Jin, A. Liang, Blood 2023, 142, 1025.

[26] K. P. Micklethwaite, K. Gowrishankar, B. S. Gloss, Z. Li, J. A. Street, L. Moezzi, M. A. Mach, G. Sutrave, L. E. Clancy, D. C. Bishop, R. H. Y. Louie, C. Cai, J. Foox, M. MacKay, F. J. Sedlazeck, P. Blombery, C. E. Mason, F. Luciani, D. J. Gottlieb, E. Blyth, Blood 2021, 138, 1391.

[27] G. Ghilardi, J. A. Fraietta, J. N. Gerson, V. M. Van Deerlin, J. J. D. Morrissette, G. C. Caponetti, L. Paruzzo, J. C. Harris, E. A. Chong, S. P. Susanibar Adaniya, J. Svoboda, S. D. Nasta, O. H. Ugwuanyi, D. J. Landsburg, E. Fardella, A. J. Waxman, E. R. Chong, V. Patel, R. Pajarillo, I. Kulikovskaya, D. B. Lieberman, A. D. Cohen, B. L. Levine, E. A. Stadtmauer, N. V. Frey, D. T. Vogl, E. O. Hexner, S. K. Barta, D. L. Porter, A. L. Garfall, S. J. Schuster, C. H. June, M. Ruella, Nat. Med. 2024, 30, 984.

[28] K. M. Cappell, J. N. Kochenderfer, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2023, 20, 359.

[29] O. Van Oekelen, A. Aleman, B. Upadhyaya, S. Schnakenberg, D. Madduri, S. Gavane, J. Teruya-Feldstein, J. F. Crary, M. E. Fowkes, C. B. Stacy, S. Kim-Schulze, A. Rahman, A. Laganà, J. D. Brody, M. Merad, S. Jagannath, S. Parekh, Nat. Med. 2021, 27, 2099.

[30] R. Mao, W. Kong, Y. He, Front. Immunol. 2022, 13, 1032403.

[31] M. L. Olson, E. R. V. Mause, S. V. Radhakrishnan, J. D. Brody, A. P. Rapoport, A. L. Welm, D. Atanackovic, T. Luetkens, Leukemia 2022, 36, 1943.

[32] M. Castellarin, C. Sands, T. Da, J. Scholler, K. Graham, E. Buza, J. A. Fraietta, Y. Zhao, C. H. June, JCI Insight 2020, 5, e136012.

[33] M. L. Giardino Torchia, R. Gilbreth, A. Merlino, E. Sult, N. Monks, J. Chesebrough, R. Tammali, N. Chu, J. Tong, J. Meekin, K. Schifferli, K. Vashisht, K. Dacosta, L. Clarke, C. Gesse, X.-T. Yao, C. Bridges, G. Moody, Cytotherapy 2022, 24, 720.

[34] S. Ghorashian, A. M. Kramer, S. Onuoha, G. Wright, J. Bartram, R. Richardson, S. J. Albon, J. Casanovas-Company, F. Castro, B. Popova, K. Villanueva, J. Yeung, W. Vetharoy, A. Guvenel, P. A. Wawrzyniecka, L. Mekkaoui, G. W.-K. Cheung, D. Pinner, J. Chu, G. Lucchini, J. Silva, O. Ciocarlie, A. Lazareva, S. Inglott, K. C. Gilmour, G. Ahsan, M. Ferrari, S. Manzoor, K. Champion, T. Brooks, A. Lopes, A. Hackshaw, F. Farzaneh, R. Chiesa, K. Rao, D. Bonney, S. Samarasinghe, N. Goulden, A. Vora, P. Veys, R. Hough, R. Wynn, M. A. Pule, P. J. Amrolia, Nat. Med. 2019, 25, 1408.

[35] C. Roddie, K. S. Sandhu, E. Tholouli, P. Shaughnessy, P. Barba, M. Guerreiro, M. R. Bishop, J. A. Yared, A. Ghobadi, D. Yallop, A. C. Logan, A. M. Beitinjaneh, J. M. Pantin, M. Arellano, S. Chaganti, R. Malladi, T. Menne, V. Escamilla Gómez, K. Hodby, K. Gundabolu, L. Mountjoy, K. M. O'Dwyer, S. Abedin, H. Alkhateeb, B. D. Shah, P. Lao-Sirieix, G. Pittari, K. Saxena, Y. Zhang, W. Brugger, M. A. Pule, J. H. Park, D. J. DeAngelo, E. Jabbour, Blood 2023, 142, 222.

[36] Z. Ying, X. F. Huang, X. Xiang, Y. Liu, X. Kang, Y. Song, X. Guo, H. Liu, N. Ding, T. Zhang, P. Duan, Y. Lin, W. Zheng, X. Wang, N. Lin, M. Tu, Y. Xie, C. Zhang, W. Liu, L. Deng, S. Gao, L. Ping, X. Wang, N. Zhou, J. Zhang, Y. Wang, S. Lin, M. Mamuti, X. Yu, L. Fang, S. Wang, H. Song, G. Wang, L. Jones, J. Zhu, S.-Y. Chen, Nat. Med. 2019, 25, 947.

[37] A. Zhang, Y. Sun, J. Du, Y. Dong, H. Pang, L. Ma, S. Si, Z. Zhang, M. He, Y. Yue, X. Zhang, W. Zhao, J. Pi, M. Chang, Q. Wang, Y. Zhang, Front. Immunol. 2021, 12, 724211.

[38] L. Alabanza, M. Pegues, C. Geldres, V. Shi, J. J. W. Wiltzius, S. A. Sievers, S. Yang, J. N. Kochenderfer, Mol. Ther. 2017, 25, 2452.

[39] R. G. Majzner, S. P. Rietberg, E. Sotillo, R. Dong, V. T. Vachharajani, L. Labanieh, J. H. Myklebust, M. Kadapakkam, E. W. Weber, A. M. Tousley, R. M. Richards, S. Heitzeneder, S. M. Nguyen, V. Wiebking, J. Theruvath, R. C. Lynn, P. Xu, A. R. Dunn, R. D. Vale, C. L. Mackall, Cancer Discov. 2020, 10, 702.

[40] O. U. Kawalekar, R. S. O’Connor, J. A. Fraietta, L. Guo, S. E. McGettigan, A. D. Posey, P. R. Patel, S. Guedan, J. Scholler, B. Keith, N. W. Snyder, I. A. Blair, M. C. Milone, C. H. June, Immunity 2016, 44, 380.

[41] R. C. Larson, M. V. Maus, Nat. Rev. Cancer 2021, 21, 145.

[42] R. C. Sterner, R. M. Sterner, Blood Cancer J. 2021, 11, 69.

[43] Z. Ying, T. He, X. Wang, W. Zheng, N. Lin, M. Tu, Y. Xie, L. Ping, C. Zhang, W. Liu, L. Deng, F. Qi, Y. Ding, X.-A. Lu, Y. Song, J. Zhu, Mol. Ther. - Oncolytics 2019, 15, 60.

[44] J. Feucht, J. Sun, J. Eyquem, Y.-J. Ho, Z. Zhao, J. Leibold, A. Dobrin, A. Cabriolu, M. Hamieh, M. Sadelain, Nat. Med. 2019, 25, 82.

[45] J. H. Park, M. L. Palomba, I. Rivière, D. S. Sikder, B. Senechal, X. Wang, V. P. Bermudez, E. R. Cathcart, K. Liotta, J. Joseph, J. Li, Y. Zhao, R. Liu, S. Chen, L. Sellner, M. Sadelain, Blood 2022, 140, 403.

[46] E. Schoutrop, T. Poiret, I. El-Serafi, Y. Zhao, R. He, A. Moter, J. Henriksson, M. Hassan, I. Magalhaes, J. Mattsson, J. Immunother. Cancer 2023, 11, e005691.

[47] W. Wu, Q. Zhou, T. Masubuchi, X. Shi, H. Li, X. Xu, M. Huang, L. Meng, X. He, H. Zhu, S. Gao, N. Zhang, R. Jing, J. Sun, H. Wang, E. Hui, C. C. Wong, C. Xu, Cell 2020, 182, 855.

[48] R. M. H. Velasco Cárdenas, S. M. Brandl, A. V. Meléndez, A. E. Schlaak, A. Buschky, T. Peters, F. Beier, B. Serrels, S. Taromi, K. Raute, S. Hauri, M. Gstaiger, S. Lassmann, J. B. Huppa, M. Boerries, G. Andrieux, B. Bengsch, W. W. Schamel, S. Minguet, Nat. Immunol. 2023, 24, 2135.

[49] Levi Kole, L. Morsut, Krista Whitney, Wendell Jason, K. McNally, J. Park, W. Lim, Cell 2016, 164, 770.

[50] R. A. Hernandez-Lopez, W. Yu, K. A. Cabral, O. A. Creasey, M. d. P. Lopez Pazmino, Y. Tonai, A. De Guzman, A. Mäkelä, K. Saksela, Z. J. Gartner, W. A. Lim, Science 2021, 371, 1166.

[51] J. H. Choe, P. B. Watchmaker, M. S. Simic, R. D. Gilbert, A. W. Li, N. A. Krasnow, K. M. Downey, W. Yu, D. A. Carrera, A. Celli, J. Cho, J. D. Briones, J. M. Duecker, Y. E. Goretsky, R. Dannenfelser, L. Cardarelli, O. Troyanskaya, S. S. Sidhu, K. T. Roybal, H. Okada, W. A. Lim, Sci. Transl. Med. 2021, 13, eabe7378.

[52] A. Hyrenius-Wittsten, Y. Su, M. Park, J. M. Garcia, J. Alavi, N. Perry, G. Montgomery, B. Liu, K. T. Roybal, Sci. Transl. Med. 2021, 13, eabd8836.

[53] A. Feldmann, A. Hoffmann, R. Bergmann, S. Koristka, N. Berndt, C. Arndt, L. Rodrigues Loureiro, E. Kittel-Boselli, N. Mitwasi, A. Kegler, C. Lamprecht, K. E. González Soto, M. Bachmann, OncoImmunology 2020, 9, 1785608.

[54] E. Kittel-Boselli, K. E. G. Soto, L. R. Loureiro, A. Hoffmann, R. Bergmann, C. Arndt, S. Koristka, N. Mitwasi, A. Kegler, T. Bartsch, N. Berndt, H. Altmann, F. Fasslrinner, M. Bornhäuser, M. P. Bachmann, A. Feldmann, Cancers 2021, 13, 4785.

[55] K. E. G. Soto, L. R. Loureiro, T. Bartsch, C. Arndt, A. Kegler, N. Mitwasi, L. Drewitz, L. Hoffmann, H. A. Saleh, E. Crespo, M. Mehnert, C. Daglar, H. Abken, F. Momburg, M. Bachmann, A. Feldmann, Front. Immunol. 2023, 14, 1302354.

[56] B. Salzer, C. M. Schueller, C. U. Zajc, T. Peters, M. A. Schoeber, B. Kovacic, M. C. Buri, E. Lobner, O. Dushek, J. B. Huppa, C. Obinger, E. M. Putz, W. Holter, M. W. Traxlmayr, M. Lehner, Nat. Commun. 2020, 11, 4166.

[57] D. Manry, K. Bolanos, B. Diandreth, J.-Y. Mock, A. Kamb, Front. Immunol. 2022, 13, 826747.

[58] M. S. Hwang, B. J. Mog, J. Douglass, A. H. Pearlman, E. H.-C. Hsiue, S. Paul, S. R. Dinapoli, M. F. Konig, D. M. Pardoll, S. B. Gabelli, C. Bettegowda, N. Papadopoulos, B. Vogelstein, S. Zhou, K. W. Kinzler, Proc. Natl. Acad. Sci. 2021, 118, e2022410118.

[59] J. H. Cho, J. J. Collins, W. W. Wong, Cell 2018, 173, 1426.

[60] J. H. Cho, A. Okuma, K. Sofjan, S. Lee, J. J. Collins, W. W. Wong, Nat. Commun. 2021, 12, 792.

[61] C. N. Barese, A. E. Krouse, M. E. Metzger, C. A. King, C. Traversari, F. C. Marini, R. E. Donahue, C. E. Dunbar, Mol. Ther. 2012, 20, 1932.

[62] F. Ciceri, C. Bonini, M. T. L. Stanghellini, A. Bondanza, C. Traversari, M. Salomoni, L. Turchetto, S. Colombi, M. Bernardi, J. Peccatori, A. Pescarollo, P. Servida, Z. Magnani, S. K. Perna, V. Valtolina, F. Crippa, L. Callegaro, E. Spoldi, R. Crocchiolo, K. Fleischhauer, M. Ponzoni, L. Vago, S. Rossini, A. Santoro, E. Todisco, J. Apperley, E. Olavarria, S. Slavin, E. M. Weissinger, A. Ganser, M. Stadler, E. Yannaki, A. Fassas, A. Anagnostopoulos, M. Bregni, C. G. Stampino, P. Bruzzi, C. Bordignon, Lancet Oncol. 2009, 10, 489.

[63] M. Casucci, L. Falcone, B. Camisa, M. Norelli, S. Porcellini, A. Stornaiuolo, F. Ciceri, C. Traversari, C. Bordignon, C. Bonini, A. Bondanza, Front. Immunol. 2018, 9, 329239.

[64] K. C. Straathof, M. A. Pulè, P. Yotnda, G. Dotti, E. F. Vanin, M. K. Brenner, H. E. Heslop, D. M. Spencer, C. M. Rooney, Blood 2005, 105, 4247.

[65] A. Di Stasi, S.-K. Tey, G. Dotti, Y. Fujita, A. Kennedy-Nasser, C. Martinez, K. Straathof, E. Liu, A. G. Durett, B. Grilley, H. Liu, C. R. Cruz, B. Savoldo, A. P. Gee, J. Schindler, R. A. Krance, H. E. Heslop, D. M. Spencer, C. M. Rooney, M. K. Brenner, N. Engl. J. Med. 2011, 365, 1673.

[66] V. Hoyos, B. Savoldo, C. Quintarelli, A. Mahendravada, M. Zhang, J. Vera, H. E. Heslop, C. M. Rooney, M. K. Brenner, G. Dotti, Leukemia 2010, 24, 1160.

[67] C. Amatya, M. A. Pegues, N. Lam, D. Vanasse, C. Geldres, S. Choi, S. M. Hewitt, S. A. Feldman, J. N. Kochenderfer, Mol. Ther. 2021, 29, 702.

[68] M. Guercio, S. Manni, I. Boffa, S. Caruso, S. Di Cecca, M. Sinibaldi, Z. Abbaszadeh, A. Camera, R. Ciccone, V. A. Polito, F. Ferrandino, S. Reddel, M. L. Catanoso, E. Bocceri, F. Del Bufalo, M. Algeri, B. De Angelis, C. Quintarelli, F. Locatelli, Front. Immunol. 2021, 12, 755639.

[69] M. Stavrou, B. Philip, C. Traynor-White, C. G. Davis, S. Onuoha, S. Cordoba, S. Thomas, M. Pule, Mol. Ther. 2018, 26, 1266.

[70] K. Mestermann, T. Giavridis, J. Weber, J. Rydzek, S. Frenz, T. Nerreter, A. Mades, M. Sadelain, H. Einsele, M. Hudecek, Sci. Transl. Med. 2019, 11, eaau5907.

[71] C.-Y. Wu, K. T. Roybal, E. M. Puchner, J. Onuffer, W. A. Lim, Science 2015, 350, aab4077.

[72] W.-H. Leung, J. Gay, U. Martin, T. E. Garrett, H. M. Horton, M. T. Certo, B. R. Blazar, R. A. Morgan, P. D. Gregory, J. Jarjour, A. Astrakhan, JCI Insight 2019, 4, e124430.

[73] H. K. Chung, C. L. Jacobs, Y. Huo, J. Yang, S. A. Krumm, R. K. Plemper, R. Y. Tsien, M. Z. Lin, Nat. Chem. Biol. 2015, 11, 713.

[74] A. Juillerat, D. Tkach, B. W. Busser, S. Temburni, J. Valton, A. Duclert, L. Poirot, S. Depil, P. Duchateau, BMC Biotechnol. 2019, 19, 44.

[75] H.-S. Li, N. M. Wong, E. Tague, J. T. Ngo, A. S. Khalil, W. W. Wong, Cancer Cell 2022, 40, 1294.

[76] L. Labanieh, R. G. Majzner, D. Klysz, E. Sotillo, C. J. Fisher, J. G. Vilches-Moure, K. Z. B. Pacheco, M. Malipatlolla, P. Xu, J. H. Hui, T. Murty, J. Theruvath, N. Mehta, S. A. Yamada-Hunter, E. W. Weber, S. Heitzeneder, K. R. Parker, A. T. Satpathy, H. Y. Chang, M. Z. Lin, J. R. Cochran, C. L. Mackall, Cell 2022, 185, 1745.

[77] R. Sakemura, S. Terakura, K. Watanabe, J. Julamanee, E. Takagi, K. Miyao, D. Koyama, T. Goto, R. Hanajiri, T. Nishida, M. Murata, H. Kiyoi, Cancer Immunol. Res. 2016, 4, 658.

[78] R.-Y. Zhang, D. Wei, Z.-K. Liu, Y.-L. Yong, W. Wei, Z.-Y. Zhang, J.-J. Lv, Z. Zhang, Z.-N. Chen, H. Bian, Front. Cell Dev. Biol. 2019, 7, 233.

[79] E. Drent, R. Poels, M. J. Mulders, N. W. C. J. Van De Donk, M. Themeli, H. M. Lokhorst, T. Mutis, PLoS One 2018, 13, e0197349.

[80] A. Hotblack, E. K. Kokalaki, M. J. Palton, G. W.-K. Cheung, I. P. Williams, S. Manzoor, T. I. Grothier, A. Piapi, V. Fiaccadori, P. Wawrzyniecka, H. A. Roddy, G. Agliardi, C. Roddie, S. Onuoha, S. Thomas, S. Cordoba, M. Pule, Sci. Rep. 2021, 11, 21902.

[81] M. Mamonkin, M. Mukherjee, M. Srinivasan, S. Sharma, D. Gomes-Silva, F. Mo, G. Krenciute, J. S. Orange, M. K. Brenner, Cancer Immunol. Res. 2018, 6, 47.

[82] M. Jan, I. Scarfò, R. C. Larson, A. Walker, A. Schmidts, A. A. Guirguis, J. A. Gasser, M. Słabicki, A. A. Bouffard, A. P. Castano, M. C. Kann, M. L. Cabral, A. Tepper, D. E. Grinshpun, A. S. Sperling, T. Kyung, Q. L. Sievers, M. E. Birnbaum, M. V. Maus, B. L. Ebert, Sci. Transl. Med. 2021, 13, eabb6295.

[83] A. Juillerat, A. Marechal, J. M. Filhol, Y. Valogne, J. Valton, A. Duclert, P. Duchateau, L. Poirot, Sci. Rep. 2017, 7, 39833.

[84] Q. Liao, H. He, Y. Mao, X. Ding, X. Zhang, J. Xu, Biomark. Res. 2020, 8, 56.

[85] H. He, Q. Liao, C. Zhao, C. Zhu, M. Feng, Z. Liu, L. Jiang, L. Zhang, X. Ding, M. Yuan, X. Zhang, J. Xu, J. Immunother. Cancer 2021, 9, e002755.

[86] P. Kosti, J. W. Opzoomer, K. I. Larios-Martinez, R. Henley-Smith, C. L. Scudamore, M. Okesola, M. Y. M. Taher, D. M. Davies, T. Muliaditan, D. Larcombe-Young, N. Woodman, C. E. Gillett, S. Thavaraj, J. Maher, J. N. Arnold, Cell Rep. Med. 2021, 2, 100227.

[87] A. H. J. Tan, N. Vinanica, D. Campana, Blood Adv. 2020, 4, 1419.

[88] L. Kang, X. Tang, J. Zhang, M. Li, N. Xu, W. Qi, J. Tan, X. Lou, Z. Yu, J. Sun, Z. Wang, H. Dai, J. Chen, G. Lin, D. Wu, L. Yu, Exp. Hematol. Oncol. 2020, 9, 11.

[89] L. Xue, Y. Yi, Q. Xu, L. Wang, X. Yang, Y. Zhang, X. Hua, X. Chai, J. Yang, Y. Chen, G. Tao, B. Hu, X. Wang, Cell Discov. 2021, 7, 84.

[90] M. Sachdeva, P. Duchateau, S. Depil, L. Poirot, J. Valton, J. Biol. Chem. 2019, 294, 5430.

[91] R. M. Sterner, R. Sakemura, M. J. Cox, N. Yang, R. H. Khadka, C. L. Forsman, M. J. Hansen, F. Jin, K. Ayasoufi, M. Hefazi, K. J. Schick, D. K. Walters, O. Ahmed, D. Chappell, T. Sahmoud, C. Durrant, W. K. Nevala, M. M. Patnaik, L. R. Pease, K. E. Hedin, N. E. Kay, A. J. Johnson, S. S. Kenderian, Blood 2019, 133, 697.

[92] Y. Yi, X. Chai, L. Zheng, Y. Zhang, J. Shen, B. Hu, G. Tao, Cell Discov. 2021, 7, 27.

[93] B. Zhang, Y. Wang, S. Huang, J. Sun, M. Wang, W. Ma, Y. You, L. Wu, J. Hu, W. Song, X. Liu, S. Li, H. Chen, G. Zhang, L. Zhang, D. Zhou, L. Li, X. Zhang, Cell Chem. Biol. 2021, 28, 60.

[94] M. Kvorjak, E. Ruffo, Y. Tivon, V. So, A. Parikh, A. Deiters, J. Lohmueller, ACS Synth. Biol. 2023, 12, 2996.

[95] A. Kobayashi, A. Nobili, S. C. Neier, A. Sadiki, R. Distel, Z. S. Zhou, C. D. Novina, ChemMedChem 2022, 17, e202100722.

[96] Z. Huang, Y. Wu, M. E. Allen, Y. Pan, P. Kyriakakis, S. Lu, Y.-J. Chang, X. Wang, S. Chien, Y. Wang, Sci. Adv. 2020, 6, eaay9209.

[97] N. T. Nguyen, K. Huang, H. Zeng, J. Jing, R. Wang, S. Fang, J. Chen, X. Liu, Z. Huang, M. J. You, A. Rao, Y. Huang, G. Han, Y. Zhou, Nat. Nanotechnol. 2021, 16, 1424.

[98] I. C. Miller, A. Zamat, L.-K. Sun, H. Phuengkham, A. M. Harris, L. Gamboa, J. Yang, J. P. Murad, S. J. Priceman, G. A. Kwong, Nat. Biomed. Eng. 2021, 5, 1348.

[99] Y. Pan, S. Yoon, J. Sun, Z. Huang, C. Lee, M. Allen, Y. Wu, Y.-J. Chang, M. Sadelain, K. K. Shung, S. Chien, Y. Wang, Proc. Natl. Acad. Sci. 2018, 115, 992.

[100] Y. Wu, Y. Liu, Z. Huang, X. Wang, Z. Jin, J. Li, P. Limsakul, L. Zhu, M. Allen, Y. Pan, R. Bussell, A. Jacobson, T. Liu, S. Chien, Y. Wang, Nat. Biomed. Eng. 2021, 5, 1336.

[101] Z. Luo, Z. Liu, Z. Liang, J. Pan, J. Xu, J. Dong, Y. Bai, H. Deng, S. Wei, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 56712.

[102] Q. Hu, H. Li, E. Archibong, Q. Chen, H. Ruan, S. Ahn, E. Dukhovlinova, Y. Kang, D. Wen, G. Dotti, Z. Gu, Nat. Biomed. Eng. 2021, 5, 1038.

[103] A. K. Grosskopf, L. Labanieh, D. D. Klysz, G. A. Roth, P. Xu, O. Adebowale, E. C. Gale, C. K. Jons, J. H. Klich, J. Yan, C. L. Maikawa, S. Correa, B. S. Ou, A. I. d’Aquino, J. R. Cochran, O. Chaudhuri, C. L. Mackall, E. A. Appel, Sci. Adv. 2022, 8, eabn8264.

[104] E. A. Ogunnaike, A. Valdivia, M. Yazdimamaghani, E. Leon, S. Nandi, H. Hudson, H. Du, S. Khagi, Z. Gu, B. Savoldo, F. S. Ligler, S. Hingtgen, G. Dotti, Sci. Adv. 2021, 7, eabg5841.

[105] U. Uslu, T. Da, C.-A. Assenmacher, J. Scholler, R. M. Young, J. Tchou, C. H. June, Sci. Adv. 2023, 9, eade2526.

[106] M. E. Coon, S. B. Stephan, V. Gupta, C. P. Kealey, M. T. Stephan, Nat. Biomed. Eng. 2019, 4, 195.

[107] H. Li, Z. Wang, E. Archibong, Q. Wu, G. Chen, Q. Hu, T. Ci, Z. Chen, J. Wang, D. Wen, H. Du, J. Jiang, J. Sun, X. Zhang, G. Dotti, Z. Gu, Natl. Sci. Rev. 2021, 9, nwab172.

[108] L. Tang, Y. Zheng, M. B. Melo, L. Mabardi, A. P. Castaño, Y. Q. Xie, N. Li, S. B. Kudchodkar, H. C. Wong, E. K. Jeng, M. V. Maus, D. J. Irvine, Nat. Biotechnol. 2018, 36, 707.

[109] N. Gong, X. Han, L. Xue, R. El-Mayta, A. E. Metzloff, M. M. Billingsley, A. G. Hamilton, M. J. Mitchell, Nat. Mater. 2023, 22, 1571.

[110] H. Pan, W. Li, Z. Chen, Y. Luo, W. He, M. Wang, X. Tang, H. He, L. Liu, M. Zheng, X. Jiang, T. Yin, R. Liang, Y. Ma, L. Cai, Bioact. Mater. 2021, 6, 951.

[111] X. Tang, Y. Yang, M. Zheng, T. Yin, G. Huang, Z. Lai, B. Zhang, Z. Chen, T. Xu, T. Ma, H. Pan, L. Cai, Adv. Mater. 2023, 35, 2211509.

[112] X. Li, N. Gong, F. Tian, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Wang, G. Qing, Y. Wang, F. Li, Y. Xu, L. Zhang, J. Wang, Q. Ni, Y. Gan, C. Gu, H. Jiang, X. Huang, X. Shi, T. Zhang, Y. Wu, X.-J. Liang, Nat. Biomed. Eng. 2023, 7, 1129.

[113] L. Zhong, J. Zhai, Y. Ma, Y. Huang, Y. Peng, Y.-e. Wang, Z. Peng, H. Gan, Z. Yuan, P. Yan, Q. Li, S. Guan, ACS Nano 2022, 16, 3797.

[114] L. Ma, T. Dichwalkar, J. Y. H. Chang, B. Cossette, D. Garafola, A. Q. Zhang, M. Fichter, C. Wang, S. Liang, M. Silva, S. Kumari, N. K. Mehta, W. Abraham, N. Thai, N. Li, K. D. Wittrup, D. J. Irvine, Science 2019, 365, 162.

[115] A. Q. Zhang, A. Hostetler, L. E. Chen, V. Mukkamala, W. Abraham, L. T. Padilla, A. N. Wolff, L. Maiorino, C. M. Backlund, A. Aung, M. Melo, N. Li, S. Wu, D. J. Irvine, Nat. Biomed. Eng. 2023, 7, 1113.

[116] J.-X. Fan, Z.-B. Hu, H.-Y. Gu, W.-Q. Qu, W. Li, B.-W. Qi, A.-X. Yu, X.-Z. Zhang, Sci. China Chem. 2023, 66, 3223.

[117] R. L. Vincent, C. R. Gurbatri, F. Li, A. Vardoshvili, C. Coker, J. Im, E. R. Ballister, M. Rouanne, T. Savage, K. de los Santos-Alexis, A. Redenti, L. Brockmann, M. Komaranchath, N. Arpaia, T. Danino, Science 2023, 382, 211.

RIGHTS & PERMISSIONS

2024 The Author(s). BMEMat published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Shandong University.