在兩項獨立的研究中，研究人員展示了如何使用合成生物學來解決癌癥免疫治療中的一個難題:與免疫治療相關的方法專注于短期殺死腫瘤細胞的方式可能無法根除腫瘤，因為腫瘤的生長發生在更長的時間尺度上。在這里，兩個研究小組提出了使用合成基因電路更好地控制免疫治療時間的策略，通過這種方法，抗腫瘤細胞的功能可以根據需要被激活，或者僅當CAR - T細胞與腫瘤細胞直接接觸時才被激活。Emmanuel Salazar-Cavazos和Grégoire Altan-Bonnet在相關的觀點中寫道:“這些研究并沒有受到‘自然’免疫學(使用白細胞、抗體和細胞因子)的限制，而是擴大了CAR - T細胞對疾病組織引起的免疫反應的范圍�！�

在癌癥免疫療法的武庫中，嵌合抗原受體(CAR) T療法涉及對患者的抗癌T細胞進行體外工程，使其表達能夠識別腫瘤表面特定分子的CAR。然后將這些藥物注射回患者體內，以引發針對癌細胞的免疫反應。然而，CAR - T細胞療法通常針對短期細胞反應(例如，殺死腫瘤細胞)進行優化，可能無法實現長期的全身腫瘤根除。為了在一段時間內精確控制CAR - T細胞的功能，Greg Allen及其同事利用最近開發的合成Notch受體設計了帶有第二個受體的增強型CAR - T細胞。第二種受體可以識別腫瘤抗原，隨后導致T細胞釋放細胞因子白細胞介素-2，但僅當CAR - T細胞與腫瘤細胞直接接觸時。在小鼠模型中，該方法允許CAR - T浸潤到實體胰腺和黑素瘤，從而導致腫瘤的實質性根除。重要的是，作者說，這些腫瘤靶向IL-2傳遞回路提供了一種潛在的方法來局部靶向腫瘤，同時最大限度地減少IL-2長期存在的毒性問題。

在他們的研究中，Hui-Shan Li及其同事開發了一個包含11個可編程合成轉錄因子的工具包，可以通過FDA批準的小分子誘導劑的定時管理按需激活。利用這些工具，作者設計了人類免疫細胞，按需激活特定的細胞程序，如增殖和抗腫瘤活性。這使得逐步和時間控制的治療反應成為可能。Salazar-Cavazos和Altan-Bonnet寫道:“Li等人和Allen等人提出的兩項技術進步的結合，將允許一種前所未有的能力，不僅在注射時精確控制治療細胞群的狀態，而且在患者體內展開免疫反應時也能精確控制�！�