一组研究人员已经开发了一种基于超声的系统，该系统可以非侵入性地远程控制活免疫T细胞的遗传过程，从而识别并杀死癌细胞。

研究人员说，迫切需要远距离非侵入性和远程操纵细胞，特别是在动物和人类的翻译应用中。

该团队开发了一种使用机械遗传学的创新方法，该领域专注于物理力和细胞和组织机械特性的变化如何影响基因表达，从而远程控制基因和细胞激活。研究人员使用超声波对T细胞进行机械干扰，然后将机械信号转化为对细胞的遗传控制。

在这项研究中，研究人员展示了如何将其遥控机械遗传学系统用于工程改造表达嵌合抗原受体(CAR)的T细胞，这些T细胞可以靶向并杀死癌细胞。经过改造的CAR-T细胞具有机械传感器和基因转导模块，可以通过微泡扩增通过超声波远程激活它们。

加州大学圣地亚哥分校的生物工程学教授王英孝教授说：“ CAR-T细胞疗法正在成为癌症治疗的一种范式转移疗法。”“然而，在基于CAR的免疫疗法被广泛采用之前，主要挑战仍然存在。例如，CAR-T细胞针对非恶性组织的非特异性靶向可能会危及生命。这项工作最终将导致前所未有的精确度和效率针对实体瘤的CAR-T细胞免疫疗法，同时将肿瘤外的毒性降至最低。”

该团队与来自南加州大学的Kirk Shung教授和来自美国加州大学圣地亚哥分校的Michel Sadelain教授共同组成了由Jacobs工程学院和圣地亚哥大学医学工程学院的生物工程教授Wang和Shu Chien组成的实验室。纽约纪念斯隆·凯特琳癌症中心。研究人员在1月15日出版的《美国国家科学院院刊》上发表了他们的发现，加州大学圣地亚哥分校博士学位。候选人潘艺佳为第一作者。

研究人员发现，与抗生蛋白链菌素结合的微泡可以与表达机械敏感的Piezo1离子通道的细胞表面偶联。暴露于超声波后，微气泡会振动并机械刺激Piezo1离子通道，使钙离子进入细胞内部。这触发了下游途径，包括钙调神经磷酸酶激活，NFAT磷酸化和转运进入细胞核。核易位的NFAT可以与基因转导模块的上游反应元件结合，以启动嵌合抗原受体(CAR)的基因表达，以识别和杀死靶癌细胞。