Materials for Improving Immune Cell Transfection
Source abstract
Abstract
Abstract Chimeric antigen receptor T cell (CAR‐T) therapy holds great promise for preventing and treating deadly diseases such as cancer. However, it remains challenging to transfect and engineer primary immune cells for clinical cell manufacturing. Conventional tools using viral vectors and bulk electroporation suffer from low efficiency while posing risks like viral transgene integration and excessive biological perturbations. Emerging techniques using microfluidics, nanoparticles, and high‐aspect‐ratio nanostructures can overcome these challenges, and on top of that, provide universal and high‐throughput cargo delivery. Herein, the strengths and limitations of traditional and emerging materials for immune cell transfection, and commercial development of these tools, are discussed. To enhance the characterization of transfection techniques and uptake by the clinical community, a list of in vitro and in vivo assays to perform, along with relevant protocols, is recommended. The overall aim, herein, is to motivate the development of novel materials to meet rising demand in transfection for clinical CAR‐T cell manufacturing.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: CAR-T cell therapy research · Virus-based gene therapy research · Nanowire Synthesis and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Biomedical Engineering National University of Singapore Singapore 117583 Singapore
Institute for Health Innovation & Technology National University of Singapore Singapore 117599 Singapore
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1002/ijc.3193710.1002/ijc.31937 ↗
2. 10.1002/1878-0261.1243210.1002/1878-0261.12432 ↗
3. 10.1056/NEJMoa140722210.1056/NEJMoa1407222 ↗
4. 10.1016/j.biotechadv.2018.12.00210.1016/j.biotechadv.2018.12.002 ↗
5. 10.1038/d41573-021-00063-110.1038/d41573-021-00063-1 ↗
6. 10.1038/s41587-020-0676-z10.1038/s41587-020-0676-z ↗
7. 10.1038/d41573-021-00063-110.1038/d41573-021-00063-1 ↗
8. 10.1016/j.omtm.2016.12.00610.1016/j.omtm.2016.12.006 ↗
9. 10.1021/acsnano.0c0462410.1021/acsnano.0c04624 ↗
10. 10.1038/nrclinonc.2017.15610.1038/nrclinonc.2017.156 ↗
11. 10.1158/2326-6066.CIR-15-019010.1158/2326-6066.CIR-15-0190 ↗
12. 10.1126/science.aaa496710.1126/science.aaa4967 ↗
13. 10.4049/jimmunol.174.5.259110.4049/jimmunol.174.5.2591 ↗
14. 10.1126/science.119868710.1126/science.1198687 ↗
15. 10.1016/j.jcyt.2013.06.01710.1016/j.jcyt.2013.06.017 ↗
16. 10.1016/j.jcyt.2017.07.00810.1016/j.jcyt.2017.07.008 ↗
17. 10.1016/j.smim.2017.07.00910.1016/j.smim.2017.07.009 ↗
18. 10.1038/leu.2017.22610.1038/leu.2017.226 ↗
19. 10.1038/s41409-019-0601-610.1038/s41409-019-0601-6 ↗
20. 10.3389/fimmu.2019.0120510.3389/fimmu.2019.01205 ↗
21. 10.1056/NEJMoa191060710.1056/NEJMoa1910607 ↗
22. 10.1016/j.ebiom.2020.10297510.1016/j.ebiom.2020.102975 ↗
23. 10.1200/JCO.2017.35.7_suppl.14410.1200/JCO.2017.35.7_suppl.144 ↗
24. 10.1038/s41587-020-0462-y10.1038/s41587-020-0462-y ↗
25. S. C.Wagner T. E.Ichim J. S.Szymanski S.Kesari A. N.Patel B.Minev US20170151281A1 2016.
26. 10.1038/s41587-020-0520-510.1038/s41587-020-0520-5 ↗
27. 10.1515/BC.2003.08210.1515/BC.2003.082 ↗
28. 10.3109/10717544.2014.88246910.3109/10717544.2014.882469 ↗
29. 10.1021/nn102922910.1021/nn1029229 ↗
30. 10.1021/ja204578e10.1021/ja204578e ↗
31. 10.2147/IJN.S3091210.2147/IJN.S30912 ↗
32. 10.1016/j.copbio.2018.01.02510.1016/j.copbio.2018.01.025 ↗
33. 10.1016/j.bbamcr.2010.12.00910.1016/j.bbamcr.2010.12.009 ↗
34. 10.1016/j.jcyt.2016.10.00910.1016/j.jcyt.2016.10.009 ↗
35. 10.1016/j.ymthe.2017.08.01010.1016/j.ymthe.2017.08.010 ↗
36. 10.1093/hmg/ddv45110.1093/hmg/ddv451 ↗
37. 10.1016/j.ymthe.2005.07.35810.1016/j.ymthe.2005.07.358 ↗
38. 10.1056/NEJMra03220710.1056/NEJMra032207 ↗
39. 10.1172/JCI3570010.1172/JCI35700 ↗
40. 10.1038/ng117910.1038/ng1179 ↗
41. 10.1126/science.114265810.1126/science.1142658 ↗
42. 10.1016/j.ymthe.2018.06.00210.1016/j.ymthe.2018.06.002 ↗
43. 10.1073/pnas.180967111510.1073/pnas.1809671115 ↗
44. 10.1002/adtp.20190013310.1002/adtp.201900133 ↗
45. 10.1038/nmeth.335710.1038/nmeth.3357 ↗
46. 10.3389/fphar.2014.0023510.3389/fphar.2014.00235 ↗
47. 10.1038/nature1976410.1038/nature19764 ↗
48. 10.1016/j.sbi.2009.12.00610.1016/j.sbi.2009.12.006 ↗
49. 10.1038/nbt.347110.1038/nbt.3471 ↗
50. 10.1101/2020.10.09.33399710.1101/2020.10.09.333997 ↗
51. 10.1002/j.1460-2075.1982.tb01257.x10.1002/j.1460-2075.1982.tb01257.x ↗
52. 10.1016/S0006-3495(91)82054-910.1016/S0006-3495(91)82054-9 ↗
53. 10.1038/nri.2017.7610.1038/nri.2017.76 ↗
54. 10.1038/gt.2008.18910.1038/gt.2008.189 ↗
55. 10.1093/nar/gkv46910.1093/nar/gkv469 ↗
56. 10.1038/s41598-018-30227-w10.1038/s41598-018-30227-w ↗
57. 10.1097/CJI.0b013e3182811ce910.1097/CJI.0b013e3182811ce9 ↗
58. 10.1111/imr.1213710.1111/imr.12137 ↗
59. 10.1038/s41586-018-0326-510.1038/s41586-018-0326-5 ↗
60. 10.1016/j.leukres.2008.11.02410.1016/j.leukres.2008.11.024 ↗
61. 10.1038/icb.2013.4510.1038/icb.2013.45 ↗
62. 10.1038/sj.cgt.770049910.1038/sj.cgt.7700499 ↗
63. 10.1016/S0302-4598(96)05062-310.1016/S0302-4598(96)05062-3 ↗
64. 10.1073/pnas.151743711310.1073/pnas.1517437113 ↗
65. 10.1016/j.biotechadv.2016.02.00210.1016/j.biotechadv.2016.02.002 ↗
66. 10.1039/b803212b10.1039/b803212b ↗
67. Sharei A. · J. Visualized Exp. · 2013
68. 10.1002/bit.2165110.1002/bit.21651 ↗
69. 10.1038/s41598-019-40147-y10.1038/s41598-019-40147-y ↗
70. 10.1021/acs.nanolett.9b0317510.1021/acs.nanolett.9b03175 ↗
71. 10.1021/acs.nanolett.8b0070410.1021/acs.nanolett.8b00704 ↗
72. 10.1002/jbio.20150024010.1002/jbio.201500240 ↗
73. 10.1007/s10544-007-9115-x10.1007/s10544-007-9115-x ↗
74. 10.1016/j.bios.2010.06.02510.1016/j.bios.2010.06.025 ↗
75. 10.1371/journal.pone.011880310.1371/journal.pone.0118803 ↗
76. 10.1021/acschembio.7b0068310.1021/acschembio.7b00683 ↗
77. 10.1126/sciadv.150045410.1126/sciadv.1500454 ↗
78. 10.1038/srep1027610.1038/srep10276 ↗
79. 10.1039/C3LC50566A10.1039/C3LC50566A ↗
80. 10.1021/ac071197h10.1021/ac071197h ↗
81. 10.1021/acsnano.0c0516910.1021/acsnano.0c05169 ↗
82. 10.1073/pnas.191712511710.1073/pnas.1917125117 ↗
83. 10.1038/s41573-019-0051-210.1038/s41573-019-0051-2 ↗
84. 10.1038/s41551-017-003910.1038/s41551-017-0039 ↗
85. 10.1073/pnas.121870511010.1073/pnas.1218705110 ↗
86. 10.1038/srep1101810.1038/srep11018 ↗
87. 10.1016/j.mattod.2013.07.00410.1016/j.mattod.2013.07.004 ↗
88. 10.1021/acs.chemrev.5b0014810.1021/acs.chemrev.5b00148 ↗
89. 10.1016/j.ijpharm.2006.10.02110.1016/j.ijpharm.2006.10.021 ↗
90. 10.1021/nl071099b10.1021/nl071099b ↗
91. 10.1016/j.biomaterials.2014.04.10210.1016/j.biomaterials.2014.04.102 ↗
92. 10.1016/S0168-3659(00)00361-810.1016/S0168-3659(00)00361-8 ↗
93. 10.1016/S0378-5173(02)00315-010.1016/S0378-5173(02)00315-0 ↗
94. 10.1016/j.addr.2008.03.01210.1016/j.addr.2008.03.012 ↗
95. 10.1016/j.nantod.2011.02.00310.1016/j.nantod.2011.02.003 ↗
96. 10.3233/BME-2009-058610.3233/BME-2009-0586 ↗
97. 10.1002/jin2.6310.1002/jin2.63 ↗
98. 10.1038/s41578-019-0108-110.1038/s41578-019-0108-1 ↗
99. 10.1038/s41573-018-0006-z10.1038/s41573-018-0006-z ↗
100. 10.1016/j.jconrel.2016.01.04210.1016/j.jconrel.2016.01.042 ↗