CAR-T cells rest to get back in the race Chimeric antigen receptor (CAR)–T cells, which are engineered to target specific tumor antigens, are increasingly used as an immunotherapy. CAR-T cells have shown promising results in patients, particularly in hematologic cancers, but their anticancer activity can be limited by the onset of exhaustion and the loss of effectiveness. Weber et al. characterized the phenotypic and epigenomic changes associated with CAR-T cell exhaustion caused by continuous activity and the beneficial effects of transient rest periods (see the Perspective by Mamonkin and Brenner). The authors tested different approaches for providing these rest periods, such as using the drug dasatinib to temporarily suppress T cell activity, which helped to prevent exhaustion and improved antitumor activity in mouse models. Science , this issue p. eaba1786 ; see also p. 34

Polycomb group proteins and the related histone modification H3K27me3 can maintain the silencing of key developmental regulators and provide cellular memory. However, how such an epigenetic state is reprogrammed and inherited between generations is poorly understood. Using an ultra-sensitive approach, STAR ChIP-seq, we investigated H3K27me3 across 14 developmental stages along mouse gametogenesis and early development. Interestingly, highly pervasive H3K27me3 is found in regions depleted of transcription and DNA methylation in oocytes. Unexpectedly, we observed extensive loss of promoter H3K27me3 at Hox and other developmental genes upon fertilization. This is accompanied by global erasure of sperm H3K27me3 but inheritance of distal H3K27me3 from oocytes. The resulting allele-specific H3K27me3 patterns persist to blastocysts before being converted to canonical forms in postimplantation embryos, where both H3K4me3/H3K27me3 bivalent promoter marks are restored at developmental genes. Together, these data revealed widespread resetting of epigenetic memory and striking plasticity of epigenome during gametogenesis and early development.

Regulatable CAR platforms could circumvent toxicities associated with CAR-T therapy, but existing systems have shortcomings including leakiness and attenuated activity. Here, we present SNIP CARs, a protease-based platform for regulating CAR activity using an FDA-approved small molecule. Design iterations yielded CAR-T cells that manifest full functional capacity with drug and no leaky activity in the absence of drug. In numerous models, SNIP CAR-T cells were more potent than constitutive CAR-T cells and showed diminished T cell exhaustion and greater stemness. In a ROR1-based CAR lethality model, drug cessation following toxicity onset reversed toxicity, thereby credentialing the platform as a safety switch. In the same model, reduced drug dosing opened a therapeutic window that resulted in tumor eradication in the absence of toxicity. SNIP CARs enable remote tuning of CAR activity, which provides solutions to safety and efficacy barriers that are currently limiting progress in using CAR-T cells to treat solid tumors.

SUMMARY T cell exhaustion limits immune responses against cancer and is a major cause of resistance to CAR-T cell therapeutics. Using a model wherein tonic CAR signaling induces hallmark features of exhaustion, we employed a drug-regulatable CAR to test the impact of transient cessation of receptor signaling (i.e. “rest”) on the development and maintenance of exhaustion. Induction of rest in exhausting or already-exhausted CAR-T cells resulted in acquisition of a memory-like phenotype, improved anti-tumor functionality, and wholescale transcriptional and epigenetic reprogramming. Similar results were achieved with the Src kinase inhibitor dasatinib, which reversibly suppresses CAR signaling. The degree of functional reinvigoration was proportional to the duration of rest and was associated with expression of transcription factors TCF1 and LEF1. This work demonstrates that transient cessation of CAR-T cell signaling can enhance anti-tumor potency by preventing or reversing exhaustion and challenges the paradigm that exhaustion is an epigenetically fixed state.

Introductory paragraph While CAR T cells have altered the treatment landscape for B cell malignancies, the risk of on-target, off-tumor toxicity has hampered their development for solid tumors because most target antigens are shared with normal cells 1,2 . Researchers have attempted to apply Boolean logic gating to CAR T cells to prevent on-target, off-tumor toxicity 3–7 ; however, a truly safe and effective logic-gated CAR has remained elusive 8 . Here, we describe a novel approach to CAR engineering in which we replace traditional ITAM-containing CD3ζ domains with intracellular proximal T cell signaling molecules. We demonstrate that certain proximal signaling CARs, such as a ZAP-70 CAR, can activate T cells and eradicate tumors in vivo while bypassing upstream signaling proteins such as CD3ζ. The primary role of ZAP-70 is to phosphorylate LAT and SLP-76, which form a scaffold for the propagation of T cell signaling. We leveraged the cooperative role of LAT and SLP-76 to engineer L ogic-gated I ntracellular N etwor K (LINK) CAR, a rapid and reversible Boolean-logic AND-gated CAR T cell platform that outperforms other systems in both efficacy and the prevention of on-target, off-tumor toxicity. LINK CAR will dramatically expand the number and types of molecules that can be targeted with CAR T cells, enabling the deployment of these powerful therapeutics for solid tumors and diverse diseases such as autoimmunity 9 and fibrosis 10 . In addition, this work demonstrates that the internal signaling machinery of cells can be repurposed into surface receptors, a finding that could have broad implications for new avenues of cellular engineering.

Hepatic ischemia/reperfusion (I/R) injury is an important cause of liver function impairment following liver surgery. The ubiquitin-proteasome system (UPS) plays a crucial role in protein quality control and has substantial impact on the hepatic I/R process. Although OTU deubiquitinase 1 (OTUD1) is involved in diverse biological processes, its specific functional implications in hepatic I/R are not yet fully understood. This study demonstrates that OTUD1 alleviates oxidative stress, apoptosis, and inflammation induced by hepatic I/R injury. Mechanistically, OTUD1 deubiquitinates and activates nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) through its catalytic site cysteine 320 residue and ETGE motif, thereby attenuating hepatic I/R injury. Additionally, administration of a short peptide containing the ETGE motif significantly mitigates hepatic I/R injury in mice. Overall, our study elucidates the mechanism and role of OTUD1 in ameliorating hepatic I/R injury, providing a theoretical basis for potential treatment using ETGE-peptide.

Abstract Adoptive cell therapy (ACT) has proven to be highly effective in treating blood cancers such as B cell malignancies, but traditional approaches to ACT are poorly effective in treating the multifarious solid tumors observed clinically. Locoregional cell delivery methods have shown promising results in treating solid tumors compared to standard intravenous delivery methods, but the approaches that have been described to date have several critical drawbacks ranging from complex manufacturing and poor modularity to challenging adminstration. In this work, we develop a simple-to-implement self-assembled and injectable hydrogel material for the controlled co-delivery of CAR-T cells and stimulatory cytokines that improves treatment of solid tumors. We evaluate a range of hydrogel formulations to optimize the creation of a transient inflammatory niche that affords sustained exposure of CAR-T cells and cytokines. This facile approach yields increased CAR-T cell expansion, induces a more tumor-reactive CAR-T phenotype, and improves efficacy in treating solid tumors in mice.

Adenosine (Ado) mediates immune suppression in the tumor microenvironment and exhausted CD8

Abstract IRONMAN is a family of small peptides which positively regulate the Fe deficiency response. However, the molecular mechanism by which OsIMA1 and OsIMA2 regulate Fe homeostasis was unclear. Here, we reveal that OsIMA1 and OsIMA2 interact with the potential Fe sensors, OsHRZ1 and OsHRZ2. OsIMA1 and OsIMA2 contain a conserved 17-amino acid C-terminal region which is responsible for the interactions with OsHRZ1 and OsHRZ2. The OsIMA1 overexpressing plants have the increased seed Fe concentration and the reduced fertility, as observed in the hrz1-2 loss-of-function mutant plants. Moreover, the expression trends of Fe deficiency inducible genes in the OsIMA1 overexpressing plants are the same to those in the hrz1-2 . Co-expression assays suggest that OsHRZ1 and OsHRZ2 promote the degradation of OsIMA1 proteins. As the interaction partners of OsHRZ1, the OsPRI proteins also interact with OsHRZ2. The conserved C-terminal region of four OsPRIs contributes to the interactions with OsHRZ1 and OsHRZ2. An artificial IMA (aIMA) derived from the C-terminal of OsPRI1 can be also degraded by OsHRZ1. Moreover, the aIMA overexpressing rice plants accumulate more Fe without reduction of fertility. This work establishes the link between OsIMAs and OsHRZs, and develops a new strategy for Fe fortification in rice.

Abstract Aging significantly influences cellular activity and metabolism in glucose‐responsive tissues, yet a comprehensive evaluation of the impacts of aging and associated cell‐type responses has been lacking. This study integrates transcriptomic, methylomic, single‐cell RNA sequencing, and metabolomic data to investigate aging‐related regulations in adipose and muscle tissues. Through coexpression network analysis of the adipose tissue, we identified aging‐associated network modules specific to certain cell types, including adipocytes and immune cells. Aging upregulates the metabolic functions of lysosomes and downregulates the branched‐chain amino acids (BCAAs) degradation pathway. Additionally, aging‐associated changes in cell proportions, methylation profiles, and single‐cell expressions were observed in the adipose. In the muscle tissue, aging was found to repress the metabolic processes of glycolysis and oxidative phosphorylation, along with reduced gene activity of fast‐twitch type II muscle fibers. Metabolomic profiling linked aging‐related alterations in plasma metabolites to gene expression in glucose‐responsive tissues, particularly in tRNA modifications, BCAA metabolism, and sex hormone signaling. Together, our multi‐omic analyses provide a comprehensive understanding of the impacts of aging on glucose‐responsive tissues and identify potential plasma biomarkers for these effects.