키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료는 암 치료를 혁신해 왔다. CAR는 면역학적 시냅스(IS)에서 단일 사슬 가변영역(single-chain variable fragment, scFv) 도메인이 항원과 결합할 때 활성화되어 암세포를 직접 제거할 수 있게 한다. 본 연구에서는 CAR-IS의 구조와 신호 전달 능력을 실시간으로 평가하기 위한 형광 공명 에너지 전달(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 기반의 혁신적인 IS 바이오센서를 제시한다. 이 바이오센서를 사용하여 메조텔린 표적 CAR에 대한 scFv 변이체를 검토하였고, 스크리닝된 원래 후보보다 친화도가 낮음에도 불구하고 CAR-T 세포 기능이 향상된 새로운 scFv를 확인하였다. 또한 원래의 CAR는 내재화(internalization)와 트로고싸이토시스(trogocytosis)를 촉진하여 안정적인 IS 형성을 방해하고 기능을 손상시키는 현상을 추가로 관찰하였다. 이러한 결과는 우수한 CAR-T 세포 반응을 위해 scFv 친화도를 최대화하기보다는 IS의 질을 향상시키는 것이 중요함을 강조한다. 따라서 FRET 기반 IS 바이오센서는 CAR-T 세포 기능을 예측하는 강력한 도구로서, 항종양 효능이 향상된 차세대 CAR의 효율적인 공학적 제작을 가능하게 한다.