Genska terapija je u širem smislu svaki terapijski postupak pri kojem se manipulira djelovanjem gena, a cilj je zamijeniti oštećenu ili nadomjestiti odsutnu kopiju gena, normalnom funkcionalnom kopijom. U gensku terapiju spadaju mnoge terapije koje su već desetljećima prisutne u medicini. Takav je primjer terapija kortikosteroidima koja djeluje na stanice imunološkog sustava tako što mijenja izražavanje određenih gena u njima. Međutim, danas se genska terapija počinje koristiti u terapiji tumora unošenjem gena ubojice ili pak u vakcinaciji, unošenjem gena koji kodira snažni imunogen.
Međutim, pojam genske terapije ograničen je na postupke kojima se u stanicu unosi genski materijal.

Virusni vektori

Najčešće su upotrebljavani virusni vektori temeljeni na adenovirusima, retrovirusima, lentivirusima, adeno-pridruženim virusima ili herpes-simplex virusima.

·         Retrovirusi: Većina se protokola za genski transfer koristi retrovirusnim vektorima. Za primjenu u onkologiji, sposobnost retrovirusa da se integrira u stanice koje se dijele, pokazuje se kao prednost. Pokušaji prijenosa ex vivo pokazali su se vrlo uspješnima. Ipak, postoji i nekoliko nedostataka. Retrovirusi imaju mali genski kapacitet od svega osam kilobaza. Serumski komplement ih može inaktivirati. Trenutno postignuti titar je nizak u usporedbi s onim kojeg bi trebalo postići u liječenju velikih tumora. Pacijent može primiti ograničnu količnu retrovirusa.

·         Adenovirusi: Ograničenja pri radu s retrovirusima nametnula su potrebu nalaženja drugih vektora koji bi se s više uspjeha rabili u genskoj terapiji. Pozornost je usmjerena na adenoviruse, kad se otkrilo da posjeduju dvostruku DNA te je moguća djelotvornija transdukcija u različite vrste stanica bez obzira na mitotski stadij stanice. Ti se vektori mogu proizvesti i u većem titru od retrovirusa. Istraživanja su pokazala da se s minimalnom količinom virusa može postići dostatan stupanj ekspresije u većini tkiva, osim u hematopoetskim stanicama. Primjena adenovirusnih vektora najprije je provjerena u liječenju netumorskih poremećaja, kao što je cistična fibroza, ali se radi i na primjeni u liječenju raka. Istražuje se, na primjer, mogućnost njihove uporabe pri ugradbi gena za HSV-TK u bolesnika s tumorima mozga i jetre, te tumor-supresijskog gena p53 u bolesnika s tumorima pluća, glave i vrata. Premda su adenovirusi pokazali dobra svojstva za korištenje u genskoj terapiji, ni oni nisu bez nedostataka. Nazočnost nepromijenjenih virusnih gena u rekombiniranom virusu može izazvati imunološki odgovor na te antigene, a time i protiv stanice koja ga nosi. Dosad je istražen velik broj virusa s jednistvenim svojstvima korisnima za primjenu u genskoj terapiji. Neki od njih su Herpes simplex virus, Avipox virus, Vaccinia virus i Baculovirus.

Nevirusni vektori i "gola" DNA

Jedno od područja istraživanja koja najviše obećavaju su istraživanja nevirusnih vektora. Oni omogućavaju prijenos terapijskih gena u stanice bez pomoći virusa. U tu se skupinu prvenstveno ubrajaju liposomi, molekulski konjugati i "gola" DNA. Liposomi se kombiniraju s DNA bilo koje veličine i tvore kompleks lipid-DNA, koji se može unijeti u različite vrste stanica. Taj sustav, međutim, ne posjeduje tkivnu specifičnost i terapijska učinkovitost pri njegovoj primjeni još nije na zadovoljavajućoj razini. Zbog potrebe za većom specifičnošću za određene vrste stanica, radi se i s molekulskim konjugatima koji se proizvode se kao proteinske ili sintetske molekule sa sposobnošću vezanja na staničnu DNA ili RNA, na koje se veže željeni gen, pa nastaje kompleks protein-DNA. Proizvodnjom konjugata povećava se željena specifičnost za određene stanice, a nedostatak ovog sustava je suviše kratak životni vijek konjugata. Primjena "gole" DNA najjednostavniji je način njene ugradbe u ciljnu stanicu, bez uporabe virusnih ili nevirusnih vektora. U stanicu se unosi mehaničkim metodama kao što su izravna injekcija u tkivo ili bombardiranje tkiva velikom brzinom s DNA vezanom na čestice zlata. Ta je metoda metoda dosad iskušana u transgenskoj imunoterapiji u terapiji karcinoma kolona i melanoma. Nedostatak te metode također je izostanak tkivne specifičnosti i potreba za kirurškim pristupom tumorskom tkivu ako se ono ne nalazi na dostupnom mjestu.

Genska terapija neće zamjeniti konvencionalne oblike liječenja zloćudnih tumora, ali će, u kombinaciji s konvencionalnim liječenjem, zasigurno poboljšati njihove domete i što je još važnije, imat će svoju primjenu u suzbijanju ostatne (rezidualne) bolesti, koja zauzima visoko drugo mjesto na ljestvici uzroka smrtnosti u ljudi.

Najčešće su upotrebljavani virusni vektori temeljeni na adenovirusima, retrovirusima, lentivirusima, adeno-pridruženim virusima ili herpes-simplex virusima.

Najvažnije svojstvo po kojem razlikujemo virusne vektore je efikasnost unošenja gena u stanični genom, te duljina i stabilnost izražavanja tog gena. Različiti virusni vektori međusobno se razlikuju i prema veličini "tereta" koji mogu unijeti u stanicu, tj. duljini DNA koju pomoću njih možemo ubaciti u stanični genom. Također se razlikuju i po tome da li zaražavaju stanice u diobi, one koje miruju ili obje kategorije. Neki virusni vektori posjeduju i određenu tkivnu specifičnost, kao npr. HSV(herpes simplex virus) kojeg se koristi za ubacivanje gena u živčane stanice.

Međutim ovakav pristup nije bez opasnosti, jer imunološki sustav bolesnika može reagirati na unošenje virusa, te virus potpuno eliminirati, ponekad uz potencijalno smrtonosnu imunološku reakciju. Također postoji bojazan, za sada nepotvrđena, da bi virusni genom uklapanjem u genom stanice domaćina mogao poremetiti regulaciju njenog rasta i množenja, te dovesti do maligne promjene.

Uspješno gensko liječenje nesmije biti toksično, mora biti specifično za pojedine stanice sa značajnim genskim izražajem i bez imunološkog odgovora. Još uvijek postoje problemi u konstrukciji vektora bilo viralnog ili neviralnog koji bi pomogao u ispravljanju genskih pogrešaka, ali brojna istraživanja  usmjerena su na koncept liječenja funkcionalnim genom kod malignih, poligenskih i monogenskih  bolesti  kao što je Duchennova mišićna distrofija.  

Što možemo dobiti genskom terapijom, a što izgubiti? 

Život je rizik, a genetika će pomoći da se omogući kontrola rizika. Liječnik-genetičar mora imati znanje "up to date" da bi mogao procijeniti psihološki i socijalni rizik vezan za genetičku informaciju. Nada je svih istraživača da će nove tehnike učiniti mogućim testiranje svih gena za svaku osobu. Značenje pojma "bolest" izmijenit će se, a predispozicijsko stanje bit će indikacija za genetičku terapiju.