Meskipun terapi gen didefinisikan sebagai pengobatan apa pun yang mengubah fungsi gen, terapi gen sering kali dianggap sebagai penyisipan gen normal ke dalam sel seseorang yang kekurangan gen normal tersebut karena adanya kelainan genetik spesifik. Teknik ini disebut sebagai terapi penyisipan gen atau terapi gen sisipan.
Dalam terapi penyisipan gen atau terapi gen sisipan, gen normal dapat diproduksi, menggunakan reaksi rantai polimerase (PCR), dari asam deoksiribonukleat (DNA) normal yang didonorkan oleh orang lain. Saat ini, terapi penyisipan gen kemungkinan besar efektif dalam pencegahan atau penyembuhan cacat gen tunggal, seperti fibrosis kistik. (Lihat juga Gen dan Kromosom.)
Transfer DNA normal ke dalam sel seseorang dapat dilakukan dengan beberapa metode.
Transfeksi virus
Salah satu metodenya adalah menggunakan virus karena virus tertentu memiliki kemampuan untuk menyisipkan materi genetiknya ke dalam DNA manusia. DNA normal disisipkan melalui reaksi kimia ke dalam virus, yang kemudian menginfeksi (mentransfeksi) sel orang tersebut, sehingga mentransmisikan DNA ke dalam inti sel-sel tersebut.
Salah satu kekhawatiran tentang penyisipan menggunakan virus adalah potensi reaksi terhadap virus, yang serupa dengan infeksi. Kekhawatiran lain adalah bahwa DNA baru yang normal dapat menjadi "hilang" atau dapat gagal dimasukkan ke dalam sel baru setelah beberapa periode waktu, yang menyebabkan munculnya kembali kelainan genetik. Selain itu, antibodi dapat berkembang melawan virus, menyebabkan reaksi yang serupa dengan penolakan transplantasi organ.
Liposom
Metode lain untuk menyisipkan gen adalah dengan menggunakan liposom, yaitu kantong mikroskopis yang memiliki lapisan lipid (lemak). Liposom dapat dikonfigurasi untuk mengandung DNA yang dapat diserap oleh sel manusia, sehingga menghantarkan DNA mereka ke inti sel. Terkadang metode ini tidak bekerja karena liposom tidak diserap ke dalam sel orang tersebut, gen baru tidak bekerja sebagaimana mestinya, atau gen baru pada akhirnya hilang.
Teknologi antisense
Metode terapi gen yang berbeda menggunakan teknologi antisense. Dalam teknologi antisense, gen normal tidak disisipkan. Sebaliknya gen abnormal akan dimatikan. Dengan menggunakan teknologi antisense, molekul RNA yang dimodifikasi dapat bergabung dengan bagian-bagian spesifik dari DNA, sehingga mencegah berfungsinya gen yang terpengaruh. Teknologi antisense saat ini digunakan untuk pengobatan atrofi muskular tulang belakang dan distrofi muskular Duchenne. Obat ini juga sedang diuji coba untuk terapi kanker dan beberapa kelainan neurologi, tetapi masih sangat eksperimental. Tampaknya memiliki potensi untuk lebih efektif dan lebih aman daripada terapi penyisipan gen.
Modifikasi kimia
Pendekatan lain terhadap terapi gen adalah meningkatkan atau menurunkan aktivitas gen tertentu dengan menggunakan bahan kimia untuk memodifikasi reaksi kimia dalam sel yang mengontrol ekspresi gen. Misalnya, memodifikasi reaksi kimia yang disebut metilasi dapat mengubah fungsi gen, menyebabkan gen meningkatkan atau menurunkan produksi protein tertentu atau menghasilkan berbagai jenis protein. Metode tersebut sedang dicoba secara eksperimental untuk mengobati kanker tertentu.
Terapi transplantasi
Terapi gen juga sedang diteliti secara eksperimental dalam bedah transplantasi. Dengan mengubah gen organ yang ditransplantasikan agar lebih kompatibel dengan gen penerima, maka penerima organ lebih kecil kemungkinannya untuk menolak organ yang ditransplantasikan. Dengan demikian, penerima mungkin tidak perlu diberi obat untuk menekan sistem imun, yang dapat memberikan efek samping serius. Meskipun demikian, sejauh ini, jenis pengobatan ini biasanya tidak berhasil.
CRISPR-CAS9
CRISPR-CAS9 adalah singkatan dari pengulangan palindromik pendek berjarak yang berkelompok secara teratur–CRISPR-protein asosiasi 9. CRISPR-CAS9 adalah alat penyuntingan gen yang membuat potongan presisi dalam untai DNA, dan kemudian proses perbaikan DNA normal mengambil alih untuk memasukkan gen yang baru disisipkan ke dalam DNA. Teknik ini masih dalam tahap eksperimental tetapi telah dilakukan pada beberapa embrio manusia dalam upaya memperbaiki cacat genetik.
