Đề tài Liệu pháp gen

PHẦN MỞ ĐẦU DUNG
1/ Đặt vấn đề : 
Trong những năm gần đây, Cơng nghệ sinh học phát triển mạnh mẽ với nhiều thành tựu rực rỡ, xứng đáng với thế kỷ mới- Thế kỷ của Sinh học. Nhiều cơng nghệ mới ra đời như Cơng nghệ tế bào, Cơng nghệ protein- enzym, Cơng nghệ vi sinh, Genomics, Proteomics, Cơng nghệ di truyền…. Nhiều kỹ thuật, cơng nghệ đã và đang được áp dụng rộng rãi vào các lĩnh vực đời sống khác nhau của con người. Cơng nghệ gen, cơng nghệ di truyền (Genetic technology) liên quan đến các kỹ thuật hiện đại nhất, cao cấp nhất, ngày càng cĩ nhiều ứng dụng trong y học và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Ứng dụng của cơng nghệ gen trong chữa bệnh bằng gen là hướng mới của sinh- y học hiện đại.
Những thành tựu của Aber, Nathan và Smith về enzym thủy phân hạn chế axit nucleic (restrictase), người ta cĩ thể dùng nĩ cắt gen và gài gen mới vào để tạo ra giống mới cĩ năng suất cao- và cũng từ đĩ người ta luơn luơn nghĩ tới liệu cĩ thể sửa chữa gen, thay thế gen bệnh bằng gen lành và tạo ra một ngành phẫu thuật phân tử- trong điều trị của y học.
Đề tài “Liệu pháp gen” giúp cho người viết hiểu thêm về phương pháp chữa bệnh ở người bằng cách đưa các gen cần thiết vào cơ thể.
2/ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu :
Đối tượng nghiên cứu: con người, động vật và một số loại virus.
Phạm vi nghiên cứu: chỉ đề cập đến các gen cĩ chức năng sử dụng vào điều trị bệnh cho con người.
3/ Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu đề tài là phương pháp tổng hợp các tài liệu được lấy từ các nguồn thông tin như thư viện, báo đài, internet. Dựa vào sự phân tích, tổng hợp, so sánh, đối chiếu các tài liệu để thực hiện đề tài.
Mặc dù đề tài được chuẩn bị khá công phu, nhưng chắc chắn vẫn còn sơ suất, rất mong được sự góp ý của quí thầy hướng dẫn và các bạn đồng nghiệp. Tác giả chân thành biết ơn. 
4/ Cấu trúc tiểu luận:	
PHẦN MỞ ĐẦU.
PHẦN NỘI DUNG
I. Khái niệm về liệu pháp gen.
	II. Các lĩnh vực ứng dụng và một số chiến lược của liệu pháp gen.
III. Các nguyên lý của liệu pháp gen.
	IV. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen.
V. Các ứng dụng của liệu pháp gen.
VI. Vấn đề an tồn và triển vọng của liệu pháp gen.
PHẦN KẾT LUẬN.
MỤC LỤC
 Trang
I. KHÁI NIỆM VỀ LIỆU PHÁP GEN ................................................................... 3
1. Khái niệm về liệu pháp gen......................................................................... ...3
2. Nguyên tắc cơ bản để điều trị bằng liệu pháp gen...........................................3
II. CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG VÀ MỘT SỐ CHIẾN LƯỢC CỦA LIỆU PHÁP GEN................................................................................................................3
1. Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của liệu pháp gen. .........................................3
2.Một số chiến lược của liệu pháp gen.................................................................4 
III. CÁC NGUYÊN LÝ CỦA LIỆU PHÁP GEN.....................................................4
1. Gen liệu pháp và tách dịng gen liệu pháp........................................................4
2. Các loại vector thường sử dụng trong liệu pháp gen........................................4
IV. CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA LIỆU PHÁP GEN........................................6
V. CÁC ỨNG DỤNG CỦA LIỆU PHÁP GEN........................................................7
1. Liệu pháp gen chữa bệnh rối loạn chức năng gen...........................................8
2. Liệu pháp gen chữa bệnh ung thư…………………………………………….8
3. Liệu pháp gen chữa bệnh do sự thay đổi chức năng protein………………...10
4. Liệu pháp gen chữa bệnh rối loạn chuyển hĩa ion Chlo…………………….11
5.Liệu pháp gen chữa bệnh HIV/AIDS………………………………………...11
6.Liệu pháp gen chữa các bệnh khác…………………………………………..13
VI.VẤN ĐỀ AN TỒN VÀ TRIỂN VỌNG CỦA LIỆU PHÁP GEN…………...14
1. Vấn đề về an tồn của liệu pháp gen………………………………………..14
2. Triển vọng của liệu pháp gen ở Việt Nam…………………………………..14
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………… 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………...16
PHẦN NỘI DUNG
I. KHÁI NIỆM VỀ LIỆU PHÁP GEN
1. Khái niệm về liệu pháp gen.
Liệu pháp gen (Gene therapy – GT) là phương pháp chữa bệnh bằng cách đưa các gen cần thiết (gen liệu pháp) nhằm mục đích chữa bệnh cho con người.
- Gen liệu pháp (Therapeutic gene) là các gen cĩ chức năng sử dụng vào điều trị bệnh cho con người. Mỗi một loại gen liệu pháp cĩ đặc điểm và chức năng riêng. Gen liệu pháp cĩ thể là:
 + Các gen lành đưa vào tế bào sống để thay thế các gen hỏng tương ứng, từ đĩ khơi phục lại chức năng của gen.
 + Các gen mã hĩa cho một prơtêin đặc hiệu. Khi đưa các gen mã hĩa đĩ vào cơ thể sống sẽ tạo ra prơtêin đặc hiệu để ức chế, kìm hãm gen khác gây bệnh, hoặc kìm hãm sự tăng sinh quá nhanh của tế bào, hoặc cũng cĩ thể gây chết tế bào gây bệnh.
 + Gen ức chế các gen gây bệnh, gen kìm hãm, hoặc gen phục hồi.
 + Các đoạn oligonucleotit cĩ tác dụng kìm hãm sự hoạt động của các gen bị đột biến trong tế bào.
- Liệu pháp gen cĩ hai nhĩm phương pháp cơ bản, đĩ là: liệu pháp gen soma và liệu pháp gen tế bào mầm.
 + Liệu pháp gen soma (somatic gene therapy) là phương pháp điều trị thay thế hay sửa chữa gen hỏng, gen bệnh của các tế bào soma trong cơ thể người, giúp cho con người sống bình thường. Ví dụ, liệu pháp gen soma đã chữa trị, hoặc hạn chế các bệnh như thiếu hụt miễn dịch, ung thư, thiếu máu, u xương…. Các tế bào dùng để chữa trị bằng liệu pháp soma cĩ thể là tế bào lympho, tế bào gan và đặc biệt là dùng tế bào gốc (stem cells).
 + Liệu pháp gen tế bào mầm (germline gene theraphy) là phương pháp điều trị, sửa chữa, thay thế gen hỏng cho các giao tử (tinh trùng, hoặc trứng) nhằm tạo ra thế hệ sau bình thường.
2. Nguyên tắc cơ bản để điều trị bằng liệu pháp gen.
Theo tổ chức Y tế thế giới và qui định của nhiều Quốc gia thì điều trị bằng liệu pháp gen cần tuân thủ một số nguyên tắc theo:
- Theo dõi và hiểu biết cặn kẽ quá trình phát sinh bệnh, cơ chế phát sinh bệnh, đặc tính di truyền của bệnh.
- Nắm vững cấu trúc và chức năng của gen gây bệnh, gen hỏng, gen đột biến… đồng thời nắm vững cấu trúc, chức năng của gen liệu pháp dùng để thay thế.
- Dự đốn hiệu quả của liệu pháp. Nếu hiệu quả cao mới được áp dụng.
- Cần thử nghiệm nhiều lần đối với động vật trước khi thử nghiệm cho người. Chỉ áp dụng đối với con người khi đã thử nghiệm nhiền lần cĩ hiệu quả cao đối với động vật thí nghiệm.
II. CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG VÀ MỘT SỐ CHIẾN LƯỢC CỦA LIỆU PHÁP GEN.
1. Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của liệu pháp gen.
- Liệu pháp gen trong điều trị rối loạn các bệnh chuyển hĩa do di truyền gồm các liệu pháp chữa và điều trị các bệnh rối loạn chuyển hĩa do đơn gen và đa gen qui định.
 + Điều trị rối loạn chuyển hĩa do đơn gen:
Một số bệnh do đơn gen bị sai hỏng, mất cấu trúc và chức năng bình thường đã gây ra bệnh tật. Sự thay thế, sửa chữa các gen hỏng này giúp cho cơ thể trở lại bình thường, đồng thời ổn định cho thế hệ sau. Các bệnh điển hình do đơn gen qui định là: thiếu máu hồng cầu hình liềm, bệnh máu khĩ đơng, bệnh xơ nang và viêm phổi cấp, bệnh parkinson, bệnh rối loạn cholesterol.
 + Điều trị rối loạn chuyển hố do đa gen:
Một số bệnh do nhiều gen sai hỏng gây nên. Dùng biện pháp thay thế, sửa chữa các gen để điều trị, tùy theo mức độ hư hỏng mà dùng các gen liệu pháp để chữa bệnh. Các bệnh điển hình do đa gen qui định là: bệnh tim bẩm sinh, bệnh ung thư, bệnh tiểu đường, bệnh tâm thần phân liệt…
- Liệu pháp gen chữa các bệnh do nhiễm trùng: Các loại virus, vi khuẩn đã gây hành loạt bệnh cho con người như ung thư, lao, HIV…. Liệu pháp gen là một trong những phương pháp chữa bệnh cho hiệu quả cao. Việc thay thế bằng gen liệu pháp, kìm hãm hoặc phục hồi các gen hư hỏng đã giúp cho cơ chế chống lại các bệnh nhiễm trùng như chống lao, chống viêm gan siêu vi B, ung thư do virus….
2.Một số chiến lược của liệu pháp gen.
Những chiến lược của liệu pháp gen thường được áp dụng là: thay thế gen, tăng cường hiệu quả hoạt động của gen, tiêu diệt các tế bào đích bằng gen liệu pháp, ức chế biểu hiện của các gen hỏng ở tế bào đích….
III. CÁC NGUYÊN LÝ CỦA LIỆU PHÁP GEN.
Mục đích của liệu pháp gen là đưa gen liệu pháp (gen lành) vào tế bào người để gắn vào vị trí cần thiết trong hệ genom của người làm cho tế bào hoạt động bình thường. Do vậy cần phải thực hiện các liệu pháp gen gồm các bước như: tách dịng gen liệu pháp, chọn vector vận chuyển phù hợp, tạo vector gắn gen liệu pháp tái tổ hợp và cuối cùng là đưa vector mang gen liệu pháp vào tế bào chủ, hoặc cơ thể chủ rồi theo dõi biểu hiện của gen liệu pháp.
1. Gen liệu pháp và tách dịng gen liệu pháp.
Gen liệu pháp là các gen (hoặc đoạn ADN, đoạnARN) cần thiết để thay thế gen hỏng, kìm hãm hoạt động của gen hỏng, hoặc bổ trợ hoạt động của gen mất làm giảm chức năng trong tế bào chủ, nhằm khơi phục hoạt động bình thường của tế bào và cơ thể.
Việc tách dịng gen liệu pháp được thực hiện như phương pháp tách dịng gen thơng thường đã được đề cập ở chương trước, các gen liệu pháp sau khi tách dịng cần bảo đảm đưa được vào vị trí đích và vẫn giữ được chức năng nguyên vẹn. Gen liệu pháp cĩ thể được tách ra từ nhiều nguồn tế bào khác nhau ở các sinh vật khác nhau, cĩ thể là do gen ở trạng thái AND kép, hoặc cĩ thể từ mARN rồi cho phiên mã ngược để tạo cADN.
2. Các loại vector thường sử dụng trong liệu pháp gen.
Vector chuyển các gen liệu pháp trong liệu pháp gen được gọi là vector liệu pháp. Vector liệu pháp cĩ chức năng chuyển gen và phải cĩ những đặc trưng cần thiết như:
- Phải đảm bảo đưa các gen liệu pháp vào tế bào, hoặc cơ thể chủ thuận tiện, dễ dàng, khơng gây những tác động phụ bất lợi cho tế bào, cơ thể chủ.
- Phải cĩ khả năng mang gen liệu pháp càng lớn càng tốt.
- Phải cĩ tính linh hoạt với các tế bào đích, mơ đích và cĩ khả năng sử dụng thuận tiện.
Hiện nay cĩ hai nhĩm vector liệu pháp chính, đĩ là:
 + Vector cĩ bản chất virus và vector retrovirus, vector edeno- associated virus (AAV) và vector herpes simplex virus (HSV).
* Vector adenovirus là virus cĩ phần vỏ prơtêin là khối đa diện 20 mặt và cĩ phần lõi chứa AND mạch kép. Phân tử AND mạch kép dài 36kb gồm 50 gen, trong đĩ cĩ 4 vùng gen quan trọng ký hiệu là E1, E2, E3, E4. Để thiết kế vector adenovirus phải cắt bỏ gen E1 rồi thay thế bằng phức hợp promotor- gen liệu pháp và gây bất hoạt, hoặc cắt bỏ gen E3. Vector adenovirus tái tổ hợp sau khi xâm nhiễm vào tế bào đích, nĩ sẽ chuyển gen liệu pháp cho tế bào đích và loại bỏ gen sai hỏng của tế bào mang gen hỏng.
* Vector retrovirus là virus cĩ phần lõi mang phân tử ARN. Vector retrovirus vỏ prơtêin gồm 3 lớp chứa phần lõi ARN và các loại enzym trong đĩ cĩ enzym phiên mã ngược (Reverse transcriptase). Hệ gen của vector retrovirus là ARN sợi đơn nhưng luơn tồn tại 2 sợi cĩ cấu trúc, kích thước giống nhau, dài khoảng 7- 11kb. Hệ gen cĩ chứa các gen độc (nhĩm gen gây ung thư) và các gen cần thiết cho hoạt động sống của retrovirus. Muốn thiết kế vector retrovirus làm vector liệu pháp gen cần phải loại bỏ các gen độc, gắn thay thế bằng các gen liệu pháp. Các vector retrovirus thuờng được sử dụng trong liệu pháp gen là : Mo- Mu LV và lentivirus.
* Vector adeno- associated virus (AAV) :
AAV là loại vector cĩ kích thước nhỏ khơng gây bệnh cho người. AAV cĩ thể xâm nhiễm vào tế bào và gắn hệ gen của chúng vào AND của người ở vị trí đặc hiệu của NST số 19 tạo ra dạng tiền virus (provirus), tồn tại trong tế bào. Khi gặp điều kiện thuận lợi, AAV tách ra, tạo ra AAV mới. AAV cĩ chứa một phân tử AND sợi đơn cĩ kích thước khoảng 4,5- 4,7 kb. Hệ gen của AAV cĩ hai nhĩm gen chính là Rep và Cap, ngồi ra cịn cĩ một số gen khác điều khiển sự hoạt động sống của AAV.
Khi thiết kế các vector AAV phải loại bỏ gen Cap và gen Rep thay thế bằng gen liệu pháp kết hợp với promoter thích hợp. Vector AAV chỉ chuyển được các gen liệu pháp cĩ kích thước nhỏ. Đặc điểm quan trọng nhất của vector AAV là hiệu quả chuyển gen cao lại khơng gây bệnh cho người. AAV sử dụng để điều trị ung thư, bệnh xơ nang, bệnh nghẽn mạch vành tim và một số bệnh khác.
* Vector herpes simplex virus (HSV):
HSV là nhĩm virus lớn, hệ gen là ADN mạch kép, gây bệnh cho người và động vật. HSV cĩ vỏ là khối đa diện 20 mặt, cĩ phân tử AND mạch kép, kích thước khoảng 152,3 kb. HSV đa dạng cĩ nhiều type khác nhau, trong đĩ điển hình là HSV1 dùng cho liệu pháp gen. Khi thiết kế vector HSV cần tổ hợp HSV1 với Amplicon plasmid, từ đĩ tạo ra vector HSV cĩ thể mang gen liệu pháp.
 + Vector khơng cĩ bản chất virus (Nonviral vector):
Ngồi vector cĩ bản chất virus, người ta cịn sử dụng các vector khơng cĩ bản chất virus nhưng cĩ thể cài, gắn và vận chuyển các gen liệu pháp để điều trị và chữa bệnh như các vector liposom, AND trần, oligonucleotit.
*Liposom:
Liposom cĩ thể dùng để làm vector chuyển gen liệu pháp điều trị các bệnh xơ nang, u thận… cho hiệu quả cao. Để thiết kế vector liposom, người ta tạo phức hợp liposom AND. Phân tử AND cĩ điện tích âm cĩ thể kết hợp với liposom tạo ra phức hợp ổn định liposom AND, dùng làm vector liệu pháp gen. Ở trạng thái vector, phân tử AND nằm giữa hai lớp màng kép của các phân tử lipit. Khi vector liposom tiếp xúc với tế bào đích và chui qua màng tế bào, thì lớp các phân tử lipit bị phân huỷ. Do vậy gen liệu pháp cĩ thể được đưa vào tế bào đích.
* Vector AND trần (Naked DNA vector):
Người ta cĩ thể dùng AND trần làm vector liệu pháp gen. Vector AND trần được thiết kế ở dạng vịng mang gen liệu pháp. Vector AND trần cho phép mang các gen liệu pháp cĩ kích thước khơng hạn chế, dễ dàng chuyển vào tế bào. Các vector AND trần thuận lợi khi đưa gen liệu pháp vào các tế bào đích như tế bào ung thư, khối u… bằng vi tiêm. Tuy nhiên, khả năng biểu hiện của gen liệu pháp cịn khĩ khăn, nên việc sử dụng vector AND trần để điều trị bệnh cịn hạn chế.
* Vector oligonucleotit:
Oligonucleotit là các đoạn AND mạch đơn ngắn, hoặc đoạn cADN được tổng hợp trên cơ sở mạch khuơn của gen bệnh. Các đoạn oligonucleotit dùng làm vector cĩ kích thước khoảng 20- 40 nucleotit cĩ thể tạo ra các xoắn ba (triple helix) nhằm hạn chế quá trình phiên mã, dịch mã của các gen tổng hợp protein bệnh lý. Bên cạnh đĩ, cịn một số loại vector liệu pháp gen khác như ribozym, vector phối tử- AND (Ligand- AND vector)….
IV. CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA LIỆU PHÁP GEN.
Khi tạo ra các vector liệu pháp gen, cần phải cĩ kỹ thuật chuyển các gen liệu pháp vào tế bào, hoặc cơ thể người. Mục đích cuối cùng là các gen liệu pháp trong cơ thể người phải được phiên mã tạo ra các protein liệu pháp cĩ tác dụng chữa bệnh. Các vector liệu pháp được sử dụng khác nhau, thích hợp cho từng loại tế bào đích, nhằm tạo ra các protein liệu pháp nội bào, hoặc ngoại bào (Hình dưới).
Sơ đồ mục đích của liệu pháp gen
(Nguồn: Khuất Hữu Thanh, 2005)
- Các kỹ thuật chuyển gen liệu pháp vào cơ thể sống cĩ thể là các kỹ thuật khác nhau tương tự như phương pháp chuyển gen ở động vật. Hình thức chuyển gen cĩ thể được thao tác ở ngồi cơ thể sống ( exvivo), hoặc trực tiếp ở trong cơ thể sống (invivo).
 + Hình thức chuyển gen ngồi cơ thể sống (exvivo) là cách lấy tế bào bị bệnh cĩ gen hỏng ra ngồi cơ thể, thực hiện liệu pháp chuyển gen vào tế bào để thay thế các gen lành vào chỗ các gen hỏng để tạo tế bào lành, nhân nuơi tế bào lành lên thành số lượng lớn rồi lại đưa vào cơ thể người bệnh.
 + Hình thức thứ hai là chuyển gen trực tiếp vào cơ thể sống (invivo) khơng cần lấy tế bào bệnh ra khỏi cơ thể. Việc chuyển trực tiếp vào cơ thể sống (invivo) khơng cần lấy tế bào bệnh ra khỏi cơ thể. Việc chuyển trực tiếp vào tế bào gồm các bước sau:
 * Lựa chọn vector liệu pháp thích hợp, tuỳ thuộc vào loại bệnh, loại tế bào đích.
 * Tách và tạo vector tái tổ hợp mang gen liệu pháp.
 * Đưa vector tái tổ hợp mang gen liệu pháp bằng các kỹ tuật chuyển gen, ví dụ vi tiêm, súng bắn gen…
 * Kiểm tra biểu hiện của gen liệp pháp, trạng thái sức khỏe của người bệnh.
Về kỹ thuật chuyển gen liệu pháp để điều trị bệnh, cĩ thể dùng các kỹ thuật chính sau:
 + Kỹ thuật vi tiêm (Microinjection) :
Kỹ thuật vi tiêm trong liệu pháp gen soma để đưa vector liệu pháp vào các khối ung thư. Gen liệu pháp cĩ thể là các gen tổng hợp các chất ức chế sự phát triển khối u. Cĩ thể dùng cả hai hình thức chuyển gen trực tiếp khơng cần lấy khối u ra ngồi cơ thể, hoặc chuyển gen liệu pháp vào tế bào khối u đã được lấy ra khỏi cơ thể.
 + Kỹ thuật xung điện (electroporection) :
Kỹ thuật xung điện thường dùng trong liệu pháp gen khi đưa gen liệu pháp vào tế bào nằm ngồi cơ thể sống (exvivo). Nhờ kỹ thuật xung điện cĩ thể thay thế gen hỏng bằng gen lành, sau đĩ nhân nuơi tế bào lành để tạo số luợng lớn, rồi chuyển vào cơ thể người bệnh.
 + Kỹ thuật dùng súng bắn gen (gene gun):
Kỹ thuật bắn gen nhờ súng bắn gen để chuyển gen liệu pháp vàp tế bào đích thường đạt kết quả cao. Thực hiện kỹ thuật bắn gen cần phải cĩ thiết bị bắn gen, các vi đạn cĩ bọc gen liệu pháp để đưa gen liệu pháp vào tế bào đích. Gen liệu pháp dùng trong kỹ thuật này là AND trần, hoặc phức hợp AND- liposom và được thực hiện theo hình thức ngồi cơ thể sống(exvivo).
 + Kỹ thuật liposom (liposom technique):
Liposom mang gen liệu pháp cĩ khả năng chui qua màng tế bào để đưa các gen liệu pháp vào bên trong tế bào. Thực hiện kỹ thuật liposom cần chú ý chọn tế bào đích thích hợp để nâng cao hiệu quả của liệu pháp gen. Ngồi ra cịn cĩ một số kỹ thuật khác để chuyển gen liệu pháp như hỹ thuật viên gen, kỹ thuật canxi phosphat….
V. CÁC ỨNG DỤNG CỦA LIỆU PHÁP GEN.
Liệu pháp gen đã được ứng dụng để điều trị một số bệnh di truyền như; rối loạn chức năng gen, ung thư, bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm, bệnh xơ nang, HIV/AIDS, bệnh máu khĩ đơng….
1. Liệu pháp gen chữa bệnh rối loạn chức năng gen:
Một số bệnh do rối loạn chức năng của gen gây nên hiện tượng suy giảm khả năng miễn dịch tổ hợp trầm trọng, từ đĩ dễ mắc các bệnh truyền nhiễm, giảm sút sức khỏe.
Tùy theo mức độ sai hỏng của gen (defetive gene) dẫn đến rối loạn chức năng của tế bào lympho T, B, từ đĩ gây nên sự suy giảm, thiếu hụt miễn dịch ở cơ thể người. Sự suy giảm miễn dịch tổ hợp trầm trọng ở người chia làm hai nhĩm bệnh: Bệnh do sai hỏng gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X và bệnh sai hỏng gen nằm trên nhiễm sắc thể thường.
- Bệnh suy giảm miễn dịch tổ hợp trầm trọng do gen liên kết với nhiễm sắc thể giới tính X (severe combined immuno deficiency X: X-SCID):
Bệnh X-SCID do sai hỏng gen c (commongamma) nằm trên vai dài của nhiễm sắc thể X dẫn đến làm mất, hoặc gây rối loạn chức năng của các tế bào cĩ thẩm quyền miễn dịch lympho T và B, gây nên sự suy giảm miễn dịch tổ hợp trầm trọng . Liệu pháp gen chữa bệnh này là phải thay thế gen c trên nhiễm sắc thể giới tính đã bị sai hỏng bằng gen c bình thường. Bệnh thường biểu hiện là viêm phổi nặng, kèm theo nhiều chứng bệnh nhiễm khuẩn khác dễ dẫn đến tử vong.
Liệu pháp gen chữa bệnh X- SCID là lấy tế bào tủy xương người bệnh, tiến hành xạ trị, sau đĩ chọn lọc các tế bào khỏe đã được chuyển gen c bình thường bằng cách sử dụng vector retrovirus, rồi đưa trở lại vào cơ thể người bệnh. Kết quả đã khơi phục được các tế bào T và B.
- Bệnh suy giảm miễn dịch tổ hợp trầm trọng do sự sai lệch của các gen ADA, PNP, CD nằm trên NST thường gây biến đổi cấu trúc của các enzym, protein tương ứng dẫn đến bệnh suy giảm miễn dịch ở mức độ khác nhau:
Gen ADA ( Adenosine Diaminase) mã hĩa cho enzym adenosine diaminase liên quan đến sự chuyển hĩa purin. Người cĩ gen ADA sai hỏng bị rối loạn chức năng của các tế bào lympho T và B, từ đĩ dẫn đến gây suy giảm miễn dịch trầm trọng. Liệu pháp gen là thay thế genADA đã bị hỏng bằng gen bình thường. Sử dụng retrovirus để chuyển gen ADA “lành” vào tế bào lympho T cho kết quả cao. Bước tiếp theo là đưa tế bào lympho T mang gen bình thường vào cơ thể nên đã điều trị được bệnh suy giảm miễn dịch tổ hợp trầm trọng (ADA- SCID).
Để điều trị bệnh ADA- SCID ở người cịn cĩ thể dùng các liệu pháp gen khác như sử dụng polyethyleneglycol (PEG- ADA), hoặc liệu pháp tế bào gốc cũng đưa đến kết quả tốt.
2. Liệu pháp gen chữa bệnh ung thư.
Cĩ nhiều loại ung thư ở người. Thơng thường gặp các loại ung thư như: Ung thư dạ dày, ung thư vú, ung thư gan, ung thư phổi, ung thư phổi, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư ruột và ung thư buồng trứng. Để điều trị ung thư, người ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau như xạ trị, dùng hố chất, giải phẫu kèm xạ trị, hoặc kết hợp hĩa chất và liệu pháp gen.
- Sử dụng liệu pháp gen điều trị ung thư chiếm tỉ lệ cao, tới gần 70%. Trong điều trị ung thư bằng liệu pháp gen, người ta sử dụng các loại vector liệu pháp như: vector virus, vector adenovirus, vector AND trần nhưng lại được thiết kế dạng plasmid. Trong các vector sử dụng trong liệu pháp gen chữa ung thư thì vector retrovirus được sử dụng sớm nhất và cĩ tỉ lệ cao, tới hơn 60% (năm 2003),tiếp theo là vectoradenovirus và các vector khác.
- Liệu pháp gen điều trị ung thư thường theo xu hướng tác động trực tiếp vào khối u theo các phương thức khác nhau như:
 + Ức chế sự phát triển khối u, thực hiện các liệu pháp exvivo, hoặc invivo với các vector mang các gen liệu pháp nhằm kìm hãm phát triển khối u như các gen p53, gen pRb….
 + Sử dụng các gen liệu pháp tăng cường, gây kích hoạt chết theo chương trình (apotosis), làm tế bào ung thư co lại, tách khỏi sự liên kết với tế bào xung quanh rồi tự chết.
 + Thay thế gen để phục hồi các protein, enzym sai hỏng, phục hồi khả năng kìm hãm hoạt động của các gen gây ung thư.
 + Sử dụng các gen tạo ra các sản phẩm cĩ khả năng tiêu diệt tế bào ung thư. Ví dụ như gen tự tử ced (suicide gene).
 + Sử dụng các hợp chất tự nhiên tác dụng trực tiếp vào tế bào ung thư, bao vây thành mạch ngăn chặn mối liên hệ về dinh dưỡng của tế bào ung thư. Do đĩ tế bào ung thư thiếu dinh dưỡng và bị chết dần.
Tùy theo từng loại bệnh ung thư, khi thực hiện điều trị bằng liệu pháp gen cần sử dụng các liệu pháp gen khác nhau. Thực nghiệm cho thấy hơn 50% các trường hợp ung thư ở người liên quan đến việc mất hoạt tính của gen p53. Gen p53 nằm trên vai ngắn của NST 17 ở người. Gen p53 mã hĩa cho một protein gọi là protein 53. Protein 53 cĩ chức năng kiểm sốt sự phân chia bất thường của tế bào. Khi tế bào phân chia nhanh, protein 53 ức chế sự sao chép gen, đồng thời kích hoạt sự chết theo chương trình (apoptosis). Nếu gen p53 bị đột biến dẫn đến tế bào tăng sinh vơ hạn, tạo nên các khối u. Một số nghiên cứu cho thấy, nếu chức năng gen p53 bị mất gây nên 70% ung thư trực tràng, hơn 50% ung thư phổi và khoảng 40% ung thư vú.
Nhiều gen khác khi bị biến đổi cũng gây nên ung thư. Ví dụ, gen Rb1 nằm trên nhiễm sắc thể số 13 ở người mã hĩa cho protein pRB làm nhiệm vụ phosphorin hĩa trong việc điều hịa sự phân chia tế bào ở pha S và pha G1. Khi bị đột biến, gen Rb1 mất chức năng nên gây ra ung thư retinoblastoma. Cĩ thể nĩi rằng, ung thư chủ yếu là do sự biến đổi của gen gây nên. Vì vậy điều trị ung thư trước hết cần phải sử dụng liệu pháp gen, đưa các gen liệu pháp thay thế các gen biến đổi gây nên ung thư như các gen p53, gen Rb, gen Ras... các gen lành vào cơ thể người bệnh.
3. Liệu pháp gen chữa bệnh do sự thay đổi chức năng protein.
Một số bệnh gây nên do đột biến gen làm thay đổi cấu trúc bậc một của protein dẫn đến thay đổi chức năng của protein. Một trong những bệnh đĩ là bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm SCA (Sickle Cell Anemia) do đột biến gen globin. Đột biến gen globin làm biến đổi hemoglobin bình thường (HbA) thành dạng hemoglobin S (HbS). Khi hồng cầu cĩ HbS thì bị biến dạng thành cấu trúc hình liềm. Khả năng trao đổi oxy trong tế bào và mơ giảm mạnh, gây bệnh lý đặc trưng cho bệnh thiếu máu.
- Cĩ ba xu hướng khác nhau trong liệu pháp gen để chữa bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm, đĩ là :
 + Sửa chữa sai lệch của bộ ba mã hĩa cho acit amin thứ 6 của gen s globin. Dùng vector retrovirus chuyển gen globin bình thường và cả gen globin vào tế bào tủy xương của người bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm.
 + Sửa chữa các sai lệch của bộ ba mã hĩa cho axit amin thứ 22 và axit amin thứ 87 trên gen globin để tạo các dạng HbF và HbA2 bình thường.
 + Thay thế cả gen s globin. Cắt bỏ gen bị hỏng (gen s globin), thay thế bằng gen bình thường cho các tế bào máu trong tủy xương. Xu hướng này thường dùng đối với trẻ sơ sinh bị thiếu máu hồng cầu hình liềm.
- Các vector liệu pháp dùng trong chữa bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm là vector lentivirus, vector retrovirus đã cải biến, vector AAV….
- Các bước điều trị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm gồm cĩ:
 + Tách tế bào tủy xương của người bệnh, chiếu xạ để chọn các tế bào khỏe mạnh. Chuyển gen globin bình thường nhờ retrovirus vào tế bào tủy xương. Nhân nuơi tế bào đã mang gen globin bình thường.
 + Xạ trị kết hợp với điều trị bằng hĩa chất cho người bệnh để loại bớt tế bào tủy xương bị đột biến mang gen s globin.
 + Chuyển các tế bào tủy xương mang gen globin bình thường đã đuợc nhân nuơi vào người bệnh.
 + Theo dõi, đánh giá lượng tế bào mang gen s globin đột biến cịn lại. Nếu tế bào mang gen s globin cịn nhiều thì phải tiến hành thêm một lần lặp lại.
4. Liệu pháp gen chữa bệnh rối loạn chuyển hĩa ion Chlo.
- Đột biến gen trên nhiễm sắc thể (autos