Liệu pháp biểu sinh (epigenetic therapy) là thuật ngữ dùng để chỉ phương pháp sử dụng các cơ chế di truyền biểu sinh nhằm thay đổi biểu hiện của các gen có chức năng quan trọng trong chu trình tế bào. Thời gian gần đây, các liệu pháp biểu sinh hứa hẹn khả năng đặc biệt có thể giúp khắc phục tình trạng kháng thuốc trong các phác đồ điều trị ung thư thường quy, cũng như hướng tới phát triển các liệu pháp trong y học chính xác và y học cá thể hóa.

Các cơ chế điều hòa thông qua quá trình methyl hóa DNA được xúc tác bởi các thành viên của họ enzyme DNMT như DNMT1, DNMT3A/B. Nghiên cứu cho thấy, các khối u có xu hướng suy giảm giá trị methyl  hóa  DNA  trung  bình  trên  toàn  bộ  hệ  gen,  tuy nhiên, ở các vùng điều hòa như promoter lại cho thấy sự tăng giá trị methyl hóa dẫn đến việc giảm biểu hiện của các gen ức chế khối u. Trên cơ sở đó, các tác nhân gây giảm methyl hóa DNA (hypomethylation agents)  như  decitabine  (DAC)  và azacitidine (5-AZA) ra đời với mục đích ức chế hoạt tính của DNMT. Các  tác  nhân  này  gắn  với  chuỗi DNA,  cản  trở  DNMT  gắn  nhóm methyl vào vị trí CpG, dẫn đến sự suy giảm methyl hóa.

Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng, quá trình thay đổi methyl hóa DNA diễn ra trong giai đoạn hình thành khối u có liên quan đến biểu hiện vượt mức của các “kháng nguyên ung thư/tinh hoàn”. Các gen này được biểu hiện một cách có chọn lọc trong tinh hoàn và hiếm khi biểu hiện trong các mô khác. Do đó, việc các gen này có biểu hiện vượt mức trong các khối u tạo ra những chỉ thị hứa hẹn trong các liệu pháp miễn dịch. Hơn nữa, việc tái biểu hiện của nhóm gen “Kháng nguyên ung thư/tinh hoàn” có thể được kích hoạt một cách chủ động bằng việc làm giảm methyl hóa DNA thông qua các chất ức chế DNMT.

Mặc dù các chất ức chế DMNT cho thấy nhiều hứa hẹn trong liệu pháp ung thư, nhưng các thực nghiệm lâm sàng chỉ ra rằng, chỉ 50% bệnh nhân có đáp ứng với chất ức chế DNMT và phần lớn bệnh nhân bị tái phát sau 2 năm. Điều này cho thấy sự cần thiết trong việc kết hợp liệu pháp di truyền biểu sinh với các liệu pháp ung thư khác. Bên cạnh đó, kết quả này cũng cho thấy tầm quan trọng của thời gian cũng như liều lượng của các thuốc ức chế DNMT trong phác đồ điều trị. Tuy vẫn còn đang trong giai đoạn thử nghiệm, các thuốc ức chế DNMT đã cho thấy nhiều tiềm năng đối với một số loại ung thư phức tạp có xu hướng kháng các liệu pháp hiện tại.

Hệ gen biểu sinh và các nghiên cứu liên quan đến hệ gen biểu sinh là một khái niệm cũng như một ngành nghiên cứu tương đối mới. Tuy nhiên, thực tế đã cho thấy nhiều tiềm năng mà lĩnh vực nghiên cứu này mang lại trong việc cung cấp một số kiến thức sinh học nền tảng,  cũng  như  các  ứng  dụng  thực  nghiệm  lâm  sàng trong tương lai.