Le développement depuis une vingtaine d'années de la thérapie génique a entraîné la mise au point d'approches innovantes pour la thérapie des pathologies graves, notamment respiratoires. Les pathologies héréditaires monogéniques (mucoviscidose, déficit en α1-antitrypsine [AAT]) ont été les premières à bénéficier de ces nouvelles approches : depuis la découverte du gène cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), plus de 300 patients atteints de la mucoviscidose ont été inclus dans près d'une trentaine de protocoles. Cependant, les effets bénéfiques de ces essais se sont révélés et demeurent encore faibles, notamment à cause de difficultés technologiques récurrentes comme l'expression transitoire et la faible efficacité du transfert de gènes. Par ailleurs, la complexité physiopathologique et l'hétérogénéité de ces maladies soulèvent de nombreuses interrogations : quelles populations cellulaires doit-on cibler ? Combien de cellules déficientes doivent être corrigées pour atteindre les objectifs thérapeutiques ? Quelle voie d'administration sera la plus efficace pour atteindre les cellules anormales selon leur répartition tissulaire le long de l'arbre bronchique ? De nouvelles approches de thérapie cellulaire ont aussi été développées grâce à la découverte et à la maîtrise grandissante des cellules souches. Ainsi, des maladies auparavant non éligibles par la thérapie cellulaire et génique, telles que les pathologies inflammatoires chroniques (bronchopneumopathie chronique obstructive [BPCO], asthme, hypertension artérielle pulmonaire [HTAP]) et cancéreuses ont pu bénéficier de telles approches. Des essais cliniques sont actuellement en cours dans la BPCO et l'HTAP. De nombreux obstacles technologiques restent à franchir pour que les thérapies cellulaires et géniques viennent compléter en routine les stratégies médicamenteuses actuelles.