Après avoir réalisé les cartes du génome grâce à Généthon, l'AFM décide de relever un nouveau challenge : utiliser les gènes pour guérir. L'association s'est engagée dans cette voie dès 1989 en finançant les premiers travaux de thérapie génique. Dix ans plus tard, en 1998, elle lance la '' Grande Tentative '', un programme scientifique ambitieux de cinq ans visant à démontrer la faisabilité des génothérapies (combinaison des voies thérapeutiques issues de la connaissance des gènes : thérapie génique, thérapie cellulaire, cellules souches...). De 1998 à 2002, l'AFM a investi près de 132 millions d'euros dans la Grande Tentative.

Dans ce cadre, Généthon réoriente ses activités en s'engageant dans la mise au point des techniques de thérapie génique. Le constat est simple : il manque des outils adaptés pour mettre en oeuvre ces stratégies thérapeutiques issues de la connaissance des gènes, qui s'appliquent en théorie à beaucoup de champs de la pratique médicale : maladies génétiques, mais aussi cancers, maladies cardiovasculaires, maladies neuro-dégénératives, maladies auto-immunes, maladies infectieuses, voire traumatologie.
Pour cette raison, Généthon développe une stratégie originale consistant à marier recherche fondamentale et développement préindustriel, avec la conception, le développement et la production de vecteurs capables de transporter le gène-médicament au coeur des cellules. C'est la naissance du projet Généthon III. Généthon IV est le 1er laboratoire en France autorisé à produire des vecteurs AAV cliniques. Et Généthon V devient une entreprise de biothérapies pour les maladies génétiques rares.

La Grande Tentative a permis de développer les outils, les réseaux, les structures pour la mise au point des génothérapies. Un pari gagné puisque les premières réussites des génothérapies ont montré la justesse des choix opérés. Pour aller encore plus loin vers la guérison, l'AFM lance un nouveau défi en 2002, pour une durée de cinq ans, la ''Nouvelle Frontière'' : multiplier les essais thérapeutiques sur l'homme.

A l'heure où les thérapies innovantes font leurs premières preuves chez l'homme, l'AFM doit relever un nouveau défi : celui de l'efficacité. Efficacité dans le choix des programmes financés, efficacité dans le résultat thérapeutique pour les malades des essais soutenus. Pour atteindre cet objectif, elle a, en 2007, accru considérablement son rôle moteur dans l'initiation et l'accompagnement de projets d'essais cliniques, tout en assurant l'équilibre avec une recherche fondamentale, nécessaire à la compréhension des mécanismes liés aux maladies neuromusculaires et au développement de pistes thérapeutiques. Et cela, dans un contexte de collaborations internationales indispensables dans le domaine des maladies rares.