Obawa polega na tym, że manipulację genami można również zastosować w celu poprawy wyników sportowych; w tym sensie Światowa Agencja Antydopingowa (WADA) podjęła już kroki, włączając doping genetyczny na listę zabronionych metod i substancji.
Teoretycznie wszystkie poziomy białek obecnych w naszym ciele mogą być modulowane poprzez terapię genową.
Konferencja na temat dopingu genetycznego, która odbyła się w marcu 2002 r. przez WADA [Funt R, WADA 2002] oraz „Europejski Kongres Pracy w sprawie harmonizacji i przyszłego rozwoju polityki antydopingowej”, który odbył się w Arnhem w Holandii w tym samym dała naukowcom, lekarzom, lekarzom, rządom, organizacjom antydopingowym i przemysłowi farmaceutycznemu możliwość wymiany wszelkiego rodzaju informacji na temat wyników badań i metod wykrywania tej nowej techniki dopingowej.
Od 1 stycznia 2003 r. Międzynarodowy Komitet Olimpijski (MKOl) umieścił doping genetyczny na liście klas i metod zabronionych substancji [WADA, 2007]. Od 2004 roku WADA jest odpowiedzialna za publikowanie międzynarodowej listy dopingowej, która jest corocznie aktualizowana. Metoda dopingu genetycznego zawarta na tej liście jest zdefiniowana jako nieterapeutyczne wykorzystanie komórek, genów, elementów genetycznych lub modulacja ekspresji genów w celu poprawy wyników sportowych.
Ten artykuł ma na celu:
- wyjaśnienie, czy w sporcie rzeczywiście można wykorzystać rosnącą wiedzę wywodzącą się z terapii genowej, nowej i obiecującej gałęzi medycyny tradycyjnej;
- zidentyfikować możliwe sposoby wykorzystania terapii genowej w celu zwiększenia wydajności.
W tym „wieku genetyki i genomiki, możliwe będzie zidentyfikowanie genów determinujących predyspozycje genetyczne danej osoby do uprawiania określonego sportu [Rankinen T i in., 2004]. Badanie genów w młodym wieku może stanowić najlepszy sposób na rozwój wielkiego sportowca już od dziecka i stworzenie konkretnego indywidualnego programu treningowego. Badanie to, zastosowane u sportowców, może być również wykorzystane do identyfikacji konkretnych metod treningowych w celu zwiększenia predyspozycji genetycznych do tego typu treningu [Rankinen T i in., 2004].
Ale czy badanie genów zaowocuje lepszymi sportowcami?
Marion Jones i Tim Montgomery byli mistrzami prędkości na 100 m, a latem 2003 roku urodziły dziecko. Steffi Graf i Andre Agassi (obaj z mistrzostw świata w tenisie) również mają dzieci. Te dzieci najprawdopodobniej będą faworytami w porównaniu z innymi, ale istnieją również inne czynniki, takie jak środowiskowe i psychologiczne, które determinują lub nie możliwość, że staną się mistrzami.
Terapię genową można zdefiniować jako transfer materiału genowego do komórek ludzkich w celu leczenia lub zapobiegania chorobie lub dysfunkcji. Materiał ten jest reprezentowany przez DNA, RNA lub komórki zmienione genetycznie. Zasada terapii genowej opiera się na wprowadzeniu do komórki genu terapeutycznego w celu zrekompensowania brakującego genu lub zastąpienia genu nieprawidłowego. Ogólnie stosuje się DNA, które koduje białko terapeutyczne i jest aktywowane, gdy dotrze do jądra.
„Większość sportowców bierze narkotyki” [De Francesco L, 2004].
Ankieta przeprowadzona przez Centrum Badań nad Narkotykami wykazała, że mniej niż 1% populacji Holandii przynajmniej raz zażyło środki dopingujące, łącznie około 100 000 osób. 40% z tych osób używa dopingu od lat, a większość z nich wykonuje trening siłowy lub kulturystykę. Wydaje się, że stosowanie substancji dopingujących w elitarnym sporcie jest wyższe niż 1% wskazany dla populacji ogólnej, ale dokładna liczba nie jest znana.Odsetek elitarnych sportowców, u których wyniki kontroli antydopingowej są pozytywne, waha się od 1%. 2,0% w ostatnich latach [DoCoNed, 2002].
Definicja dopingu genetycznego WADA pozostawia miejsce na pytania
- Co dokładnie oznacza nieterapeutyczny?
- Czy do konkursów zostaną dopuszczeni pacjenci z dysfunkcjami mięśniowymi leczonymi terapią genową?
To samo dotyczy pacjentów z rakiem, którzy byli leczeni chemioterapią i którzy teraz otrzymują gen EPO kodujący erytropoetynę w celu przyspieszenia powrotu funkcji szpiku kostnego.
Obecne badania nad terapią genową są również prowadzone w celu przyspieszenia procesu gojenia się ran lub złagodzenia bólu mięśni po wysiłku; takie praktyki mogą nie być przez wszystkich uważane za „terapeutyczne”, a ich właściwości poprawiające wydajność mogą być kwestionowane.
Z klinicznego punktu widzenia właściwsze byłoby dokładniejsze doprecyzowanie definicji dopingu genetycznego, zwłaszcza w świetle niewłaściwego wykorzystania technologii transferu genów.
WADA (sekcja M3 Światowy Kodeks Antydopingowy (wersja z 1 stycznia 2007 r.) uzasadnił zakaz stosowania dopingu genetycznego następującymi punktami:
- dowody naukowe, udowodnione działanie farmakologiczne lub doświadczenie, że substancje lub metody ujęte w wykazie mają zdolność zwiększania wyników sportowych;
- użycie substancji lub metody powoduje rzeczywiste lub domniemane zagrożenie dla zdrowia sportowca.
- stosowanie dopingu narusza ducha sportu, który został opisany we wstępie do Kodeksu w odniesieniu do szeregu wartości, takich jak etyka, fair play, uczciwość, zdrowie, zabawa, szczęście i przestrzeganie zasad.
Istnieje wiele niepewności dotyczących długoterminowych skutków modyfikacji genów; wiele z tych efektów może również nigdy nie zostać odkrytych, ponieważ nie zostały one dokładnie zbadane (ze względu na problemy finansowe) lub dlatego, że trudno jest zdefiniować wiarygodne próbki do badania skutków ubocznych zupełnie nowych metod lub zastosowań.
W przeciwieństwie do terapii komórek somatycznych, zmiany linii zarodkowych są trwałe i są również przenoszone na potomstwo. W tym przypadku, poza możliwym zagrożeniem dla zdrowia sportowców, istnieją również zagrożenia dla osób trzecich, takich jak potomkowie, rodzice czy partnerzy.
W dziedzinie farmakogenetyki, której rozwój zależy od połączonych wysiłków nauki i przemysłu farmaceutycznego, głównym celem jest rozwój medycyny „skrojonej na miarę" dla każdego z nas. Jak wiadomo wiele leków ma zupełnie inną zależność kto je przyjmuje, wynika to z faktu, że ich rozwój ma charakter ogólny i nie uwzględnia indywidualnych cech genetycznych. Gdyby farmakogenetyka miała się rozprzestrzenić w świecie sportu, sama idea rywalizacji między pozornie równorzędnymi sportowcami, którzy przygotowują się w mniej lub bardziej porównywalny sposób, mogłaby stać się przestarzała.
Eksperymentalne dane kliniczne terapii genowej wykazały bardzo zachęcające wyniki u pacjentów z ciężkim złożonym niedoborem odporności [Hacein-Bey-Abina S i in., 2002] i hemofilią B [Kay MA, i in. 2000]. Co więcej, terapia angiogenna za pomocą wektorów wyrażających czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego w leczeniu choroby wieńcowej dała dobre wyniki w dusznicy bolesnej [Losordo DW i wsp., 2002].
Gdyby zastosować transfer genów kodujących tkankowe czynniki wzrostu [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], teoretycznie mogłoby skutkować leczeniem różnych uszkodzeń związanych z uprawianiem sportu, takich jak zerwanie więzadła lub naderwanie mięśnia. w lepszej regeneracji. Podejścia te są obecnie oceniane na modelach zwierzęcych, ale badania kliniczne na ludziach z pewnością również zostaną uruchomione w nadchodzących latach.
W 1964 r. narciarz z północnej Finlandii Eero Mäntyranta uczynił wysiłki swoich przeciwników bezużytecznymi, zdobywając dwa złote medale olimpijskie na igrzyskach w Innsbrucku w Austrii. Po kilku latach wykazano, że Mantyranta nosi rzadką mutację w genie receptora erytropoetyny, która naruszając prawidłową kontrolę sprzężenia zwrotnego na liczbę czerwonych krwinek, powoduje czerwienicę, aw konsekwencji wzrost o 25-50% zdolność transportu tlenu. Zwiększenie ilości tlenu w tkankach oznacza zwiększenie odporności na zmęczenie. Mäntyranta miała to, czego chce każdy sportowiec: EPO Sportowcy przyszłości mogą wprowadzić do organizmu gen, który naśladuje efekt mutacji genu, która naturalnie wystąpiła w Mäntyrancie i sprzyja występom.
Insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF-1) jest wytwarzany zarówno przez wątrobę, jak i mięśnie, a jego stężenie zależy od stężenia ludzkiego hormonu wzrostu (hGH).
Trening, sugeruje Sweeney, stymuluje komórki prekursorowe mięśni, zwane „satelitami”, aby były bardziej „podatne na IGF-I”.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Stosowanie tego leczenia u sportowców oznaczałoby wzmocnienie mięśni ramiennych tenisisty, łydki biegacza lub bicepsa boksera. Uważa się, że taka terapia jest stosunkowo bezpieczniejsza niż EPO, ponieważ efekt jest zlokalizowany tylko w mięśniu docelowym. Jest prawdopodobne, że to podejście zostanie również zastosowane do ludzi już w ciągu najbliższych kilku lat.
Izoforma insulinopodobnego czynnika wzrostu-1 (IGF-1), mechanicznego czynnika wzrostu (MGF), jest aktywowana przez bodźce mechaniczne, takie jak m.in. Ćwiczenia mięśniowe Białko to, oprócz stymulowania wzrostu mięśni, odgrywa ważną rolę w naprawie uszkodzonej tkanki mięśniowej (jak dzieje się to np. po intensywnym treningu lub zawodach).
MGF jest wytwarzany w tkance mięśniowej i nie krąży we krwi.
VEGF reprezentuje czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego i może być stosowany do ułatwiania wzrostu nowych naczyń krwionośnych.Terapia VEGF została opracowana w celu uzyskania pomostowania tętnic wieńcowych u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca lub w celu pomocy osobom starszym z chorobą tętnic obwodowych. ten kod VEGF może sprzyjać wzrostowi nowych naczyń krwionośnych, umożliwiając większe dostarczanie tlenu do tkanek.
Dotychczas przeprowadzono eksperymenty terapii genowej w przypadku chorób takich jak niedokrwienie serca [Barton-Davis ER i wsp., 1998; Losordo DW i wsp., 2002; Tio RA i wsp., 2005] czy niewydolność tętnic obwodowych [Baumgartner I. i in., 1998; Rajagopalan S i in., 2003].
Gdyby te zabiegi zastosować również u sportowców, efektem byłby wzrost zawartości tlenu i składników odżywczych w tkankach, ale przede wszystkim możliwość opóźnienia wyczerpania zarówno mięśnia sercowego, jak i szkieletowego.
Ponieważ VEGF jest już stosowany w wielu badaniach klinicznych, doping genetyczny byłby już możliwy.
Normalny zróżnicowanie masy mięśniowo-szkieletowej ma fundamentalne znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, funkcja ta jest możliwa dzięki działaniu miostatyny, białka odpowiedzialnego za wzrost i różnicowanie mięśni szkieletowych.
Działa jako negatywny regulator, hamując proliferację komórek satelitarnych we włóknach mięśniowych.
Eksperymentalnie stosuje się miostatynę in vivo hamować rozwój mięśni w różnych modelach ssaków.
Miostatyna działa zarówno w mechanizmie autokrynnym, jak i parakrynnym, zarówno na poziomie mięśniowo-szkieletowym, jak i sercowym. Jej fizjologiczna rola nie jest jeszcze w pełni poznana, chociaż stosowanie inhibitorów miostatyny, takich jak folistatyna, powoduje dramatyczny i rozległy wzrost masy mięśniowej [Lee SJ, McPherron AC, 2001].Inhibitory te mogą poprawić stan regeneracyjny u pacjentów cierpiących na poważne choroby, takie jak dystrofia mięśniowa Duchenne'a [Bogdanovich S i in., 2002)].
Miostatyna należy do nadrodziny TGF beta i została po raz pierwszy ujawniona przez grupę Se-Jin Lee [McPherron et al., 1997]. W 2005 roku Se-Jin Lee z Johns Hopkins University wskazał, że myszy pozbawione genu miostatyny (myszy knock out) rozwijają przerost mięśni.
Te supermy były zdolne do wchodzenia po schodach z ciężkimi ciężarami przyczepionymi do ich ogonów. W tym samym roku trzy inne grupy badawcze wykazały, że fenotyp bydła powszechnie nazywany „podwójnym mięśniem” był spowodowany mutacją w genie kodującym miostatynę [Grobet i wsp., 1997; Kambadur i wsp., 1997; McPherron i Lee, 1997].
Mutacja typu homozygotycznego mstn - / - została niedawno odkryta u niemieckiego dziecka, które rozwinęło niezwykłą masę mięśniową. Mutacja została określona jako efekt hamowania ekspresji miostatyny u ludzi. Dziecko dobrze rozwinęło mięśnie po urodzeniu, ale dorastając zwiększyło również rozwój masy mięśniowej i już w wieku 4 lat był w stanie podnosić ciężary 3 kg, jest synem byłego sportowca wyczynowego, a jego dziadkowie znani byli jako bardzo silni mężczyźni.
Analizy genetyczne matki i dziecka ujawniły mutację w genie miostatyny skutkującą brakiem produkcji białka [Shuelke M i wsp., 2004].
Zarówno w przypadku eksperymentów prowadzonych na myszach przez grupę Se-Jin Lee, jak i dziecka, mięsień urósł zarówno w przekroju poprzecznym (przerost) jak i w liczbie miofibryli (hiperplazja) [McPherron i in. ., 1997].
Ból jest nieprzyjemnym doznaniem czuciowym i emocjonalnym związanym z rzeczywistym lub potencjalnym uszkodzeniem tkanek i opisanym w kategoriach takiego uszkodzenia [iasp]. Ze względu na swoją nieprzyjemność, emocji bólu nie można zignorować i skłania ona próbującego jej podmiotu do unikania (szkodliwych) bodźców, które za nią odpowiadają, ten aspekt konfiguruje funkcję ochronną bólu.
W sporcie stosowanie silnych leków przeciwbólowych może prowadzić sportowców do trenowania i rywalizacji poza normalnym progiem bólu.
Może to spowodować znaczne zagrożenie dla zdrowia sportowca, ponieważ uraz może się znacznie pogorszyć, przechodząc w trwały uraz.Stosowanie tych leków może również doprowadzić sportowca do uzależnienia psychofizycznego od nich.
„Alternatywą dla legalnych środków przeciwbólowych mogłoby być stosowanie peptydów przeciwbólowych, takich jak endorfiny lub enkefaliny. Przedkliniczne badania na zwierzętach wykazały, że geny kodujące te peptydy mają wpływ na odczuwanie bólu zapalnego [Lin CR i wsp., 2002; Smith O. , 1999].
Jednak terapia genowa łagodząca ból jest wciąż daleka od zastosowania klinicznego.
, chemikalia, wirusy itp.) oraz zakodowany transgen.Dotychczasowe badania kliniczne były stosunkowo bezpieczne [Kimmelman J, 2005]. Leczono ponad 3000 pacjentów i tylko jeden z nich zmarł z powodu przewlekłej choroby wątroby i przedawkowania wektorów [Raper SE i wsp., 2003]. U trzech innych pacjentów leczonych z powodu zespołu niedoboru odporności rozwinęły się objawy podobne do białaczki [Hacein-Bey-Abina S i in., 2002] i jeden z nich zmarł. Od tego czasu inne grupy badawcze leczyły podobnych pacjentów z podobnymi wynikami terapeutycznymi, bez żadnych skutków ubocznych [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. W tym przypadku badania mają na celu leczenie pacjentów wektorami, których nigdy nie można wykorzystać do zwiększenia wydajności.
Ludzie, którzy próbują nienaturalnie zwiększyć poziom EPO, zwiększają również prawdopodobieństwo wystąpienia zawału serca lub ostrych epizodów mózgu. Wzrost liczby czerwonych krwinek determinuje również wzrost gęstości krwi, który może powodować zakrzepy krwi, dlatego nie jest błędem sądzić, że niepożądane reakcje obserwowane u pacjentów mogą wystąpić również u zdrowych sportowców [Lage JM i wsp., 2002].
Gdyby EPO wprowadzono genetycznie, poziom i czas trwania produkcji erytropoetyny byłyby mniej kontrolowane, tak że hematokryt wzrastałby prawie w nieskończoność do poziomów patologicznych.
Przypuszcza się, że leczenie IGF-1 może prowadzić do wzrostu guzów hormonozależnych.
Dlatego kluczowe znaczenie ma to, aby zastosowanie farmakogenetycznie wyselekcjonowanych wektorów miało dobrze znany i kontrolowany model ekspresji genów.
Dokładne metody wykrywania dopingu genetycznego nie zostały jeszcze ustalone, również dlatego, że DNA przenoszone za pomocą terapii genowej jest pochodzenia ludzkiego, a więc nie różni się od DNA sportowców, którzy go stosują.
Terapie mięśniowe są ograniczone do miejsca wstrzyknięcia lub do tkanki znajdującej się w bezpośrednim sąsiedztwie, dlatego większość technologii genowych w mięśniach nie będzie mogła być wykryta przez klasyczną antydopingową analizę próbek moczu lub krwi; konieczna byłaby biopsja mięśnia, ale jest zbyt inwazyjna, aby można ją było uznać za normalny środek kontroli antydopingowej.
Wiele form dopingu genetycznego nie wymaga bezpośredniego wprowadzania genów do pożądanego narządu; Na przykład gen EPO może być wstrzyknięty do dowolnej części ciała i lokalnie wytwarzać białko, które następnie dostanie się do krążenia.Szukanie miejsca wstrzyknięcia EPO byłoby jak szukanie igły w stogu siana.
Jednak w większości przypadków doping genetyczny spowoduje wprowadzenie genu będącego dokładną kopią genu endogennego i zdolnego do powstania białka całkowicie identycznego z endogennym w jego potranslacyjnych modyfikacjach.
Niedawna publikacja wskazuje, że możliwe jest wykrycie różnicy między wrodzonym białkiem a produktem terapii genowej w oparciu o inny wzór glikozylacji w różnych typach komórek, okaże się, czy tak jest w przypadku wszystkich rodzajów dopingu genetycznego [ Lasne F i in., 2004].
Władze publiczne i organizacje sportowe, w tym Międzynarodowy Komitet Olimpijski, potępiły doping już w latach 60. Ostatnie postępy w dziedzinie leków biologicznych będą miały ogromny wpływ na charakter leków przepisywanych pacjentom, a także zmienią wybór leków stosowanych do poprawić wyniki sportowe.
Terapia genowa jest dopuszczona wyłącznie do badań klinicznych produktów somatycznej terapii genowej u ludzi, całkowicie wykluczając możliwość rozważenia jakiegokolwiek rodzaju terapii genowej ludzkiej linii zarodkowej jako możliwej.
Zakaz stosowania dopingu genetycznego przez Światową Agencję Antydopingową (WADA) i międzynarodowe federacje sportowe stanowi mocną podstawę do jego eliminacji w sporcie, ale będzie również zależał od tego, jak różne przepisy będą odbierane przez sportowców.
Większość sportowców nie ma wystarczającej wiedzy, aby w pełni zrozumieć potencjalny negatywny wpływ dopingu genetycznego. Z tego powodu bardzo ważne będzie, aby oni i ich personel pomocniczy byli dobrze przeszkoleni, aby zapobiec jego stosowaniu.Sportowcy muszą również zdawać sobie sprawę z zagrożeń związanych ze stosowaniem dopingu genetycznego, gdy jest on stosowany w niekontrolowanych obiektach, jednak bez kompromisów nieskończony potencjał oferowany przez oficjalną terapię genową w leczeniu poważnych patologii.
Przemysł farmaceutyczny doskonale zdaje sobie sprawę z możliwości i zagrożeń wynikających ze stosowania dopingu genetycznego i chce współpracować w rozwoju badań nad wykrywaniem produktów genów obecnych w jego lekach. Powinna najlepiej podpisać kod, w którym zobowiązuje się nigdy nie produkować ani nie sprzedawać, z jakiegokolwiek powodu, produktów genetycznych do użytku nieterapeutycznego.
Przeprowadzono wywiady z ograniczoną liczbą osób z różnych dyscyplin nauki i sportu, w celu „wyobrażenia sobie pojęcia i możliwego wpływu na nie dopingu genetycznego. Wśród ankietowanych było trzech lekarzy sportowych, farmaceuta, czterech elitarni sportowcy i pięciu naukowców ze środowisk akademickich i przemysłu farmaceutycznego, oto pytania:
- Czy znasz pojęcie doping genetyczny?
- Jak myślisz, co oznacza ten termin?
- Czy wierzysz w poprawę wydajności dzięki zastosowaniu dopingu genetycznego?
- Jakie są Pana zdaniem zagrożenia dla zdrowia związane ze stosowaniem dopingu genetycznego?
- Czy doping genetyczny jest już stosowany, czy dopiero w przyszłości?
- Czy łatwo będzie wykryć doping genetyczny?
Z różnych odpowiedzi jasno wynika, że osoby spoza środowiska naukowego mają niewielką wiedzę na temat stosowania tej terapii; powszechnie obawia się, że terapia genowa może wpłynąć na potomstwo lub wywołać raka. Doping genetyczny będzie złożony, a środki zapobiegawcze trudne. z drugiej strony wszyscy upierają się, że doping genetyczny będzie stosowany przez sportowców, gdy tylko będzie dostępny i że stanie się to w ciągu najbliższych kilku lat.
Profesjonaliści otaczający elitarnych sportowców są bardzo zaniepokojeni możliwym stosowaniem dopingu genetycznego i zalecają edukację swoich sportowców i ich personelu medycznego wspierającego rozwój badań profilaktycznych pomiarów antydopingowych. genetycznego dopingu dla sportowców pojawi się w ciągu najbliższych kilku lat i jego wykrycie będzie dość trudne.
Świat sportu prędzej czy później zmierzy się ze zjawiskiem dopingu genetycznego; trudno jest oszacować dokładną liczbę lat, które będą musiały upłynąć, aby tak się stało, ale można przypuszczać, że nastąpi to niedługo, w najbliższych latach (Igrzyska Olimpijskie 2008 w Pekinie lub najpóźniej w kolejnych).
Od jazdy na rowerze po podnoszenie ciężarów, pływanie, piłkę nożną i narciarstwo, wszystkie sporty mogą skorzystać na manipulacji genetycznej: wystarczy wybrać gen, który poprawia rodzaj wymaganej wydajności! [Bernardini B., 2006].
.jpg)
