Strah je da se manipulacija genima može primijeniti i za pokušaj poboljšanja sportskih performansi; u tom je smislu Svjetska antidoping agencija (WADA) već poduzela korake, uključujući genetski doping na popis zabranjenih metoda i tvari.
U teoriji, sve razine proteina prisutnih u našem tijelu mogu se modulirati genskom terapijom.
Konferencija o genetskom dopingu koju je u ožujku 2002. održala WADA [Pound R, WADA 2002] i "Europski radni kongres o usklađivanju i budućem razvoju antidoping politike" održana u Arnhemu u Nizozemskoj godine, dao mogućnost znanstvenicima, liječnicima, liječnicima, vladama, antidoping organizacijama i farmaceutskoj industriji da razmjene bilo koju vrstu podataka o rezultatima istraživanja i metodama otkrivanja u vezi s ovom novom doping tehnikom.
Od 1. siječnja 2003. Međunarodni olimpijski odbor (MOC) uvrstio je genetski doping na popis klasa i metoda zabranjenih tvari [WADA, 2007]. WADA je od 2004. preuzela odgovornost za objavljivanje međunarodne doping liste koja se ažurira svake godine. Genska doping metoda uključena na ovaj popis definirana je kao neterapeutska upotreba stanica, gena, genetskih elemenata ili modulacija ekspresije gena, s ciljem poboljšanja sportskih performansi.
Ovaj članak ima za cilj:
- razjasniti je li u sportu zapravo moguće iskoristiti sve veće znanje koje proizlazi iz genske terapije, nove i obećavajuće grane tradicionalne medicine;
- identificirati moguće načine na koje se genska terapija može koristiti kako bi se povećala učinkovitost.
U ovo „doba genetike i genomike, bit će moguće identificirati gene koji određuju genetsku predispoziciju osobe za određeni sport [Rankinen T i sur., 2004]. Proučavanje gena u mladosti može predstavljati najbolji način za razvoj velikog sportaša počevši od djeteta i za stvaranje specifičnog programa osobnog treninga. Ova studija primijenjena na sportaše također se može koristiti za identificiranje specifičnih metoda treninga s ciljem povećanja genetske predispozicije za tu vrstu treninga [Rankinen T i sur., 2004].
No hoće li proučavanje gena rezultirati boljim sportašima?
Marion Jones i Tim Montgomery obojica su bili prvaci u brzini na 100 metara, dobili su dijete u ljeto 2003. Steffi Graf i Andre Agassi (oba Svjetsko prvenstvo u tenisu) također imaju djecu. Ta će djeca najvjerojatnije biti favoriti. U usporedbi s ostalima, ali postoje i drugi čimbenici, poput okolišnih i psiholoških, koji će odrediti ili ne mogućnost da postanu prvaci.
Genska terapija može se definirati kao prijenos genskog materijala u ljudske stanice za liječenje ili prevenciju bolesti ili disfunkcije. Ovaj materijal predstavlja DNA, RNA ili genetski promijenjene stanice. Princip genske terapije temelji se na uvođenju terapeutskog gena u stanicu radi kompenzacije nedostajućeg gena ili zamjene abnormalnog. Općenito se koristi DNA koja kodira terapeutski protein i aktivira se kada dosegne jezgru.
"Većina sportaša uzima droge" [De Francesco L, 2004].
Istraživanje Centra za istraživanje droga zaključilo je da je manje od 1% stanovništva Nizozemske barem jednom uzelo doping proizvode, što je ukupno oko 100.000 ljudi. 40% ovih ljudi godinama koristi doping, a većina njih radi treninge snage ili body building. Čini se da je upotreba doping supstanci u elitnom sportu veća od 1% naznačenog za opću populaciju, ali točna brojka nije poznata. Postotak elitnih sportaša koji su pozitivni na doping kontroli varirao je između 1%. 1,3% i 2,0% posljednjih godina [DoCoNed, 2002].
WADA -ina definicija genetskog dopinga ostavlja prostora za pitanja
- Što točno znači neterapijsko?
- Hoće li oni pacijenti s mišićnim disfunkcijama koji se liječe genskom terapijom biti primljeni na natjecanja?
Isto se razmatranje odnosi na bolesnike s rakom koji su bili na kemoterapiji i koji sada primaju gen EPO koji kodira eritropoetin kako bi se ubrzao oporavak funkcije koštane srži.
Trenutno se provode i istraživanja genske terapije kako bi se ubrzao proces zacjeljivanja rane ili umanjila bol u mišićima nakon vježbe; takvu praksu svi ne mogu smatrati "terapijskom" i njihova svojstva za poboljšanje učinkovitosti mogu biti dovedena u pitanje.
S kliničkog stajališta bilo bi prikladnije bolje odrediti definiciju genetskog dopinga, osobito u svjetlu nepravilne uporabe tehnologija prijenosa gena.
WADA (odjeljak M3 Svjetski antidoping kodeks (verzija 1. siječnja 2007.) opravdala je zabranu genetskog dopinga kroz sljedeće točke:
- znanstveni dokazi, dokazani farmakološki učinak ili iskustvo, da tvari ili metode uključene u popis mogu povećati sportske performanse;
- uporaba tvari ili metode uzrokuje stvarni ili pretpostavljeni rizik za zdravlje sportaša.
- upotreba dopinga krši sportski duh koji je opisan u uvodu Kodeksa pozivajući se na niz vrijednosti kao što su etika, fair play, poštenje, zdravlje, zabava, sreća i poštivanje pravila.
Postoje mnoge nesigurnosti u pogledu dugoročnih učinaka modifikacije gena; mnogi od ovih učinaka također se možda nikada neće otkriti, bilo zato što nisu temeljito proučeni (zbog financijskih problema), ili zato što je teško definirati pouzdane uzorke za proučavanje nuspojava potpuno novih metoda ili primjena.
Za razliku od terapije somatskim stanicama, promjene zametnih linija trajne su i prenose se i na potomstvo. U ovom slučaju, osim mogućeg rizika za zdravlje sportaša, postoje i rizici prema trećim stranama, poput potomstva, roditelja ili partnera.
Na području farmakogenetike, čiji razvoj ovisi o zajedničkim naporima znanosti i farmaceutske industrije, glavni cilj je razviti medicinu "prilagođenu" za svakoga od nas. Kao što je poznato, mnogi lijekovi imaju potpuno različite o tome tko ih uzima, to je zbog činjenice da je njihov razvoj generički i ne uzima u obzir individualne genetske značajke. Kad bi se farmakogenetika proširila svijetom sporta, sama ideja natjecanja između naizgled ravnopravnih sportaša koji se pripremaju na manje -više usporediv način mogla bi zastarjeti.
Eksperimentalni klinički podaci genske terapije pokazali su vrlo ohrabrujuće rezultate u bolesnika s teškom kombiniranom imunodeficijencijom [Hacein-Bey-Abina S i sur., 2002] i hemofilijom B [Kay MA, et al. 2000]. Nadalje, angiogena terapija putem vektora koji izražavaju vaskularni endotelni faktor rasta za liječenje koronarne bolesti srca dala je dobre rezultate kod angine [Losordo DW i sur., 2002].
Kad bi se koristio prijenos gena koji kodiraju faktore rasta tkiva [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003.], liječenje različitih oštećenja povezanih sa sportskom praksom, poput pucanja ligamenta ili pucanja mišića, teoretski bi moglo rezultirati u boljoj regeneraciji. Ti se pristupi sada procjenjuju na životinjskim modelima, no klinička ispitivanja na ljudima zasigurno će se također aktivirati u sljedećim godinama.
Godine 1964. sjevernofinski skijaš Eero Mäntyranta učinio je napore svojih protivnika beskorisnim osvojivši dva olimpijska zlata na Igrama u Innsbrucku u Austriji. Nakon nekoliko godina pokazalo se da Mantyranta nosi rijetku mutaciju u genu za receptor eritropoetina koja, ugrožavajući normalnu kontrolu povratnih informacija o broju crvenih krvnih stanica, uzrokuje policitemiju s posljedičnim povećanjem za 25-50% u kapacitet transporta kisika. Povećanje količine kisika u tkivima znači povećanje otpornosti na umor. Mäntyranta je imala ono što svaki sportaš želi: EPO. Sportaši budućnosti možda će moći unijeti gen u tijelo koji oponaša učinak genske mutacije koja se prirodno dogodila u Mäntyranti i pogoduje izvedbi.
Faktor rasta sličan inzulinu (IGF-1) proizvode i jetra i mišići, a njegova koncentracija ovisi o koncentraciji humanog hormona rasta (hGH).
Sweeney sugerira da trening, stimulira stanice prekursora mišića, nazvane "sateliti", da budu "prijemčivije za IGF-I".
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Primjena ovog tretmana na sportaše značila bi jačanje brahijalnih mišića tenisača, tele trkača ili boksačevih bicepsa. Smatra se da je takva terapija relativno sigurnija od EPO -a, budući da je učinak lokaliziran samo na ciljani mišić. Vjerojatno će se ovaj pristup primijeniti i na ljude već u sljedećih nekoliko godina.
Izoforma inzulinu sličnog faktora rasta-1 (IGF-1), mehaničkog faktora rasta (MGF), aktivira se mehaničkim podražajima, kao što je npr. vježbanje mišića.Ovaj protein, osim što potiče rast mišića, ima važnu ulogu u obnavljanju ozlijeđenog mišićnog tkiva (kao što se to događa na primjer nakon intenzivnog treninga ili natjecanja).
MGF se proizvodi u mišićnom tkivu i ne cirkulira u krvi.
VEGF predstavlja faktor rasta vaskularnog endotela i može se koristiti za olakšavanje rasta novih krvnih žila. Terapija za VEGF razvijena je za proizvodnju premosnice koronarne arterije u bolesnika s ishemijskom bolešću srca ili za pomoć starijim osobama s perifernom arterijskom bolešću. Geni taj kod za VEGF može potaknuti rast novih krvnih žila dopuštajući veću opskrbu tkiva kisikom.
Do sada su eksperimenti genske terapije rađeni za bolesti poput srčane ishemije [Barton-Davis ER i sur., 1998; Losordo DW i sur., 2002; Tio RA i sur., 2005], ili periferne arterijske insuficijencije [Baumgartner I i sur., 1998; Rajagopalan S i sur., 2003].
Kad bi se ti tretmani primijenili i na sportaše, rezultat bi bio povećanje sadržaja kisika i hranjivih tvari u tkivima, ali prije svega mogućnost odgađanja iscrpljenosti srčanih i skeletnih mišića.
Budući da se VEGF već koristi u mnogim kliničkim ispitivanjima, genetski doping bi već bio moguć.
Normalno diferencijacija mišićno -koštane mase od temeljne je važnosti za ispravnu funkcionalnost organizma; ova funkcija je omogućena djelovanjem miostatina, proteina odgovornog za rast i diferencijaciju skeletnih mišića.
Djeluje kao negativan regulator, inhibirajući proliferaciju satelitskih stanica u mišićnim vlaknima.
Eksperimentalno se koristi miostatin in vivo inhibirati razvoj mišića u različitim modelima sisavaca.
Miostatin je aktivan s autokrinim i parakrinim mehanizmom, kako na mišićno -koštanoj tako i na srčanoj razini. Njegova fiziološka uloga još nije u potpunosti shvaćena, iako upotreba inhibitora miostatina, poput folistatina, uzrokuje dramatično i široko rasprostranjeno povećanje mišićne mase [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Takvi inhibitori mogu poboljšati regenerativno stanje u pacijenata koji boluju od ozbiljne bolesti poput Duchenneove mišićne distrofije [Bogdanovich S i sur., 2002)].
Miostatin pripada beta-obitelji TGF-a, a prvi ga je otkrila skupina Se-Jin Lee [McPherron i sur., 1997.]. Godine 2005. Se-Jin Lee sa Sveučilišta Johns Hopkins istaknuo je da miševi lišeni gena miostatina (nokautirani miševi) razvijaju hipertrofičnu muskulaturu.
Ovi supermiševi mogli su se penjati stepenicama s velikim utezima pričvršćenim za rep. Tijekom iste godine, tri druge istraživačke skupine pokazale su da je fenotip goveda koji se obično naziva "dvostruki mišić" posljedica mutacije u genu koji kodira miostatin [Grobet i sur., 1997 .; Kambadur i sur., 1997 .; McPherron & Lee, 1997.].
Nedavno je otkrivena mutacija homozigotnog tipa mstn - / - u njemačkog djeteta koje je razvilo izvanrednu mišićnu masu. Mutacija se naziva učinkom inhibicije ekspresije miostatina u ljudi. Dijete je dobro razvilo mišiće pri rođenju, ali je odrastanjem također povećalo razvoj mišićne mase i do svoje četvrte godine već je mogao dizati utege od 3 kilograma; sin je bivšeg profesionalnog sportaša, a baka i djed bili su poznati kao vrlo snažni muškarci.
Genetske analize majke i djeteta otkrile su mutaciju u genu miostatina koja je rezultirala nedostatkom proizvodnje proteina [Shuelke M i sur., 2004].
I u slučaju pokusa koje je na mišu provela skupina Se-Jin Lee i u djetetovom, mišić je narastao i u presjeku (hipertrofija) i u broju miofibrila (hiperplazija) [McPherron et al. ., 1997.].
Bol je neugodno osjetilno i emocionalno iskustvo povezano sa stvarnim ili potencijalnim oštećenjem tkiva i opisano u smislu takvog oštećenja [iasp]. Zbog svoje neugodnosti, emocija boli ne može se zanemariti i potiče subjekta koji to pokušava izbjeći (štetne) podražaje koji su za nju odgovorni; ovaj aspekt konfigurira zaštitnu funkciju boli.
U sportu bi uporaba snažnih lijekova protiv bolova mogla natjerati sportaše da treniraju i natječu se iznad normalnog praga boli.
To može izazvati znatne zdravstvene rizike za sportaša, jer se ozljeda može znatno pogoršati i pretvoriti u trajnu ozljedu. Korištenje ovih lijekova također može dovesti sportaša do psiho-fizičke ovisnosti o njima.
"Alternativa legalnim lijekovima protiv boli mogla bi biti upotreba analgetičkih peptida poput endorfina ili enkefalina. Pretkliničko istraživanje na životinjama pokazalo je da geni koji kodiraju ove peptide imaju učinak na percepciju upalne boli [Lin CR i sur., 2002; Smith O , 1999.].
Međutim, genska terapija za ublažavanje boli još je daleko od kliničke primjene.
, kemikalije, virusi itd.) i kodirani transgen.Dosadašnja klinička istraživanja bila su relativno sigurna [Kimmelman J, 2005]. Liječeno je više od 3000 pacijenata, a samo je jedan od njih umro od kronične bolesti jetre i predoziranja vektorima [Raper SE i sur., 2003]. U tri druga pacijenta liječenih od sindroma imunodeficijencije razvili su se simptomi slični leukemiji [Hacein-Bey-Abina S i sur., 2002], a jedan od njih je umro. Od tada su druge istraživačke skupine liječile slične bolesnike sa sličnim terapijskim rezultatima, bez ikakvih nuspojava [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. U ovom slučaju, istraživanje je usmjereno na liječenje pacijenata s vektorima koji se nikada ne mogu koristiti za povećanje performansi.
Ljudi koji pokušavaju neprirodno povećati razinu EPO -a također povećavaju vjerojatnost da će doživjeti srčani udar ili akutne epizode mozga. Porast crvenih krvnih zrnaca također određuje povećanje gustoće krvi koja može uzrokovati stvaranje krvnih ugrušaka; stoga nije pogrešno misliti da se nuspojave koje se vide u pacijenata mogu javiti i kod zdravih sportaša. [Lage JM i sur., 2002].
Kad bi se EPO uveo genetski, razina i trajanje proizvodnje eritropoetina bili bi manje kontrolirani, tako da bi hematokrit gotovo neograničeno napredovao do patoloških razina.
Pretpostavlja se da liječenje s IGF-1 može dovesti do rasta tumora ovisnih o hormonima.
Stoga je od ključne važnosti da upotreba farmakogenetski odabranih vektora ima dobro poznat i kontroliran model ekspresije gena.
Točne metode otkrivanja genetskog dopinga još nisu utvrđene, također zato što je DNA koja se prenosi genskom terapijom ljudskog podrijetla, pa se stoga ne razlikuje od one sportaša koji ga koriste.
Terapije mišića ograničene su na mjesto ubrizgavanja ili u tkivo u neposrednoj blizini, stoga se većina genskih tehnologija na mišićima neće moći otkriti klasičnom antidoping analizom urina ili uzoraka krvi; biopsija mišića bila bi neophodna, ali je previše invazivna da bi se mogla zamisliti kao normalno sredstvo doping kontrole.
Mnogi oblici genetskog dopinga ne zahtijevaju izravno uvođenje gena u željeni organ; na primjer, gen EPO može se ubrizgati u bilo koji dio tijela i lokalno proizvesti protein koji će zatim ući u cirkulaciju.Traženje mjesta ubrizgavanja EPO -a bilo bi poput traženja igle u plastu sijena.
U većini slučajeva, međutim, genetski doping rezultirat će uvođenjem gena koji je točna kopija endogenog i sposoban dati protein potpuno identičan endogenom u svojim posttranslacijskim modifikacijama.
Nedavna publikacija ukazuje na to da je moguće otkriti razliku između urođenog proteina i proizvoda genske terapije na temelju različitog obrasca glikozilacije u različitim tipovima stanica, ostaje za vidjeti je li to slučaj sa svim vrstama genetskog dopinga [ Lasne F i sur., 2004].
Javne vlasti i sportske organizacije, uključujući Međunarodni olimpijski odbor, osudile su doping još 1960 -ih godina. Nedavni napredak u biologiji imat će veliki utjecaj na prirodu lijekova koji se prepisuju pacijentima, a također će promijeniti i izbor lijekova koji se koriste za poboljšati sportske performanse.
Genska terapija odobrena je isključivo za kliničko ispitivanje proizvoda somatske genske terapije kod ljudi, strogo isključujući mogućnost da se bilo koja vrsta genske terapije zametnih linija smatra mogućom.
Zabrana genetskog dopinga od strane Svjetske antidoping agencije (WADA) i međunarodnih sportskih federacija daje snažnu osnovu za njezino uklanjanje u sportu, ali će također ovisiti o tome kako sportaši prihvaćaju različite propise.
Većina sportaša nema dovoljno znanja da bi u potpunosti razumjeli potencijalni negativni učinak genetskog dopinga. Iz tog razloga bit će jako važno da oni i njihovo pomoćno osoblje budu dobro obučeni, kako bi se spriječilo njegovo korištenje. Sportaši također moraju biti svjesni rizika povezanih s upotrebom genetskog dopinga kada se koriste u nekontroliranim ustanovama, bez kompromisa beskonačan potencijal koji nudi službena genska terapija za liječenje ozbiljnih patologija.
Farmaceutska industrija dobro je upoznata s mogućnostima i rizicima koji proizlaze iz uporabe genetskog dopinga i želi surađivati u razvoju istraživanja za otkrivanje genskih proizvoda prisutnih u svojim lijekovima. Poželjno je da potpiše šifru u kojoj se obvezuje da nikada neće iz bilo kojeg razloga proizvoditi ili prodavati genetske proizvode za neterapeutsku uporabu.
Intervjuiran je ograničen broj ljudi iz različitih disciplina znanosti i sporta kako bi se stekla "predodžba o pojmu i mogućem utjecaju genetskog dopinga na njih. Među ispitanicima bila su tri sportska liječnika, ljekarnik, četiri elitni sportaši i pet znanstvenika iz akademske zajednice i farmaceutske industrije; evo pitanja:
- Jeste li upoznati s pojmom genetski doping?
- Što mislite da ovaj pojam znači?
- Vjerujete li u poboljšanje učinka korištenjem genetskog dopinga?
- Koji su, prema vašem mišljenju, zdravstveni rizici povezani s upotrebom genetskog dopinga?
- Je li genetski doping već korišten ili će to biti tek u budućnosti?
- Hoće li biti lako otkriti genetski doping?
Iz različitih odgovora jasno je da ljudi izvan znanstvene zajednice imaju malo znanja o upotrebi ove terapije; zajednički je strah da bi genska terapija mogla utjecati na potomstvo ili uzrokovati rak. Genetski doping bit će složene, a preventivne mjere teške. s druge strane, svi inzistiraju na tome da će sportaši koristiti genetski doping čim bude dostupan i da će se to dogoditi u sljedećih nekoliko godina.
Profesionalci koji okružuju elitne sportaše vrlo su zabrinuti zbog moguće uporabe genetskog dopinga i preporučuju obrazovanje svojih sportaša i njihovog medicinskog osoblja za podršku razvoju preventivnih istraživanja mjerenja antidoping domena. Ovi stručnjaci uvjereni su da problem primjene genetskog dopinga sportašima pojavit će se u sljedećih nekoliko godina i da će njegovo otkrivanje biti prilično teško.
Svijet sporta prije ili kasnije naći će se suočen s fenomenom genetskog dopinga; točan broj godina koje će morati proći da bi se to dogodilo teško je procijeniti, no može se pretpostaviti da će se to dogoditi uskoro, u sljedećih nekoliko godina (Olimpijske igre u Pekingu 2008. ili najkasnije u sljedećim).
Od biciklizma do dizanja utega, plivanja do nogometa i skijanja, svi bi sportovi mogli imati koristi od genetske manipulacije: samo odaberite gen koji poboljšava vrstu potrebne izvedbe! [Bernardini B., 2006.].
