Strach je z toho, že génovú manipuláciu je možné použiť aj v snahe zlepšiť športový výkon; v tomto zmysle už Svetová antidopingová agentúra (WADA) podnikla kroky vrátane zaradenia genetického dopingu do zoznamu zakázaných metód a látok.
Teoreticky možno všetky hladiny bielkovín prítomných v našom tele modulovať pomocou génovej terapie.
Konferencia o genetickom dopingu, ktorá sa konala v marci 2002 organizáciou WADA [Pound R, WADA 2002], a „Európsky kongres práce o harmonizácii a budúcom vývoji antidopingovej politiky“, ktorý sa konal v tom istom roku v holandskom Arnheme. rok, dala možnosť vedcom, lekárom, lekárom, vládam, antidopingovým organizáciám a farmaceutickému priemyslu, vymieňať si akékoľvek informácie o výsledkoch výskumu a detekčných metód týkajúcich sa tejto novej dopingovej techniky.
Od 1. januára 2003 zaradil Medzinárodný olympijský výbor (MOV) genetický doping do zoznamu tried a metód zakázaných látok [WADA, 2007]. Od roku 2004 WADA preberá zodpovednosť za publikovanie medzinárodného dopingového zoznamu, ktorý sa každoročne aktualizuje. Metóda genetického dopingu zahrnutá v tomto zozname je definovaná ako neterapeutické použitie buniek, génov, genetických prvkov alebo modulácia génovej expresie s cieľom zlepšiť športový výkon.
Tento článok má za cieľ:
- objasniť, či je v športe skutočne možné využívať rastúce znalosti vyplývajúce z génovej terapie, nového a sľubného odvetvia tradičnej medicíny;
- identifikovať možné spôsoby, akými je možné použiť génovú terapiu na zvýšenie výkonu.
V tejto „dobe genetiky a genomiky“ bude možné identifikovať gény, ktoré určujú genetickú predispozíciu človeka na konkrétny šport [Rankinen T at al., 2004]. Štúdium génov v mladom veku môže predstavovať najlepší spôsob, ako vyvinúť veľkého športovca už od dieťaťa a vytvoriť konkrétny osobný tréningový program. Túto štúdiu aplikovanú na športovcov je možné použiť aj na identifikáciu konkrétnych tréningových metód s cieľom zvýšiť genetickú predispozíciu pre tento typ tréningu [Rankinen T at al., 2004].
Ale povedie štúdium génov k lepším športovcom?
Marion Jones a Tim Montgomery boli obaja šampióni v behu na 100 m a v lete 2003 sa im narodilo dieťa. Steffi Graf a Andre Agassi (obaja svetový pohár číslo jeden) majú tiež deti.Tieto deti budú s najväčšou pravdepodobnosťou uprednostňované pred ostatnými, ale existujú aj ďalšie faktory, ako napríklad environmentálne a psychologické, ktoré rozhodujú o tom, či sa stanú šampiónmi alebo nie.
Génová terapia môže byť definovaná ako prenos génového materiálu do ľudských buniek na liečenie alebo prevenciu ochorenia alebo dysfunkcie. Tento materiál je reprezentovaný DNA, RNA alebo geneticky zmenenými bunkami. Princíp génovej terapie je založený na zavedení terapeutického génu do bunky na kompenzáciu chýbajúceho génu alebo nahradenie abnormálneho génu. Spravidla sa používa DNA, ktorá kóduje terapeutický proteín a aktivuje sa, keď dosiahne jadro.
„Väčšina športovcov berie drogy“ [De Francesco L, 2004].
Prieskum Centra pre výskum liečiv dospel k záveru, že doingové výrobky užilo najmenej raz menej ako 1% holandskej populácie, celkovo teda asi 100 000 ľudí. 40% týchto ľudí užíva doping už roky a väčšina z nich sa venuje silovému tréningu alebo budovaniu tela. Zdá sa, že používanie dopingových látok v elitnom športe je vyššie ako 1% udávané pre bežnú populáciu, presný údaj však nie je známy. Percento elitných športovcov, ktorí majú pozitívne testy na dopingové kontroly, kolísalo medzi 1%. 1,3% a 2,0% v posledných rokoch [DoCoNed, 2002].
Definícia WADA o genetickom dopingu necháva priestor na otázky
- Čo presne znamená neterapeutický?
- Budú títo pacienti so svalovými dysfunkciami liečení génovou terapiou prijatí na súťaže?
Rovnaká úvaha platí pre pacientov s rakovinou, ktorí boli liečení chemoterapiou a ktorí teraz dostávajú gén EPO kódujúci erytropoetín, aby sa urýchlila obnova funkcie kostnej drene.
Súčasný výskum génovej terapie sa vykonáva aj s cieľom urýchliť proces hojenia rany alebo zmierniť bolesť svalov po cvičení; tieto postupy nemusia byť všetkými považované za "terapeutické" a ich vlastnosti zlepšujúce výkon môžu byť spochybnené.
Z klinického hľadiska by bolo vhodnejšie lepšie špecifikovať definíciu genetického dopingu, najmä vo svetle nesprávneho používania technológií prenosu génov.
WADA (časť M3 Svetový antidopingový kódex (verzia 1. januára 2007) odôvodnil zákaz genetického dopingu týmito bodmi:
- vedecké dôkazy, preukázaný farmakologický účinok alebo skúsenosti, že látky alebo metódy zahrnuté v zozname majú schopnosť zvyšovať športový výkon;
- použitie látky alebo metódy spôsobuje skutočné alebo predpokladané riziko pre zdravie športovca.
- doping porušuje športový duch. Tento duch je popísaný v úvode kódexu s odkazom na sériu hodnôt, ako sú etika, fair play, čestnosť, zdravie, zábava, šťastie a dodržiavanie pravidiel.
Existuje mnoho neistôt týkajúcich sa dlhodobých účinkov modifikácie génov; mnohé z týchto účinkov nemožno nikdy objaviť, a to buď preto, že neboli dôkladne študované (kvôli finančným problémom), alebo preto, že je ťažké definovať spoľahlivé vzorky na štúdium vedľajších účinkov úplne nových metód alebo aplikácií.
Na rozdiel od terapií somatických buniek sú zmeny zárodočných línií trvalé a prenášajú sa aj na potomstvo. V tomto prípade existujú okrem možného rizika pre zdravie športovcov aj riziká voči tretím stranám, ako napríklad potomkom, rodičom alebo partnerom.
V oblasti farmakogenetiky, ktorej vývoj závisí od spoločného úsilia vedy a farmaceutického priemyslu, je hlavným cieľom vyvinúť medicínu „šitú na mieru“ každému z nás. Ako je známe, mnohé lieky majú úplne odlišné kto ich vezme, je to spôsobené tým, že ich vývoj je druhový a neberie do úvahy jednotlivé genetické vlastnosti. Ak by sa vo svete športu rozšírila farmakogenetika, samotná myšlienka konkurencie medzi zdanlivo rovnocennými športovcami, ktorí sa pripravujú viac -menej porovnateľným spôsobom, by mohla byť zastaraná.
Experimentálne klinické údaje génovej terapie ukázali veľmi povzbudivé výsledky u pacientov s ťažkou kombinovanou imunodeficienciou [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] a hemofíliou B [Kay MA, et al. 2000]. Okrem toho angiogénna terapia prostredníctvom vektorov exprimujúcich vaskulárny endotelový rastový faktor na liečbu koronárnej choroby srdca priniesla dobré výsledky pri angíne [Losordo DW et al., 2002].
Ak by sa použil prenos génov kódujúcich tkanivové rastové faktory [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], liečba rôznych škôd spojených so športovou praxou, ako je prasknutie väziva alebo natrhnutie svalu, by teoreticky mohla viesť k v lepšej regenerácii. Tieto prístupy sa teraz hodnotia na zvieracích modeloch, ale v najbližších rokoch sa určite aktivujú aj klinické skúšky na ľuďoch.
V roku 1964 severofínsky lyžiar Eero Mäntyranta zneškodnil úsilie svojich súperov ziskom dvoch olympijských zlata na hrách v rakúskom Innsbrucku. Po niekoľkých rokoch sa ukázalo, že Mantyranta nesie vzácnu mutáciu v géne pre erytropoetínový receptor, ktorá narušením normálnej spätnej väzby týkajúcej sa počtu červených krviniek spôsobuje polycytémiu s následným zvýšením o 25-50%. transportná kapacita kyslíka. Zvýšenie množstva kyslíka v tkanivách znamená zvýšenie odolnosti proti únave. Mäntyranta mala to, čo chce každý športovec: EPO. Športovci budúcnosti môžu byť schopní zaviesť do tela gén, ktorý napodobňuje účinok génovej mutácie, ktorá sa v Mäntyrante prirodzene vyskytovala a podporuje výkon.
Inzulínu podobný rastový faktor (IGF-1) je produkovaný v pečeni aj vo svaloch a jeho koncentrácia závisí od koncentrácie ľudského rastového hormónu (hGH).
Tréning, navrhuje Sweeney, stimuluje svalové prekurzorové bunky, nazývané „satelity“, aby boli vnímavejšie k IGF-I.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Aplikácia tejto kúry na športovcov by znamenala posilnenie brachiálnych svalov tenistu, lýtka bežca alebo bicepsu boxera. Predpokladá sa, že takáto terapia je relatívne bezpečnejšia ako EPO, pretože účinok je lokalizovaný iba do cieľového svalu. Je pravdepodobné, že tento prístup sa bude uplatňovať aj na ľudí už v najbližších rokoch.
Izoforma inzulínu podobného rastového faktora-1 (IGF-1), mechanický rastový faktor (MGF), sa aktivuje mechanickými podnetmi, akými sú napr. svalové cvičenia. Tento proteín, okrem toho, že stimuluje rast svalov, hrá dôležitú úlohu pri oprave zraneného svalového tkaniva (ako sa to stáva napríklad po intenzívnom tréningu alebo súťaži).
MGF sa tvorí vo svalovom tkanive a necirkuluje v krvi.
VEGF predstavuje rastový faktor vaskulárneho endotelu a môže byť použitý na uľahčenie rastu nových krvných ciev. Terapia VEGF bola vyvinutá na výrobu bypassu koronárnej artérie u pacientov s ischemickou chorobou srdca alebo na pomoc starším ľuďom s ochorením periférnych artérií. tento kód pre VEGF môže podporovať rast nových ciev tým, že umožní väčší prísun kyslíka do tkanív.
Experimenty s génovou terapiou sa doteraz uskutočňovali pri chorobách, ako je srdcová ischémia [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005] alebo periférna arteriálna insuficiencia [Baumgartner I a kol., 1998; Rajagopalan S et al., 2003].
Ak by sa tieto ošetrenia aplikovali aj na športovcov, výsledkom by bolo zvýšenie obsahu kyslíka a živín v tkanivách, ale predovšetkým možnosť odložiť vyčerpanie srdcového aj kostrového svalstva.
Pretože VEGF sa už používa v mnohých klinických štúdiách, genetický doping by už bol možný.
Normálne diferenciácia muskuloskeletálnej hmoty má zásadný význam pre správnu funkčnosť organizmu; táto funkcia je možná vďaka pôsobeniu myostatínu, proteínu zodpovedného za rast a diferenciáciu kostrových svalov.
Pôsobí ako negatívny regulátor a inhibuje proliferáciu satelitných buniek vo svalových vláknach.
Experimentálne sa používa myostatín in vivo na inhibíciu vývoja svalov v rôznych modeloch cicavcov.
Myostatin je aktívny tak s autokrinným, ako aj s parakrinným mechanizmom, a to na úrovni pohybového aparátu aj srdca.Jeho fyziologická úloha ešte nie je úplne objasnená, aj keď použitie inhibítorov myostatínu, ako je follistatín, spôsobuje dramatický a rozšírený nárast svalovej hmoty [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Také inhibítory môžu zlepšiť regeneračný stav u pacientov trpiacich závažné choroby, ako je Duchennova svalová dystrofia [Bogdanovich S et al., 2002)].
Myostatín patrí do superrodiny beta TGF a bol prvýkrát odhalený skupinou Se-Jin Lee [McPherron et al., 1997]. V roku 2005 Se-Jin Lee z Univerzity Johna Hopkinsa poukázal na to, že u myší zbavených myostatínového génu (vyradené myši) sa vyvíja hypertrofické svalstvo.
Tieto superšperky boli schopné stúpať po schodoch s ťažkými váhami pripevnenými k chvostom. V priebehu toho istého roku tri ďalšie výskumné skupiny ukázali, že bovinný fenotyp bežne nazývaný „dvojitý sval“ je spôsobený mutáciou génu kódujúceho myostatín [Grobet et al., 1997; Kambadur a kol., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Mutácia homozygotného typu mstn - / - bola nedávno objavená u nemeckého dieťaťa, ktoré vyvinulo mimoriadnu svalovú hmotu. Mutácia sa označuje ako účinok inhibície expresie myostatínu u ľudí. Dieťaťu sa pri narodení vyvíjali svaly dobre, ale keď vyrastal, zvýšilo sa aj rozvíjanie svalovej hmoty a do 4 rokov už dokázal zdvihnúť 3 kilá; je synom bývalého profesionálneho športovca a jeho starí rodičia boli známi ako veľmi silní muži.
Genetické analýzy matky a dieťaťa odhalili mutáciu v myostatínovom géne, ktorá mala za následok nedostatočnú produkciu proteínu [Shuelke M et al., 2004].
V prípade experimentov, ktoré na myšiach vykonala skupina Se-Jin Lee, ako aj v prípade dieťaťa, sval narástol tak v priereze (hypertrofia), ako aj v počte myofibríl (hyperplázia) [McPherron et al. ., 1997].
Bolesť je nepríjemný zmyslový a emocionálny zážitok spojený so skutočným alebo potenciálnym poškodením tkaniva a opísaný v zmysle takéhoto poškodenia [iasp]. Emóciu bolesti nemožno pre jej nepríjemnosť ignorovať a navodzuje u subjektu, ktorý sa ho pokúša vyhnúť (škodlivým) podnetom, ktoré sú zaň zodpovedné; tento aspekt konfiguruje ochrannú funkciu bolesti.
V športe by používanie silných liekov zmierňujúcich bolesť mohlo viesť športovcov k trénovaniu a súťaženiu za hranicou normálneho prahu bolesti.
To môže športovcovi spôsobiť značné zdravotné riziká, pretože zranenie sa môže značne zhoršiť a zmeniť sa na trvalé zranenie.Použitie týchto liekov môže tiež viesť športovca k psycho-fyzickej závislosti na nich.
„Alternatívou k legálnym liekom proti bolesti by mohlo byť použitie analgetických peptidov, ako sú endorfíny alebo enkefalíny. Predklinický výskum na zvieratách ukázal, že gény kódujúce tieto peptidy majú vplyv na vnímanie zápalovej bolesti [Lin CR et al., 2002; Smith O , 1999].
Génová terapia na úľavu od bolesti má však od svojej klinickej aplikácie stále ďaleko.
chemikálie, vírusy atď.) a kódovaný transgén.Doterajší klinický výskum bol relatívne bezpečný [Kimmelman J, 2005]. Liečilo sa viac ako 3000 pacientov a iba jeden z nich zomrel na chronické ochorenie pečene a predávkovanie vektormi [Raper SE a kol., 2003]. U ďalších troch pacientov liečených na syndróm imunodeficiencie sa vyvinuli symptómy podobné leukémii [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] a jeden z nich zomrel. Odvtedy iné výskumné skupiny liečia podobných pacientov s podobnými terapeutickými výsledkami, bez akýchkoľvek vedľajších účinkov [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. V tomto prípade je výskum zameraný na liečbu pacientov vektormi, ktoré nikdy nemožno použiť na zvýšenie výkonu.
Ľudia, ktorí sa pokúšajú neprirodzene zvýšiť hladinu EPO, tiež zvyšujú pravdepodobnosť infarktu alebo akútnych mozgových príhod. Nárast červených krviniek tiež určuje zvýšenie hustoty krvi, ktoré môže spôsobiť krvné zrazeniny; nie je preto nesprávne myslieť si, že nežiaduce reakcie pozorované u pacientov sa môžu vyskytnúť aj u zdravých športovcov. [Lage JM et al., 2002].
Ak by sa EPO zaviedol geneticky, úroveň a trvanie produkcie erytropoetínu by boli menej kontrolovateľné, takže by hematokrit postupoval takmer neobmedzene na patologické úrovne.
Predpokladá sa, že liečba IGF-1 môže viesť k rastu nádorov závislých od hormónov.
Preto má zásadný význam, aby použitie farmakogeneticky vybraných vektorov malo dobre známy a kontrolovaný model génovej expresie.
Presné metódy detekcie genetického dopingu ešte neboli stanovené, a to aj preto, že DNA, ktorá sa prenáša pomocou génovej terapie, je ľudského pôvodu, a preto sa nelíši od športovcov, ktorí ju používajú.
Svalové terapie sú obmedzené na miesto vpichu alebo na tkanivo v bezprostrednej blízkosti, preto väčšinu génových technológií vo svaloch nie je možné zistiť klasickou antidopingovou analýzou vzoriek moču alebo krvi; svalová biopsia by bola potrebná, ale je príliš invazívna na to, aby sa dala chápať ako normálny prostriedok dopingovej kontroly.
Mnoho foriem genetického dopingu nevyžaduje priame zavedenie génov do požadovaného orgánu; gén EPO môže byť napríklad vstreknutý do akejkoľvek časti tela a lokálne produkovať proteín, ktorý potom vstúpi do obehu. Hľadanie miesta vpichu EPO by bolo ako hľadanie ihly v kope sena.
Vo väčšine prípadov však genetický doping bude mať za následok zavedenie génu, ktorý je presnou kópiou endogénneho a schopný produkovať proteín úplne identický s endogénnym v jeho posttranslačných modifikáciách.
Nedávna publikácia naznačuje, že je možné zistiť rozdiel medzi vrodeným proteínom a produktom génovej terapie na základe odlišného vzoru glykozylácie v rôznych bunkových typoch, zostáva zistiť, či je to tak u všetkých typov genetického dopingu [ Lasne F a kol., 2004].
Verejné orgány a športové organizácie vrátane Medzinárodného olympijského výboru odsúdili doping už v šesťdesiatych rokoch minulého storočia. Nedávny pokrok dosiahnutý v oblasti biológie bude mať zásadný vplyv na povahu liekov predpisovaných pacientom a zmení aj výber liekov používaných na zlepšiť športový výkon.
Génová terapia je povolená výlučne na klinické testovanie produktov somatickej génovej terapie na ľuďoch, pričom sa striktne vylučuje možnosť považovať akýkoľvek typ ľudskej zárodočnej génovej terapie za uskutočniteľnú.
Zákaz genetického dopingu Svetovou antidopingovou agentúrou (WADA) a medzinárodnými športovými federáciami predstavuje pevný základ pre jeho odstránenie v športe, ale bude závisieť aj od toho, ako športovci prijmú rôzne predpisy.
Väčšina športovcov nemá dostatok znalostí na úplné pochopenie potenciálneho negatívneho účinku genetického dopingu. Z tohto dôvodu bude veľmi dôležité, aby boli oni a ich pomocný personál dobre vyškolení, aby sa zabránilo jeho používaniu. Športovci si musia byť tiež vedomí rizík spojených s používaním genetického dopingu pri použití v nekontrolovaných zariadeniach, bez toho, aby robili kompromisy. nekonečný potenciál, ktorý ponúka oficiálna génová terapia na liečbu závažných patológií.
Farmaceutický priemysel si je dobre vedomý možností a rizík vyplývajúcich z používania genetického dopingu a chce spolupracovať na vývoji výskumu na detekciu génových produktov prítomných v jeho liekoch. Prednostne by mala podpísať kód, v ktorom sa zaväzuje, že nikdy nebude z akéhokoľvek dôvodu vyrábať alebo predávať genetické produkty na neterapeutické použitie.
Bol vypočutý obmedzený počet ľudí z rôznych odborov vedy a športu, aby získali „predstavu o pojme a možnom vplyve genetického dopingu na nich. Medzi respondentmi boli traja športoví lekári, farmaceut, štyria elitní športovci a päť vedcov z akademickej obce a farmaceutického priemyslu; tu sú otázky:
- Poznáte pojem genetický doping?
- Čo si myslíte, že tento výraz znamená?
- Veríte v lepší výkon pomocou genetického dopingu?
- Aké sú podľa vás zdravotné riziká spojené s používaním genetického dopingu?
- Používa sa už genetický doping, alebo to bude len v budúcnosti?
- Bude ľahké odhaliť genetický doping?
Z rôznych odpovedí je zrejmé, že ľudia mimo vedeckej komunity majú málo informácií o použití tejto terapie; obáva sa, že génová terapia môže postihnúť potomstvo alebo spôsobiť rakovinu.Ľudia veria, že detekcia genetického dopingu bude komplexná a preventívne opatrenia náročné. Na druhej strane všetci trvajú na tom, že genetický doping budú športovci využívať hneď, ako budú k dispozícii, a že sa tak stane v najbližších rokoch.
Profesionáli obklopení elitnými športovcami sú veľmi znepokojení možným využitím genetického dopingu a odporúčajú vzdelávanie svojich športovcov a ich zdravotného personálu na podporu rozvoja preventívneho výskumu dopingových meraní. Títo odborníci sú presvedčení, že problém aplikácie genetického dopingu pre športovcov vznikne v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov a že jeho odhalenie bude dosť ťažké.
Svet športu sa skôr či neskôr stretne s fenoménom genetického dopingu; presný počet rokov, ktoré budú musieť uplynúť, aby sa to stalo, je ťažké odhadnúť, ale dá sa predpokladať, že sa tak stane čoskoro, v najbližších rokoch (olympijské hry v Pekingu 2008 alebo najneskôr v nasledujúcich rokoch).
Od cyklistiky cez vzpieranie, plávanie až po futbal a lyžovanie by všetky športy mohli ťažiť z genetickej manipulácie: stačí vybrať gén, ktorý zlepšuje typ požadovaného výkonu! [Bernardini B., 2006].
