Baidās, ka gēnu manipulācijas var izmantot arī, lai mēģinātu uzlabot sporta sniegumu; šajā ziņā Pasaules Antidopinga aģentūra (WADA) jau ir veikusi pasākumus, iekļaujot aizliegto metožu un vielu sarakstā ģenētisko dopingu.
Teorētiski visus mūsu organismā esošos proteīnu līmeņus var modulēt, izmantojot gēnu terapiju.
Konference par ģenētisko dopingu, ko 2002. gada martā rīkoja WADA [Pound R, WADA 2002], un "Eiropas Darba kongress par antidopinga politikas saskaņošanu un turpmāko attīstību", kas notika tajā pašā Arnhemā, Holandē. gadā sniedza iespēju zinātniekiem, ārstiem, ārstiem, valdībām, antidopinga organizācijām un farmācijas nozarei apmainīties ar jebkāda veida informāciju par pētījumu rezultātiem un atklāšanas metodēm saistībā ar šo jauno dopinga paņēmienu.
Kopš 2003. gada 1. janvāra Starptautiskā Olimpiskā komiteja (SOK) ir iekļāvusi ģenētisko dopingu aizliegto vielu klašu un metožu sarakstā [WADA, 2007]. Kopš 2004. gada WADA ir uzņēmusies atbildību par starptautiskā dopinga saraksta publicēšanu, kas tiek atjaunināts katru gadu. Šajā sarakstā iekļautā ģenētiskā dopinga metode ir definēta kā šūnu, gēnu, ģenētisko elementu izmantošana bez terapijas vai gēnu ekspresijas modulācija ar mērķi uzlabot sportisko sniegumu.
Šī raksta mērķis ir:
- noskaidrot, vai sportā patiešām ir iespējams izmantot arvien pieaugošās zināšanas, kas iegūtas gēnu terapijas rezultātā, kas ir jauna un daudzsološa tradicionālās medicīnas nozare;
- identificēt iespējamos veidus, kā gēnu terapiju var izmantot, lai palielinātu veiktspēju.
Šajā "ģenētikas un genomikas laikmetā, būs iespējams identificēt gēnus, kas nosaka cilvēka ģenētisko noslieci uz konkrētu sporta veidu [Rankinen T pie al., 2004]. Gēnu izpēte jaunā vecumā var būt labākais veids, kā attīstīt lielisku sportistu, sākot no bērna, un izveidot īpašu personīgo treniņu programmu. Šo pētījumu, ko piemēro sportistiem, var izmantot arī, lai identificētu īpašas apmācības metodes ar mērķi palielināt ģenētisko noslieci uz šāda veida treniņiem [Rankinen T at al., 2004].
Bet vai gēnu izpēte radīs labākus sportistus?
Mariona Džounsa un Tims Montgomerijs abi bija 100 metru ātruma čempioni, 2003. gada vasarā viņiem piedzima bērniņš. Arī Stefijam Grafam un Andrē Agasi (abi pasaules čempionāti tenisā) ir bērni. Šie bērni, visticamāk, būs favorīti, salīdzinot ar citiem, bet ir arī citi faktori, piemēram, vides un psiholoģiskie, kas noteiks vai neradīs iespēju kļūt par čempioniem.
Gēnu terapiju var definēt kā gēnu materiāla pārnešanu cilvēka šūnās, lai ārstētu vai novērstu slimību vai disfunkciju. Šo materiālu attēlo DNS, RNS vai ģenētiski izmainītas šūnas. Gēnu terapijas princips ir balstīts uz terapeitiskā gēna ievadīšanu šūnā, lai kompensētu trūkstošo gēnu vai aizstātu patoloģisko. Parasti tiek izmantota DNS, kas kodē terapeitisko proteīnu un tiek aktivizēta, kad tā sasniedz kodolu.
"Lielākā daļa sportistu lieto narkotikas" [De Francesco L, 2004].
Narkotiku izpētes centra aptaujā secināts, ka mazāk nekā 1% Nīderlandes iedzīvotāju vismaz vienu reizi lietojuši dopinga produktus, kopumā aptuveni 100 000 cilvēku. 40% no šiem cilvēkiem gadiem ilgi lieto dopingu, un lielākā daļa no viņiem veic spēka treniņus vai ķermeņa veidošanu. Šķiet, ka dopinga vielu lietošana elitārajā sportā ir lielāka par 1%, kas norādīta vispārējai populācijai, taču precīzs skaitlis nav zināms. To elites sportistu procentuālais daudzums, kuriem dopinga kontroles rezultāti ir pozitīvi, ir svārstījies 1% robežās. 1,3% un 2,0% pēdējos gados [DoCoNed, 2002].
WADA ģenētiskā dopinga definīcija atstāj vietu jautājumiem
- Ko īsti nozīmē ne-terapeitisks?
- Vai pacienti ar muskuļu disfunkciju, kas ārstēti ar gēnu terapiju, tiks uzņemti konkursos?
Tas pats attiecas uz vēža slimniekiem, kuri ir ārstēti ar ķīmijterapiju un kuri tagad saņem EPO gēnu, kas kodē eritropoetīnu, lai paātrinātu kaulu smadzeņu funkcijas atjaunošanos.
Tiek veikti arī pašreizējie gēnu terapijas pētījumi, lai paātrinātu brūces dzīšanas procesu vai mazinātu muskuļu sāpes pēc treniņa; šādu praksi ne visi var uzskatīt par “ārstniecisku” un var apšaubīt to veiktspēju uzlabojošās īpašības.
No klīniskā viedokļa būtu pareizāk precizēt ģenētiskā dopinga definīciju, īpaši ņemot vērā gēnu pārneses tehnoloģiju nepareizu izmantošanu.
WADA (M3 sadaļa Pasaules antidopinga kodekss (2007. gada 1. janvāra versija) ģenētiskās dopinga aizliegumu pamatoja ar šādiem punktiem:
- zinātniski pierādījumi, pierādīta farmakoloģiskā iedarbība vai pieredze, ka sarakstā iekļautajām vielām vai metodēm ir iespēja uzlabot sporta sniegumu;
- vielas vai metodes izmantošana rada reālu vai domājamu risku sportista veselībai.
- dopinga lietošana pārkāpj sporta garu.Šis gars ir aprakstīts kodeksa ievadā, atsaucoties uz vairākām vērtībām, piemēram, ētiku, godīgu spēli, godīgumu, veselību, jautrību, laimi un noteikumu ievērošanu.
Pastāv daudz neskaidrību par gēnu modifikācijas ilgtermiņa ietekmi; daudzas no šīm sekām var arī nekad netikt atklātas vai nu tāpēc, ka tās nav rūpīgi izpētītas (finansiālu problēmu dēļ), vai arī tāpēc, ka ir grūti definēt uzticamus paraugus pilnīgi jaunu metožu vai pielietojumu blakusparādību izpētei.
Atšķirībā no somatisko šūnu terapijas, dīgļu līniju izmaiņas ir pastāvīgas un tiek nodotas arī pēcnācējiem. Šajā gadījumā papildus iespējamajam riskam sportistu veselībai pastāv arī risks pret trešajām personām, piemēram, pēcnācējiem, vecākiem vai partneriem.
Farmakoģenētikas jomā, kuras attīstība ir atkarīga no zinātnes un farmācijas nozares kopīgiem centieniem, galvenais mērķis ir izstrādāt zāles, kas "pielāgotas" katram no mums. Kā zināms, daudzām zālēm ir pilnīgi atšķirīgs par to, kurš tos ņem, tas ir saistīts ar faktu, ka to attīstība ir vispārīga un neņem vērā individuālās ģenētiskās īpašības. Ja farmakoģenētika izplatītos sporta pasaulē, pati ideja par konkurenci starp šķietami līdzvērtīgiem sportistiem, kuri gatavojas vairāk vai mazāk salīdzināmā veidā, varētu novecot.
Gēnu terapijas eksperimentālie klīniskie dati ir parādījuši ļoti iepriecinošus rezultātus pacientiem ar smagu kombinētu imūndeficītu [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] un B hemofiliju [Kay MA, et al. 2000]. Turklāt angiogēnā terapija ar vektoriem, kas ekspresē asinsvadu endotēlija augšanas faktoru koronāro sirds slimību ārstēšanai, ir devusi labus rezultātus stenokardijas gadījumā [Losordo DW et al., 2002].
Ja tiktu izmantota audu augšanas faktorus kodējošo gēnu pārnešana [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], teorētiski var rasties dažādu ar sporta praksi saistītu bojājumu ārstēšana, piemēram, saišu plīsums vai muskuļu plīsums labākā reģenerācijā. Šīs pieejas tagad tiek novērtētas, izmantojot dzīvnieku modeļus, taču turpmākajos gados noteikti tiks aktivizēti arī klīniskie pētījumi ar cilvēkiem.
1964. gadā Ziemeļsomu slēpotājs Eero Mäntranta padarīja pretinieku pūles bezjēdzīgas, izcīnot divus olimpiskos zeltus Insbrukas spēlēs Austrijā. Pēc dažiem gadiem tika pierādīts, ka Mantyranta ir reta mutācija eritropoetīna receptoru gēnā, kas, traucējot normālu atgriezeniskās saites kontroli par sarkano asins šūnu skaitu, izraisa policitēmiju, līdz ar to palielinoties par 25–50% skābekļa transportēšanas spēja. Palielinot skābekļa daudzumu audos, palielinās izturība pret nogurumu. Mäntyranta bija tas, ko vēlas ikviens sportists: EPO. Nākotnes sportisti, iespējams, varēs ieviest ķermenī gēnu, kas atdarina gēnu mutācijas efektu, kas dabiski radās Mäntyrantā un veicina sniegumu.
Insulīnam līdzīgu augšanas faktoru (IGF-1) ražo gan aknas, gan muskuļi, un tā koncentrācija ir atkarīga no cilvēka augšanas hormona (hGH) koncentrācijas.
Treniņš, Svīnijs iesaka, stimulē muskuļu prekursoru šūnas, ko sauc par "satelītiem", lai tās būtu "uzņēmīgākas pret IGF-I.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Šīs attieksmes piemērošana sportistiem nozīmētu tenisa spēlētāja plecu muskuļu, skrējēja teļa vai boksera bicepsa stiprināšanu. Tiek uzskatīts, ka šāda terapija ir salīdzinoši drošāka nekā EPO, jo iedarbība ir lokalizēta tikai mērķa muskuļiem. Iespējams, ka šī pieeja tiks piemērota arī cilvēkiem jau tuvāko gadu laikā.
Insulīnam līdzīga augšanas faktora-1 (IGF-1) izoformu, mehānisko augšanas faktoru (MGF), aktivizē mehāniski stimuli, piemēram, piem. muskuļu vingrinājumi.Šim proteīnam papildus muskuļu augšanas stimulēšanai ir svarīga loma ievainoto muskuļu audu atjaunošanā (kā tas notiek, piemēram, pēc intensīva treniņa vai sacensībām).
MGF tiek ražots muskuļu audos un necirkulē asinīs.
VEGF ir asinsvadu endotēlija augšanas faktors, un to var izmantot, lai veicinātu jaunu asinsvadu augšanu. VEGF terapija tika izstrādāta, lai iegūtu koronāro artēriju šuntēšanu pacientiem ar išēmisku sirds slimību vai lai palīdzētu gados vecākiem cilvēkiem ar perifēro artēriju slimību. šis VEGF kods var veicināt jaunu asinsvadu augšanu, nodrošinot lielāku skābekļa piegādi audiem.
Līdz šim gēnu terapijas eksperimenti tika veikti tādām slimībām kā sirds išēmija [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005] vai perifēro artēriju nepietiekamība [Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S et al., 2003].
Ja šīs procedūras piemērotu arī sportistiem, rezultāts būtu skābekļa un barības vielu satura palielināšanās audos, bet galvenokārt iespēja atlikt gan sirds, gan skeleta muskuļu izsīkumu.
Tā kā VEGF jau tiek izmantots daudzos klīniskajos pētījumos, ģenētiskā dopinga lietošana jau būtu iespējama.
Normāli muskuļu un skeleta masas diferenciācija tam ir būtiska nozīme pareizai organisma funkcionēšanai; šī funkcija ir iespējama, pateicoties miosatīna, proteīna, kas ir atbildīgs par skeleta muskuļu augšanu un diferenciāciju, darbībai.
Tas darbojas kā negatīvs regulators, kavējot satelīta šūnu proliferāciju muskuļu šķiedrās.
Eksperimentāli tiek izmantots miostatīns in vivo lai kavētu muskuļu attīstību dažādos zīdītāju modeļos.
Myostatīns ir aktīvs gan ar autokrīno, gan parakrīno mehānismu gan muskuļu, gan skeleta un sirds līmenī.Tās fizioloģiskā loma vēl nav pilnībā izprotama, lai gan miostatīna inhibitoru, piemēram, follistatīna, lietošana izraisa dramatisku un plaši izplatītu muskuļu masas pieaugumu [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Šādi inhibitori var uzlabot reģeneratīvo stāvokli pacientiem, kuri cieš no nopietnas slimības, piemēram, Dišenas muskuļu distrofija [Bogdanovich S et al., 2002)].
Myostatīns pieder pie TGF beta superģimenes, un to pirmo reizi atklāja Se-Jin Lee grupa [McPherron et al., 1997]. 2005. gadā Se-Jin Lee no Džona Hopkinsa universitātes norādīja, ka pelēm, kurām atņemts miostatīna gēns (peles), attīstās hipertrofiska muskulatūra.
Šīs supermices spēja kāpt pa kāpnēm ar smagiem svariem, kas piestiprināti pie astes. Tajā pašā gadā trīs citas pētniecības grupas parādīja, ka liellopu fenotips, ko parasti sauc par "dubultmūziku", ir saistīts ar mutāciju gēnā, kas kodē myostatīnu [Grobet et al., 1997; Kambadur et al., 1997; Makferons un Lī, 1997].
Homozigota tipa mstn - / - mutācija nesen tika atklāta vācu bērnam, kuram ir attīstījusies neparasta muskuļu masa. Mutācija ir minēta kā miostatīna ekspresijas inhibēšanas ietekme uz cilvēkiem. Bērns piedzimstot labi attīstīja muskuļus, bet, pieaugot, arī attīstījās muskuļu masa, un līdz 4 gadu vecumam viņš jau spēja pacelt 3 kilogramu svaru; viņš ir bijušā profesionālā sportista dēls, un viņa vecvecāki bija pazīstami kā ļoti spēcīgi vīrieši.
Mātes un bērna ģenētiskā analīze atklāja miostatīna gēna mutāciju, kā rezultātā proteīns netika ražots [Shuelke M et al., 2004].
Gan eksperimentos ar peli, ko veica Se-Jin Lee grupa, gan bērnam, muskulis bija pieaudzis gan šķērsgriezumā (hipertrofija), gan miofibrilu skaitā (hiperplāzija) [McPherron et al. ., 1997].
Sāpes ir nepatīkama maņu un emocionāla pieredze, kas saistīta ar faktiskiem vai iespējamiem audu bojājumiem un aprakstīta ar šādu bojājumu [iasp]. Sāpju emociju nepatīkamības dēļ nevar ignorēt, un tas pamudina subjektu, kurš to mēģina, izvairīties no (kaitīgajiem) stimuliem, kas par to ir atbildīgi; šis aspekts konfigurē sāpju aizsargfunkciju.
Sportā spēcīgu pretsāpju zāļu lietošana var novest sportistus pie treniņiem un sacensībām, kas pārsniedz parasto sāpju slieksni.
Tas var radīt ievērojamus draudus sportista veselībai, jo ievainojums var ievērojami pasliktināties, pārvēršoties par neatgriezenisku ievainojumu.Šo narkotiku lietošana var novest sportistu arī no psiho-fiziskās atkarības.
"Alternatīva legāliem sāpju mazinātājiem varētu būt pretsāpju peptīdu, piemēram, endorfīnu vai enkefalīnu, lietošana. Preklīniskie pētījumi ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka gēni, kas kodē šos peptīdus, ietekmē iekaisuma sāpju uztveri [Lin CR et al., 2002; Smith O , 1999].
Tomēr gēnu terapija sāpju mazināšanai joprojām ir tālu no tās klīniskās pielietošanas.
, ķīmiskās vielas, vīrusi utt.) un kodētais transgēns.Klīniskie pētījumi līdz šim ir bijuši salīdzinoši droši [Kimmelman J, 2005]. Ir ārstēti vairāk nekā 3000 pacientu, un tikai viens no viņiem nomira no hroniskas aknu slimības un vektoru pārdozēšanas [Raper SE et al., 2003]. Trīs citiem pacientiem, kuri tika ārstēti ar imūndeficīta sindromu, attīstījās leikēmijai līdzīgi simptomi [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002], un viens no viņiem nomira. Kopš tā laika citas pētniecības grupas ir ārstējušas līdzīgus pacientus ar līdzīgiem terapeitiskiem rezultātiem bez jebkādām blakusparādībām [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. Šajā gadījumā pētījumu mērķis ir ārstēt pacientus ar vektoriem, kurus nekad nevar izmantot, lai uzlabotu veiktspēju.
Cilvēki, kuri nedabiski cenšas paaugstināt savu EPO līmeni, palielina arī sirdslēkmes vai akūtu smadzeņu epizožu iespējamību. Sarkano asins šūnu skaita palielināšanās nosaka arī asins blīvuma palielināšanos, kas var izraisīt asins recekļu veidošanos; tādēļ nav nepareizi uzskatīt, ka pacientiem novērotās blakusparādības var rasties arī veseliem sportistiem. [Lage JM et al., 2002].
Ja EPO ieviestu ģenētiski, eritropoetīna ražošanas līmenis un ilgums būtu mazāk kontrolējami, tāpēc hematokrīts gandrīz uz nenoteiktu laiku virzīsies līdz patoloģiskam līmenim.
Tiek pieņemts, ka ārstēšana ar IGF-1 var izraisīt no hormoniem atkarīgu audzēju augšanu.
Tāpēc ir ļoti svarīgi, lai farmakoģenētiski izvēlētu vektoru izmantošanai būtu labi zināms un kontrolēts gēnu ekspresijas modelis.
Precīzas metodes ģenētiskā dopinga noteikšanai vēl nav noteiktas arī tāpēc, ka DNS, kas tiek pārnesta ar gēnu terapiju, ir cilvēka izcelsmes, tāpēc neatšķiras no sportistiem, kuri to lieto.
Muskuļu terapija tiek veikta tikai injekcijas vietā vai tuvākajā apkārtnē esošajos audos, tāpēc lielāko daļu muskuļu gēnu tehnoloģiju nevarēs noteikt, veicot klasisko urīna vai asins paraugu antidopinga analīzi; būtu nepieciešama muskuļu biopsija, taču tā ir pārāk invazīva, lai to uzskatītu par parastu dopinga kontroles līdzekli.
Daudzām ģenētiskās dopinga formām nav nepieciešama tieša gēnu ievadīšana vēlamajā orgānā; piemēram, EPO gēnu var injicēt jebkurā ķermeņa daļā un lokāli ražot proteīnu, kas pēc tam nonāks asinsritē.Eiropas EPO injekcijas vietas meklēšana būtu tāda pati kā adatas meklēšana siena kaudzē.
Tomēr vairumā gadījumu ģenētiskās dopinga rezultātā tiks ieviests gēns, kas ir precīza endogēnā kopija un spēj radīt proteīnu, kas ir pilnīgi identisks endogēnam pēcpārveidošanas modifikācijās.
Nesenā publikācija norāda, ka ir iespējams noteikt atšķirību starp iedzimto proteīnu un gēnu terapijas produktu, pamatojoties uz atšķirīgo glikozilācijas modeli dažādos šūnu tipos, vēl ir jānoskaidro, vai tas tā ir visu veidu ģenētiskās dopinga lietošanas gadījumā. Lasne F et al., 2004].
Valsts iestādes un sporta organizācijas, tostarp Starptautiskā Olimpiskā komiteja, ir nosodījušas dopingu jau pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados. Nesenie sasniegumi, kas gūti, izmantojot bioloģiskos preparātus, būtiski ietekmēs pacientiem izrakstīto zāļu raksturu, kā arī mainīs narkotiku izvēli. uzlabot sportisko sniegumu.
Gēnu terapija ir atļauta tikai somatisko gēnu terapijas produktu klīniskai testēšanai cilvēkiem, stingri izslēdzot iespēju uzskatīt par iespējamu jebkāda veida cilvēka dzimumšūnu gēnu terapiju.
Pasaules Antidopinga aģentūras (WADA) un starptautisko sporta federāciju aizliegums ģenētiski lietot dopingu nodrošina spēcīgu pamatu tā likvidēšanai sportā, bet būs atkarīgs arī no tā, kā sportisti uztvers dažādus noteikumus.
Lielākajai daļai sportistu nav pietiekami daudz zināšanu, lai pilnībā izprastu ģenētiskā dopinga iespējamo negatīvo ietekmi. Šī iemesla dēļ būs ļoti svarīgi, lai viņi un viņu atbalsta personāls būtu labi apmācīti, lai novērstu to izmantošanu. Sportistiem ir arī jāapzinās riski, kas saistīti ar ģenētiskā dopinga lietošanu, ja to lieto nekontrolētās telpās, tomēr bez kompromisiem bezgalīgais potenciāls, ko piedāvā oficiāla gēnu terapija nopietnu patoloģiju ārstēšanai.
Farmaceitiskā rūpniecība labi apzinās iespējas un riskus, ko rada ģenētiskā dopinga lietošana, un vēlas sadarboties, izstrādājot pētījumus, lai noteiktu tās zālēs esošos gēnu produktus. Vēlams, lai tas parakstītu kodu, kurā tas apņemas jebkādu iemeslu dēļ neražot vai nepārdot ģenētiskus produktus, kas nav paredzēti terapijai.
Tika intervēts ierobežots skaits cilvēku no dažādām zinātnes un sporta disciplīnām, lai gūtu priekšstatu par ģenētiskā dopinga jēdzienu un iespējamo ietekmi uz tiem. Intervēto vidū bija trīs sporta ārsti, farmaceits, četri elites sportisti un pieci zinātnieki no akadēmiskās vides un farmācijas nozares; šeit ir jautājumi:
- Vai esat pazīstams ar terminu ģenētiskais dopings?
- Ko, jūsuprāt, nozīmē šis termins?
- Vai jūs ticat uzlabotam sniegumam, izmantojot ģenētisko dopingu?
- Kādi, jūsuprāt, ir veselības riski, kas saistīti ar ģenētiskā dopinga lietošanu?
- Vai ģenētiskais dopings jau tiek lietots, vai tas būs tikai nākotnē?
- Vai būs viegli atklāt ģenētisko dopingu?
No dažādajām atbildēm ir skaidrs, ka cilvēkiem ārpus zinātnieku aprindām ir maz zināšanu par šīs terapijas izmantošanu; kopīgas bailes ir tādas, ka gēnu terapija var ietekmēt pēcnācējus vai izraisīt vēzi. Ģenētiskā dopinga lietošana būs sarežģīta un preventīvi pasākumi sarežģīti. no otras puses, visi uzstāj, ka ģenētisko dopingu sportisti izmantos, tiklīdz tas būs pieejams, un ka tas notiks tuvāko gadu laikā.
Profesionāļi, kas ieskauj elites sportistus, ir ļoti nobažījušies par iespējamo ģenētiskā dopinga izmantošanu un iesaka izglītot savus sportistus un viņu medicīnisko atbalsta personālu, lai atbalstītu profilaktisku antidopinga mērījumu izpēti. Šie speciālisti ir pārliecināti, ka piemērošanas problēma ģenētiskā dopinga lietošana sportistiem radīsies tuvāko gadu laikā un ka to būs diezgan grūti atklāt.
Sporta pasaule agrāk vai vēlāk saskarsies ar ģenētiskā dopinga fenomenu; precīzu gadu skaitu, kas būs jāpaiet, lai tas notiktu, ir grūti novērtēt, taču var pieņemt, ka tas notiks drīz, tuvāko gadu laikā (2008. gada Pekinas olimpiskās spēles vai vēlākais nākamajos gados).
No riteņbraukšanas līdz svarcelšanai, peldēšanai līdz futbolam un slēpošanai visi sporta veidi varētu gūt labumu no ģenētiskām manipulācijām: vienkārši izvēlieties gēnu, kas uzlabo vajadzīgo sniegumu! [Bernardini B., 2006].
