Karta on, et geenimanipulatsiooni saab rakendada ka sportlike tulemuste parandamiseks; selles mõttes on Maailma Antidopingu Agentuur (WADA) juba astunud samme, lisades keelatud meetodite ja ainete nimekirja geneetilise dopingu.
Teoreetiliselt saab geeniteraapia abil moduleerida kõiki meie kehas esinevaid valke.
Konverents geneetilise dopingu kohta, mille korraldas märtsis 2002 WADA [Pound R, WADA 2002], ja "Euroopa töökongress dopinguvastase poliitika ühtlustamise ja tulevase arengu kohta", mis toimus samal ajal Hollandis Arnhemis. aastal andis teadlastele, arstidele, arstidele, valitsustele, dopinguvastastele organisatsioonidele ja farmaatsiatööstustele võimaluse vahetada mis tahes teavet selle uue dopingumeetodi uurimis- ja avastamismeetodite kohta.
Alates 1. jaanuarist 2003 on Rahvusvaheline Olümpiakomitee (ROK) lisanud geneetilise dopingu keelatud aineklasside ja -meetodite loetellu [WADA, 2007]. Alates 2004. aastast on WADA võtnud vastutuse rahvusvahelise dopingunimekirja avaldamise eest, mida ajakohastatakse igal aastal. Sellesse loetellu lisatud geneetilise dopingumeetodi all mõistetakse rakkude, geenide, geneetiliste elementide mitteterapeutilist kasutamist või geeniekspressiooni moduleerimist eesmärgiga parandada sportlikku sooritusvõimet.
Selle artikli eesmärk on:
- selgitada, kas spordis on tegelikult võimalik kasutada üha kasvavaid teadmisi, mis tulenevad geeniteraapiast, mis on traditsioonilise meditsiini uus ja paljutõotav haru;
- tuvastada võimalikud viisid, kuidas geeniteraapiat saab kasutada jõudluse suurendamiseks.
Sellel "geneetika ja genoomika ajastul" on võimalik tuvastada geene, mis määravad inimese geneetilise eelsoodumuse konkreetseks spordialaks [Rankinen T al., 2004]. Geenide uurimine noores eas võib olla parim viis suurepärase sportlase arendamiseks alates lapsest ja konkreetse isikliku treeningprogrammi loomiseks. Seda sportlastele rakendatud uuringut saab kasutada ka spetsiifiliste treeningmeetodite kindlakstegemiseks eesmärgiga suurendada seda tüüpi treeningute geneetilist eelsoodumust [Rankinen T al., 2004].
Kuid kas geenide uurimine annab paremaid sportlasi?
Marion Jones ja Tim Montgomery olid mõlemad 100 meetri kiiruse meistrid ja said lapse suvel 2003. aastal. Steffi Grafil ja Andre Agassil (mõlemad MM -i esikohal) on ka lapsed.Neid lapsi eelistatakse tõenäoliselt teiste ees, kuid on ka teisi tegureid, näiteks keskkonna- ja psühholoogilisi tegureid, mis määravad, kas neist saavad meistrid või mitte.
Geeniteraapiat võib määratleda kui geenimaterjali ülekandmist inimese rakkudesse haiguse või düsfunktsiooni raviks või ennetamiseks. Seda materjali esindavad DNA, RNA või geneetiliselt muundatud rakud. Geeniteraapia põhimõte põhineb terapeutilise geeni sisestamisel rakku puuduva geeni kompenseerimiseks või ebanormaalse asendamiseks. Üldiselt kasutatakse DNA -d, mis kodeerib terapeutilist valku ja aktiveerub, kui see tuuma jõuab.
"Enamik sportlasi tarvitab narkootikume" [De Francesco L, 2004].
Narkootikumide Uurimiskeskuse uuringust järeldati, et vähem kui 1% Hollandi elanikkonnast on vähemalt korra tarvitanud dopinguaineid, kokku umbes 100 000 inimese kohta. 40% neist inimestest on dopingut tarvitanud juba aastaid ja enamik neist teeb jõutreeningut ehk kehaehitust. Tundub, et tippspordis on dopinguainete kasutamine suurem kui üldpopulatsioonile näidatud 1%, kuid täpne arv pole teada. Dokumendi kontrollimisel positiivseid tulemusi saavutanud eliitsportlaste osakaal on kõikunud 1% vahel. 1,3% ja 2,0% viimastel aastatel [DoCoNed, 2002].
WADA geneetilise dopingu määratlus jätab küsimustele ruumi
- Mida täpselt tähendab mitteteraapiline?
- Kas geeniteraapia abil ravitavad lihaste düsfunktsiooniga patsiendid lubatakse võistlustele?
Sama kaalutlus kehtib ka vähihaigete kohta, keda on ravitud keemiaraviga ja kes saavad nüüd luuüdi funktsiooni taastumise kiirendamiseks EPO geeni, mis kodeerib erütropoetiini.
Praeguseid geeniteraapia uuringuid tehakse ka haava paranemisprotsessi kiirendamiseks või lihasvalu leevendamiseks pärast treeningut; selliseid tavasid ei pruugi kõik pidada "terapeutilisteks" ja nende jõudlust parandavaid omadusi võib seada kahtluse alla.
Kliinilisest seisukohast oleks õigem täpsustada geneetilise dopingu määratlust, eriti geeniedastustehnoloogia ebaõige kasutamise valguses.
WADA (jao M3 Maailma antidopingu koodeks (versioon 1. jaanuar 2007) põhjendas geneetilise dopingu keelustamist järgmiste punktidega:
- teaduslikud tõendid, tõestatud farmakoloogiline toime või kogemus, et loetelus sisalduvad ained või meetodid võivad suurendada spordivõimet;
- aine või meetodi kasutamine põhjustab reaalse või oletatava ohu sportlase tervisele.
- dopingu kasutamine rikub spordivaimu. Seda vaimu kirjeldatakse koodeksi sissejuhatuses, viidates sellistele väärtustele nagu eetika, aus mäng, ausus, tervis, lõbusus, õnn ja reeglite järgimine.
Geeni modifitseerimise pikaajalise mõju osas on palju ebakindlust; paljusid neist mõjudest ei pruugita kunagi avastada kas seetõttu, et neid pole põhjalikult uuritud (finantsprobleemide tõttu) või seetõttu, et täiesti uute meetodite või rakenduste kõrvalmõjude uurimiseks on raske määratleda usaldusväärseid proove.
Erinevalt somaatilistest rakuteraapiatest on iduliinide muutused püsivad ja edastatakse ka järglastele. Sellisel juhul on lisaks võimalikule ohule sportlaste tervisele oht ka kolmandate isikute, näiteks järglaste, vanemate või partnerite suhtes.
Farmakogeneetika valdkonnas, mille väljatöötamine sõltub teaduse ja farmaatsiatööstuse ühistest jõupingutustest, on peamine eesmärk välja töötada igaühe jaoks "kohandatud" meditsiin. Nagu teada, on paljudel ravimitel täiesti erinev selle kohta, kes neid võtab, on see tingitud asjaolust, et nende areng on üldine ega arvesta individuaalseid geneetilisi omadusi. Kui farmakogeneetika peaks spordimaailmas levima, võib juba idee konkureerida ilmselt võrdsete sportlaste vahel, kes valmistavad end enam -vähem võrreldaval viisil ette.
Geeniteraapia eksperimentaalsed kliinilised andmed on näidanud väga julgustavaid tulemusi raske kombineeritud immuunpuudulikkusega patsientidel [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] ja B-hemofiiliaga [Kay MA, et al. 2000]. Lisaks on stenokardia korral häid tulemusi andnud angiogeenne ravi veresoonte endoteeli kasvufaktorit ekspresseerivate vektorite kaudu südame isheemiatõve raviks [Losordo DW et al., 2002].
Kui kasutataks kudede kasvufaktoreid kodeerivate geenide ülekandmist [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], võib teoreetiliselt põhjustada erinevate spordipraktikaga seotud kahjustuste, nagu sidemete rebend või lihaste rebend, ravi. paremas taastumises. Neid lähenemisviise hinnatakse praegu loommudelitel, kuid kindlasti aktiveeritakse lähiaastatel ka inimestega tehtud kliinilised uuringud.
1964. aastal muutis Põhja -Soome suusataja Eero Mäntyranta vastaste pingutused kasutuks, võites Austrias Innsbruckis peetud mängudel kaks olümpiakulda. Mõne aasta pärast näidati, et Mantyranta kandis erütropoetiini retseptori geeni haruldast mutatsiooni, mis, kahjustades punaste vereliblede arvu normaalset tagasiside kontrolli, põhjustab polütsüteemiat, mille tagajärjel suureneb 25–50% hapniku transpordivõime. Hapniku hulga suurendamine kudedesse tähendab suuremat vastupidavust väsimusele. Mäntyrannal oli see, mida iga sportlane soovib: EPO. Tulevikusportlased võivad olla võimelised kehasse sisestama geeni, mis jäljendab Mäntyrannas looduslikult toimunud ja jõudlust soodustavat geenimutatsiooni.
Insuliinitaolist kasvufaktorit (IGF-1) toodavad nii maks kui ka lihased ning selle kontsentratsioon sõltub inimese kasvuhormooni (hGH) kontsentratsioonist.
Treening, soovitab Sweeney, stimuleerib lihaste eellasrakke, mida nimetatakse satelliitideks, olema IGF-I suhtes vastuvõtlikumad.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Selle ravi rakendamine sportlastele tähendaks tennisisti õlavarrelihaste, jooksjavasika või poksija biitsepsi tugevdamist. Arvatakse, et selline ravi on suhteliselt ohutum kui EPO, kuna toime on lokaliseeritud ainult sihtlihasele. Tõenäoliselt hakatakse seda lähenemist rakendama ka inimeste suhtes juba järgnevatel aastatel.
Insuliinitaolise kasvufaktori-1 (IGF-1) isovorm, mehaaniline kasvufaktor (MGF), aktiveeritakse mehaaniliste stiimulite, nt. See valk mängib lisaks lihaste kasvu stimuleerimisele olulist rolli vigastatud lihaskoe parandamisel (nagu näiteks pärast intensiivset treeningut või võistlust).
MGF toodetakse lihaskoes ja see ei ringle veres.
VEGF kujutab endast veresoonte endoteeli kasvufaktorit ja seda saab kasutada uute veresoonte kasvu hõlbustamiseks. VEGF -teraapia töötati välja südame isheemiatõvega patsientide koronaararterite šunteerimiseks või perifeersete arterite haigusega eakate abistamiseks. see VEGF -kood võib soodustada uute veresoonte kasvu, võimaldades kudedele suuremat hapnikuvarustust.
Seni on geeniteraapia katseid tehtud selliste haiguste nagu südame isheemia korral [Barton-Davis ER jt, 1998; Losordo DW jt, 2002; Tio RA jt, 2005] või perifeersete arterite puudulikkus [Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S jt, 2003].
Kui neid ravimeetodeid rakendataks ka sportlastele, oleks tulemuseks kudede hapniku- ja toitainete sisalduse suurenemine, kuid eelkõige võimalus lükata edasi nii südame- kui ka skeletilihaste kurnatus.
Kuna VEGF -i kasutatakse juba paljudes kliinilistes uuringutes, oleks geneetiline doping juba võimalik.
Tavaline luu -lihaskonna massi diferentseerimine see on organismi õige funktsioneerimise jaoks ülioluline; see funktsioon on võimalik tänu skeletilihaste kasvu ja diferentseerumise eest vastutava valgu müostatiini toimele.
See toimib negatiivse regulaatorina, pärssides satelliitrakkude vohamist lihaskiududes.
Eksperimentaalselt kasutatakse müostatiini in vivo lihaste arengu pärssimiseks erinevates imetajate mudelites.
Müostatiin on aktiivne nii autokriinse kui ka parakriinse mehhanismiga, nii lihasluukonna kui ka südame tasandil.Selle füsioloogiline roll pole veel täielikult arusaadav, kuigi müostatiini inhibiitorite, näiteks follistatiini kasutamine põhjustab dramaatilist ja laialdast lihasmassi tõusu [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Sellised inhibiitorid võivad parandada regeneratiivset seisundit patsientidel, kes kannatavad tõsised haigused nagu Duchenne'i lihasdüstroofia [Bogdanovich S et al., 2002)].
Müostatiin kuulub TGF beeta superperekonda ja selle avastas esmakordselt Se-Jin Lee rühm [McPherron et al., 1997]. 2005. aastal juhtis Se-Jin Lee Johns Hopkinsi ülikoolist tähelepanu sellele, et müostatiini geenist ilma jäetud hiirtel (knock out hiired) areneb hüpertroofiline lihas.
Need supermice suutsid trepist üles ronida, sabale kinnitatud suured raskused. Samal aastal näitasid veel kolm uurimisrühma, et veiste fenotüüp, mida tavaliselt nimetatakse "topeltlihasteks", oli tingitud müostatiini kodeeriva geeni mutatsioonist [Grobet et al., 1997; Kambadur jt, 1997; McPherron & Lee, 1997].
Hiljuti avastati saksa lapsel, kellel on tekkinud erakordne lihasmass, mutatsioon homosügootset tüüpi mstn - /. Mutatsioonile on viidatud kui müostatiini ekspressiooni pärssivale toimele inimestel. Lapsel arenesid lihased hästi sündides, kuid suurenedes kasvas ka lihasmassi areng ja 4 -aastaselt suutis ta juba 3 kilo raskusi tõsta; ta on endise profisportlase poeg ja tema vanavanemad olid tuntud kui väga tugevad mehed.
Ema ja lapse geneetilised analüüsid näitasid müostatiini geeni mutatsiooni, mille tulemuseks oli valgu puudulik tootmine [Shuelke M et al., 2004].
Nii Se-Jin Lee rühma kui ka lapsega hiirega tehtud katsete puhul oli lihas kasvanud nii ristlõikes (hüpertroofia) kui ka müofibrillide arvus (hüperplaasia) [McPherron jt ., 1997].
Valu on ebameeldiv sensoorne ja emotsionaalne kogemus, mis on seotud tegeliku või võimaliku koekahjustusega ja mida kirjeldatakse sellise kahjustuse alusel [iasp]. Ebameeldivuse tõttu ei saa valu emotsiooni ignoreerida ja see sunnib seda proovivat subjekti vältima selle eest vastutavaid (kahjulikke) stiimuleid; see aspekt konfigureerib valu kaitsefunktsiooni.
Spordis võib võimsate valuvaigistavate ravimite kasutamine viia sportlasi treenima ja võistlema üle tavapärase valuläve.
See võib põhjustada sportlasele märkimisväärseid terviseriske, kuna vigastus võib märgatavalt süveneda, muutudes püsivaks vigastuseks. Nende ravimite kasutamine võib viia ka sportlase psühho-füüsilise sõltuvuseni.
"Alternatiiv legaalsetele valuvaigistitele võiks olla analgeetiliste peptiidide, näiteks endorfiinide või enkefaliinide kasutamine. Prekliinilised loomkatsed on näidanud, et neid peptiide kodeerivad geenid mõjutavad põletikulise valu tajumist [Lin CR jt, 2002; Smith O , 1999].
Kuid valu leevendamiseks mõeldud geeniteraapia on selle kliinilisest rakendusest veel kaugel.
, kemikaalid, viirused jne) ja kodeeritud transgeen.Kliinilised uuringud on siiani olnud suhteliselt ohutud [Kimmelman J, 2005]. Rohkem kui 3000 patsienti on ravitud ja ainult üks neist suri kroonilise maksahaiguse ja vektorite üledoosi tõttu [Raper SE et al., 2003]. Kolmel teisel immuunpuudulikkuse sündroomi ravitud patsiendil tekkisid leukeemialaadsed sümptomid [Hacein-Bey-Abina S jt, 2002] ja üks neist suri. Sellest ajast alates on teised uurimisrühmad ravinud sarnaseid patsiente sarnaste terapeutiliste tulemustega, ilma kõrvaltoimeta [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. Sel juhul on uurimistöö suunatud patsientide ravimisele vektoritega, mida ei saa kunagi kasutada jõudluse suurendamiseks.
Inimesed, kes üritavad ebaloomulikult oma EPO taset tõsta, suurendavad ka südameatakkide või ägedate ajuepisoodide tekkimise tõenäosust. Punaste vereliblede arvu suurenemine määrab ka vere tiheduse suurenemise, mis võib põhjustada verehüübeid; seetõttu pole vale arvata, et patsientidel täheldatud kõrvaltoimed võivad esineda ka tervetel sportlastel. [Lage JM et al., 2002].
Kui EPO võetaks kasutusele geneetiliselt, oleks erütropoetiini tootmise tase ja kestus vähem kontrollitav, nii et hematokrit tõuseks peaaegu määramata ajaks patoloogilisele tasemele.
Eeldatakse, et ravi IGF-1-ga võib põhjustada hormoonist sõltuvate kasvajate kasvu.
Seetõttu on ülioluline, et farmakogeneetiliselt valitud vektorite kasutamisel oleks hästi tuntud ja kontrollitud geeniekspressiooni mudel.
Geneetilise dopingu tuvastamise täpseid meetodeid pole veel välja töötatud ka seetõttu, et geeniteraapia abil edastatav DNA on inimpäritolu, seega ei erine see seda kasutavate sportlaste omast.
Lihasteraapiad piirduvad süstekohaga või vahetus läheduses asuva koega, seetõttu ei saa enamikku lihastel olevaid geenitehnoloogiaid tuvastada uriini või vereproovide klassikalise dopinguvastase analüüsi abil; lihasbiopsia oleks vajalik, kuid see on liiga invasiivne, et seda pidada tavaliseks dopingukontrolli vahendiks.
Paljud geneetilise dopingu vormid ei nõua geenide otsest sisestamist soovitud organisse; näiteks EPO geeni saab süstida ükskõik millisesse kehaosasse ja toota lokaalselt valku, mis seejärel ringlusse jõuab.E EPO süstekoha otsimine oleks nagu nõela otsimine heinakuhjast.
Enamikul juhtudel toob geneetiline doping siiski kaasa geeni sisestamise, mis on endogeense täpne koopia ja mis suudab oma translatsioonijärgsetes modifikatsioonides tekitada valgu, mis on endogeensega täiesti identne.
Hiljutine väljaanne näitab, et on võimalik tuvastada erinevust kaasasündinud valgu ja geeniteraapia toote vahel, tuginedes erinevate rakutüüpide glükosüülimise erinevale mustrile, jääb üle vaadata, kas see on nii kõigi geneetilise dopingu tüüpide puhul. Lasne F et al., 2004].
Ametiasutused ja spordiorganisatsioonid, sealhulgas Rahvusvaheline Olümpiakomitee, on dopingu hukka mõistnud juba 1960. aastatel. Hiljutised bioloogiliste ravimite edusammud mõjutavad oluliselt patsientidele määratud ravimite olemust ja muudavad ka parandada sportlikku sooritusvõimet.
Geeniteraapia on lubatud ainult somaatiliste geeniteraapia toodete kliiniliseks testimiseks inimestel, välistades rangelt võimaluse kaaluda mis tahes tüüpi inimese idutee geeniteraapiat kui teostatavat.
Maailma Antidopingu Agentuuri (WADA) ja rahvusvaheliste spordialaliitude poolt geneetilise dopingu kasutamise keeld annab tugeva aluse selle kaotamiseks spordis, kuid sõltub ka sellest, kuidas sportlased erinevaid regulatsioone vastu võtavad.
Enamikul sportlastel pole piisavalt teadmisi, et täielikult mõista geneetilise dopingu võimalikku negatiivset mõju. Sel põhjusel on väga oluline, et nad ja nende tugipersonal oleksid selle kasutamise vältimiseks hästi koolitatud. Sportlased peavad olema teadlikud ka riskidest, mis on seotud geneetilise dopingu kasutamisega, kui seda kasutatakse kontrollimatutes ruumides, kuid ilma kompromissita. ametliku geeniteraapia lõpmatu potentsiaal tõsiste patoloogiate raviks.
Farmaatsiatööstus on hästi teadlik geneetilise dopingu kasutamisest tulenevatest võimalustest ja riskidest ning soovib teha koostööd ravimite väljatöötamisel leiduvate geeniproduktide avastamiseks vajalike uuringute väljatöötamisel. Eelistatavalt peaks ta allkirjastama koodi, milles ta kohustub mitte mingil põhjusel tootma või müüma geneetilisi tooteid mitteteraapiliseks kasutamiseks.
Küsitleti piiratud arvu inimesi erinevatest teadus- ja spordialadest, et saada aimu "geneetilise dopingu mõistest ja võimalikust mõjust neile. Intervjueeritavate hulgas oli kolm spordiarsti, apteeker, neli tippsportlased ning viis teadlast akadeemilistest ringkondadest ja farmaatsiatööstusest; siin on küsimused:
- Kas tunnete mõistet geneetiline doping?
- Mida see termin teie arvates tähendab?
- Kas usute paranenud jõudlusse geneetilise dopingu kasutamise kaudu?
- Millised on teie arvates geneetilise dopingu kasutamisega seotud terviseriskid?
- Kas geneetiline doping on juba kasutusel või alles tulevikus?
- Kas geneetilist dopingut on lihtne avastada?
Erinevate vastuste põhjal on selge, et väljaspool teadusringkondi olevatel inimestel on selle ravi kasutamise kohta vähe teadmisi; levinud hirm on, et geeniteraapia võib mõjutada järglasi või põhjustada vähki.Inimesed usuvad, et geneetilise dopingu avastamine on keeruline ja ennetavad meetmed keerulised. Teisest küljest nõuavad kõik, et geneetilist dopingut kasutaksid sportlased niipea, kui see on kättesaadav, ja et see juhtub lähiaastatel.
Tippsportlasi ümbritsevad spetsialistid on väga mures geneetilise dopingu võimaliku kasutamise pärast ning soovitavad oma sportlaste ja nende meditsiinitöötajate haridust, et toetada ennetavate dopinguvastaste uuringute väljatöötamist. Need spetsialistid on veendunud, et rakenduse probleem geneetilise dopingu kasutamine sportlastel tekib lähiaastatel ja selle avastamine on üsna keeruline.
Spordimaailm satub varem või hiljem silmitsi geneetilise dopingu fenomeniga; täpset aastate arvu, mis selleks kulub, on raske hinnata, kuid võib eeldada, et see juhtub varsti, lähiaastatel (2008. aasta Pekingi olümpiamängud või hiljemalt järgmistel aastatel).
Alates jalgrattasõidust kuni jõutõstmiseni, ujumisest kuni jalgpalli ja suusatamiseni võivad kõik spordialad saada kasu geneetilisest manipuleerimisest: valige lihtsalt geen, mis parandab nõutavat sooritusvõimet! [Bernardini B., 2006].
