Rädslan är att genmanipulation också kan tillämpas för att försöka förbättra sportprestanda; i denna mening har World Anti-Doping Agency (WADA) redan vidtagit åtgärder, inklusive genetisk dopning i listan över förbjudna metoder och ämnen.
I teorin kan alla proteinnivåer som finns i vår kropp moduleras genom genterapi.
Konferensen om genetisk dopning som hölls i mars 2002 av WADA [Pound R, WADA 2002] och "European Labour Congress on Harmonization and Future Developments of the Anti-Doping Policy" som ägde rum i Arnhem, Holland, i samma år, gav möjlighet för forskare, läkare, läkare, regeringar, antidopingorganisationer och läkemedelsindustrin att utbyta alla typer av information om resultaten av forsknings- och detektionsmetoder angående denna nya dopningsteknik..
Sedan den 1 januari 2003 har Internationella olympiska kommittén (IOC) inkluderat genetisk dopning i listan över förbjudna ämnesklasser och metoder [WADA, 2007]. Sedan 2004 har WADA tagit ansvar för publiceringen av den internationella dopningslistan, som uppdateras årligen. Den genetiska dopningsmetoden som ingår i denna lista definieras som icke-terapeutisk användning av celler, gener, genetiska element eller modulering av genuttryck, i syfte att förbättra atletisk prestanda.
Denna artikel syftar till att:
- för att klargöra om det verkligen är möjligt inom idrotten att utnyttja den ökande kunskapen från genterapi, en ny och lovande gren av traditionell medicin;
- identifiera möjliga sätt på vilka genterapi kan användas för att öka prestanda.
I denna "ålder av genetik och genomik, det kommer att vara möjligt att identifiera de gener som bestämmer en persons genetiska anlag för en specifik sport [Rankinen T et al., 2004]. Studier av gener i ung ålder kan representera det bästa sättet att utveckla en bra idrottsman från ett barn och skapa ett specifikt personligt träningsprogram. Denna studie som tillämpas på idrottare kan också användas för att identifiera specifika träningsmetoder i syfte att öka den genetiska predispositionen för den typen av träning [Rankinen T et al., 2004].
Men kommer att studera gener resultera i bättre idrottare?
Marion Jones och Tim Montgomery var båda 100 m hastighetsmästare, de fick en bebis sommaren 2003. Steffi Graf och Andre Agassi (båda VM i tennis) har också barn. Dessa barn kommer sannolikt att vara favoriter. Jämfört med de andra, men Det finns också andra faktorer, till exempel miljömässiga och psykologiska faktorer, som avgör möjligheten att de blir mästare eller inte.
Genterapi kan definieras som överföring av genmaterial till mänskliga celler för behandling eller förebyggande av en sjukdom eller dysfunktion. Detta material representeras av DNA, RNA eller av genetiskt förändrade celler. Genterapiprincipen bygger på introduktion i cellen av en terapeutisk gen för att kompensera för den saknade genen eller ersätta den onormala. Generellt används DNA, som kodar för det terapeutiska proteinet och aktiveras när det når kärnan.
"De flesta idrottare tar droger" [De Francesco L, 2004].
En undersökning från Drug Research Center drog slutsatsen att mindre än 1% av den nederländska befolkningen har tagit dopningsprodukter minst en gång, för totalt cirka 100 000 människor. 40% av dessa människor har använt dopning i åratal och de flesta av dem styrketräning eller kroppsbyggande. Användningen av dopningsmedel i elitsport tycks vara högre än de 1% som anges för den allmänna befolkningen, men den exakta siffran är inte känd. Andelen elitidrottare som testar positivt på dopningskontroller har fluktuerat mellan 1%. 1,3% och 2,0% de senaste åren [DoCoNed, 2002].
WADA: s definition av genetisk dopning lämnar utrymme för frågor
- Vad betyder egentligen icke-terapeutisk?
- Kommer de patienter med muskeldysfunktioner som behandlats genom genterapi att bli antagna till tävlingarna?
Samma hänsyn gäller för cancerpatienter som har behandlats med kemoterapi och som nu får EPO -genen som kodar för erytropoietin för att påskynda återhämtningen av benmärgsfunktionen.
Nuvarande forskning om genterapi bedrivs också för att påskynda läkningsprocessen av ett sår eller för att lindra muskelsmärta efter träning. sådana metoder kanske inte av alla betraktas som "terapeutiska" och deras prestationshöjande egenskaper kan ifrågasättas.
Ur klinisk synpunkt vore det mer lämpligt att bättre definiera definitionen av genetisk dopning, särskilt mot bakgrund av felaktig användning av genöverföringsteknik.
WADA (avsnitt M3 i Världskod för antidoping (version 1 januari 2007) motiverade förbudet mot genetisk dopning med följande punkter:
- vetenskaplig bevisning, bevisad farmakologisk effekt eller erfarenhet, att ämnena eller metoderna i listan har förmågan att öka sportprestanda;
- användningen av ämnet eller metoden orsakar en verklig eller förmodad risk för idrottarens hälsa.
- användningen av dopning kränker idrottsandan. Denna anda beskrivs i introduktionen av koden med hänvisning till en rad värderingar som etik, fair play, ärlighet, hälsa, nöje, lycka och efterlevnad av reglerna.
Det finns många osäkerheter när det gäller de långsiktiga effekterna av genmodifiering; många av dessa effekter kommer kanske aldrig att upptäckas, antingen för att de inte har studerats noggrant (på grund av ekonomiska problem), eller för att det är svårt att definiera tillförlitliga prover för att studera biverkningar av helt nya metoder eller applikationer.
Till skillnad från somatiska cellterapier är förändringarna av groddarna permanenta och överförs också till avkomman. I det här fallet, utöver den möjliga risken för idrottares hälsa, finns det också risker gentemot tredje part, till exempel eftervärlden, föräldrar eller partners.
Inom farmakogenetik, vars utveckling beror på vetenskapens och läkemedelsindustrins kombinerade insatser, är huvudsyftet att utveckla medicin som är "skräddarsydd" för var och en av oss. Som det är välkänt har många läkemedel en helt annan beroende på vem som tar dem beror detta på att deras utveckling är generisk och inte tar hänsyn till individuella genetiska egenskaper. Om farmakogenetik skulle spridas i idrottsvärlden kan själva idén om konkurrens mellan tydligen lika idrottare som förbereder sig på ett mer eller mindre jämförbart sätt bli föråldrad.
De experimentella kliniska data för genterapi har visat mycket uppmuntrande resultat hos patienter med svår kombinerad immunbrist [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] och hemofili B [Kay MA, et al. 2000]. Vidare har angiogen terapi genom vektorer som uttrycker vaskulär endotel tillväxtfaktor för behandling av kranskärlssjukdom gett goda resultat vid angina [Losordo DW et al., 2002].
Om överföring av gener som kodar för vävnadstillväxtfaktorer användes [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003] kan teoretiskt leda till behandling av de olika skadorna som är förknippade med sportövningar, såsom ligamentbrott eller muskelsår. i bättre förnyelse. Dessa tillvägagångssätt utvärderas nu på djurmodeller, men kliniska prövningar på människor kommer säkert också att aktiveras under de kommande åren.
År 1964 gjorde den norra finska åkaren Eero Mäntyranta sina motståndares ansträngningar värdelösa genom att vinna två OS -guld vid spelen i Innsbruck, Österrike. Efter några år visade det sig att Mantyranta bar en sällsynt mutation i genen för erytropoietinreceptorn som, genom att äventyra den normala återkopplingskontrollen på antalet röda blodkroppar, orsakar polycytemi med en följdökning på 25-50% i syretransportkapacitet. Att öka mängden syre till vävnaderna innebär ökat motstånd mot trötthet. Mäntyranta hade vad varje idrottare vill: EPO. Framtidens idrottare kan kanske introducera en gen i kroppen som efterliknar effekten av genmutationen som naturligt inträffade i Mäntyranta och som bidrar till prestanda.
Insulinliknande tillväxtfaktor (IGF-1) produceras av både levern och muskeln och dess koncentration beror på den hos humant tillväxthormon (hGH).
Träning, föreslår Sweeney, stimulerar muskelprekursorceller, kallade "satelliter", för att vara mer "mottagliga för IGF-I.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Att tillämpa denna behandling på idrottare skulle innebära att stärka tennisspelarens brachialmuskler, löparens kalv eller boxarens biceps. Sådan terapi anses vara relativt säkrare än EPO, eftersom effekten endast är lokaliserad till målmuskeln. Det är troligt att detta tillvägagångssätt också kommer att tillämpas på människor redan under de närmaste åren.
En isoform av insulinliknande tillväxtfaktor-1 (IGF-1), den mekaniska tillväxtfaktorn (MGF), aktiveras av mekaniska stimuli, såsom t.ex. muskelträning. Detta protein, förutom att stimulera muskeltillväxt, spelar en viktig roll vid reparation av skadad muskelvävnad (som händer till exempel efter en intensiv träning eller tävling).
MGF produceras i muskelvävnad och cirkulerar inte i blodet.
VEGF representerar tillväxtfaktorn för det vaskulära endotelet och kan användas för att underlätta tillväxten av nya blodkärl VEGF -terapi utvecklades för att producera koronar bypass -ympning hos patienter med ischemisk hjärtsjukdom eller för att hjälpa äldre med perifer arteriell sjukdom. Gener den koden för VEGF kan främja tillväxten av nya blodkärl genom att tillåta en större tillförsel av syre till vävnaderna.
Hittills har genterapiförsök gjorts för sjukdomar som hjärtiskemi [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005] eller perifer arteriell insufficiens [Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S et al., 2003].
Om dessa behandlingar också tillämpades på idrottare skulle resultatet bli en ökning av syre- och näringsinnehållet i vävnaderna, men framför allt möjligheten att skjuta upp utmattningen av både hjärt- och skelettmuskulatur.
Eftersom VEGF redan används i många kliniska prövningar skulle genetisk dopning redan vara möjlig.
Det normala differentiering av muskuloskeletala massan det är av grundläggande betydelse för den korrekta funktionen hos organismen; denna funktion möjliggörs tack vare verkan av myostatin, ett protein som är ansvarigt för tillväxt och differentiering av skelettmuskler.
Det fungerar som en negativ regulator, som hämmar spridningen av satellitceller i muskelfibrer.
Experimentellt används myostatin in vivo att hämma muskelutveckling i olika däggdjursmodeller.
Myostatin är aktivt både med en autokrin och parakrin mekanism, både på muskuloskeletala och hjärtnivå. Dess fysiologiska roll är ännu inte helt klarlagd, även om användningen av myostatinhämmare, såsom follistatin, orsakar en dramatisk och utbredd ökning av muskelmassa [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Sådana hämmare kan förbättra det regenerativa tillståndet hos patienter som lider av allvarliga sjukdomar såsom Duchenne muskeldystrofi [Bogdanovich S et al., 2002)].
Myostatin tillhör TGF-beta-superfamiljen och avslöjades först av gruppen Se-Jin Lee [McPherron et al., 1997]. År 2005 påpekade Se-Jin Lee från Johns Hopkins University att möss som berövas myostatingenen (knock out möss) utvecklar hypertrofisk muskulatur.
Dessa supermöss kunde klättra i trappor med tunga vikter fästa vid svansen. Under samma år visade tre andra forskargrupper att den bovina fenotypen som vanligen kallas "dubbelmuskel" berodde på en mutation i genen som kodar för myostatin [Grobet et al., 1997; Kambadur et al., 1997; McPherron & Lee, 1997].
En mutation av den homozygota typen mstn - / - upptäcktes nyligen hos ett tyskt barn som har utvecklat extraordinär muskelmassa. Mutationen har kallats effekten av att hämma myostatinuttryck hos människor. Barnet utvecklade muskler bra vid födseln, men i uppväxten ökade också muskelmassans utveckling och vid 4 års ålder kunde han redan lyfta vikter på 3 kilo; han är son till en tidigare professionell idrottare och hans morföräldrar var kända som mycket starka män.
Genetiska analyser av modern och barnet avslöjade en mutation i myostatingenen som resulterade i en brist på produktion av proteinet [Shuelke M et al., 2004].
Både när det gäller de experiment som utfördes på musen av Se-Jin Lee-gruppen och hos barnet hade muskeln vuxit både i tvärsnittet (hypertrofi) och i antalet myofibriller (hyperplasi) [McPherron et al. ., 1997].
Smärta är en obehaglig sensorisk och känslomässig upplevelse i samband med faktisk eller potentiell vävnadsskada och beskrivs i termer av sådan skada [iasp]. På grund av dess obehaglighet kan känslan av smärta inte ignoreras och inducerar subjektet som försöker att undvika de (skadliga) stimuli som är ansvariga för den; denna aspekt konfigurerar smärtans skyddande funktion.
Inom sport kan användningen av kraftfulla smärtstillande läkemedel leda idrottare till att träna och tävla bortom den normala smärtgränsen.
Detta kan orsaka avsevärda hälsorisker för idrottaren, eftersom skadan kan förvärras avsevärt och förvandlas till en permanent skada. Användningen av dessa läkemedel kan också leda idrottaren till ett psyko-fysiskt beroende av dem.
Ett "alternativ till legala smärtstillande medel kan vara att använda smärtstillande peptider som endorfiner eller enkefaliner. Preklinisk djurforskning har visat att generna som kodar för dessa peptider har en effekt på uppfattningen av inflammatorisk smärta [Lin CR et al., 2002; Smith O , 1999].
Genterapi för smärtlindring är dock fortfarande långt ifrån dess kliniska tillämpning.
, kemikalier, virus, etc.) och den kodade transgenen.Klinisk forskning hittills har varit relativt säker [Kimmelman J, 2005]. Mer än 3000 patienter har behandlats och endast en av dessa dog av kronisk leversjukdom och överdosering av vektorer [Raper SE et al., 2003]. Hos tre andra patienter som behandlats för immunsviktssyndrom utvecklades leukemiliknande symptom [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] och en av dem dog. Sedan dess har andra forskargrupper behandlat liknande patienter med liknande terapeutiska resultat, utan några biverkningar [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. I detta fall syftar forskning till att behandla patienter med vektorer som aldrig kan användas för att öka prestanda.
Personer som försöker öka sina EPO -nivåer onaturligt ökar också sannolikheten för att få hjärtinfarkt eller akuta hjärnepisoder. Ökningen av röda blodkroppar bestämmer också en ökning av blodtätheten som kan orsaka blodproppar; det är därför inte fel att tro att de biverkningar som ses hos patienter också kan inträffa hos friska idrottare. [Lage JM et al., 2002].
Om EPO infördes genetiskt skulle nivån och varaktigheten av erytropoietinproduktionen vara mindre kontrollerbar, så att hematokrit skulle gå fram nästan obegränsat till patologiska nivåer.
Det antas att behandling med IGF-1 kan leda till tillväxt av hormonberoende tumörer.
Det är därför av avgörande betydelse att användningen av farmakogenetiskt utvalda vektorer har en välkänd och kontrollerad genuttrycksmodell.
De exakta metoderna för att upptäcka genetisk dopning har ännu inte fastställts, också för att DNA som överförs med genterapi är av mänskligt ursprung, därför inte annorlunda än för idrottare som använder det.
Muskelterapier är begränsade till injektionsstället eller till vävnaden i omedelbar närhet, därför kommer de flesta genteknikerna på musklerna inte att kunna detekteras genom den klassiska antidopningsanalysen av urin eller blodprov; en muskelbiopsi skulle vara nödvändig, men den är för invasiv för att kunna uppfattas som ett normalt medel för dopningskontroll.
Många former av genetisk dopning kräver inte direkt introduktion av gener i det önskade organet; EPO -genen kan till exempel injiceras i valfri del av kroppen och lokalt producera proteinet som sedan kommer in i cirkulationen. Leta efter EPO -injektionsstället skulle vara som att leta efter en nål i en höstack.
I de flesta fall kommer dock genetisk dopning att leda till introduktion av en gen som är en exakt kopia av den endogena och som kan ge upphov till ett protein som är helt identiskt med det endogena i dess posttranslationella modifieringar.
En ny publikation indikerar att det är möjligt att upptäcka en skillnad mellan det medfödda proteinet och genterapiprodukten baserat på det olika mönstret av glykosylering i olika celltyper, det återstår att se om så är fallet med alla typer av genetisk dopning [ Lasne F et al., 2004].
Offentliga myndigheter och idrottsorganisationer, däribland Internationella olympiska kommittén, har fördömt dopning redan på 1960 -talet. De senaste framstegen som gjorts med biologiska läkemedel kommer att få stor inverkan på arten av läkemedel som förskrivs till patienter, och kommer också att förändra valet av läkemedel som används för att förbättra atletisk prestation.
Genterapi är uteslutande godkänt för kliniska tester av somatiska genterapiprodukter hos människor, och utesluter strikt möjligheten att betrakta någon typ av human könscellgenterapi som genomförbar.
Förbudet mot genetisk dopning från World Anti-Doping Agency (WADA) och internationella idrottsförbund utgör en stark grund för dess eliminering inom idrotten, men beror också på hur de olika reglerna tas emot av idrottare.
De flesta idrottare har inte tillräckligt med kunskap för att fullt ut förstå den potentiella negativa effekten av genetisk dopning. Av denna anledning kommer det att vara mycket viktigt att de och deras supportpersonal är välutbildade för att förhindra användning. Idrottare måste också vara medvetna om riskerna med användning av genetisk doping vid användning i okontrollerade anläggningar, utan att kompromissa dock den oändliga potential som officiell genterapi erbjuder för behandling av allvarliga patologier.
Läkemedelsindustrin är väl medveten om möjligheterna och riskerna med användning av genetisk doping och vill samarbeta i utvecklingen av forskning för att upptäcka genprodukter som finns i dess läkemedel. Den bör helst underteckna en kod där den åtar sig att aldrig producera eller sälja, av någon anledning, genetiska produkter för icke-terapeutiskt bruk.
Ett begränsat antal personer från olika vetenskaps- och idrottsgrenar intervjuades för att få en "uppfattning om föreställningen och eventuell inverkan av genetisk dopning på dem. Bland intervjupersonerna fanns tre idrottsläkare, en apotekare, fyra elitidrottare och fem forskare från akademin och läkemedelsindustrin; här är frågorna:
- Känner du igen begreppet genetisk dopning?
- Vad tror du att denna term betyder?
- Tror du på förbättrad prestanda genom användning av genetisk doping?
- Vilka är, enligt din mening, hälsoriskerna i samband med användning av genetisk doping?
- Används genetisk dopning redan, eller kommer det bara att vara i framtiden?
- Blir det lätt att upptäcka genetisk dopning?
Av de olika svaren är det tydligt att människor utanför det vetenskapliga samfundet har liten kunskap om användningen av denna terapi; en vanlig rädsla är att genterapi kan påverka avkommor eller orsaka cancer. Genetisk doping kommer att vara komplex och förebyggande åtgärder svåra. å andra sidan insisterar alla på att genetisk dopning kommer att användas av idrottare så snart det är tillgängligt och att detta kommer att hända de närmaste åren.
Proffs som omger elitidrottare är mycket bekymrade över den möjliga användningen av genetisk doping och rekommenderar utbildning av sina idrottare och deras medicinska supportpersonal, till stöd för utvecklingen av förebyggande antidopingmätningsforskning.Dessa proffs är övertygade om att problemet med ansökan av genetisk dopning till idrottare kommer att uppstå inom de närmaste åren och att dess upptäckt kommer att bli ganska svårt.
Idrottsvärlden kommer förr eller senare att stå inför fenomenet genetisk dopning; det exakta antalet år som måste gå för att detta ska hända är svårt att uppskatta, men man kan anta att detta kommer att hända inom kort, under de närmaste åren (OS i Beijing 2008 eller senast i efterföljande).
Från cykling till tyngdlyftning, simning till fotboll och skidåkning, alla sporter kan dra nytta av genetisk manipulation: välj bara den gen som förbättrar den typ av prestanda som krävs! [Bernardini B., 2006].
