Strach je, že genovou manipulaci lze také použít ke snaze zlepšit sportovní výkon; v tomto smyslu již přijala opatření Světová antidopingová agentura (WADA), včetně genetického dopingu na seznamu zakázaných metod a látek.
Teoreticky lze všechny úrovně proteinů přítomných v našem těle modulovat pomocí genové terapie.
Konference o genetickém dopingu, kterou v březnu 2002 uspořádala organizace WADA [Pound R, WADA 2002], a „Evropský kongres práce o harmonizaci a budoucím vývoji antidopingové politiky“, který se konal ve stejné době v holandském Arnhemu rok, dala možnost vědcům, lékařům, lékařům, vládám, antidopingovým organizacím a farmaceutickému průmyslu vyměňovat si jakýkoli typ informací o výsledcích výzkumu a detekčních metod týkajících se této nové dopingové techniky ...
Od 1. ledna 2003 zařazuje Mezinárodní olympijský výbor (MOV) genetický doping do seznamu zakázaných tříd látek a metod [WADA, 2007]. Od roku 2004 přebírá WADA odpovědnost za vydávání mezinárodního dopingového seznamu, který je každoročně aktualizován. Metoda genetického dopingu zahrnutá v tomto seznamu je definována jako neterapeutické použití buněk, genů, genetických prvků nebo modulace genové exprese s cílem zlepšit sportovní výkon.
Tento článek má za cíl:
- vyjasnit, zda je ve sportu skutečně možné využívat rostoucí znalosti pocházející z genové terapie, nového a slibného odvětví tradiční medicíny;
- identifikovat možné způsoby, kterými lze použít genovou terapii ke zvýšení výkonu.
V této „době genetiky a genomiky, bude možné identifikovat geny, které určují genetickou predispozici člověka pro konkrétní sport [Rankinen T at al., 2004]. Studium genů v mladém věku může představovat nejlepší způsob, jak rozvinout velkého sportovce již od dítěte a vytvořit konkrétní osobní tréninkový program. Tuto studii aplikovanou na sportovce lze také použít k identifikaci konkrétních tréninkových metod s cílem zvýšit genetickou predispozici pro tento typ tréninku [Rankinen T at al., 2004].
Ale povede studium genů k lepším sportovcům?
Marion Jones a Tim Montgomery byli oba šampioni na 100 m rychlosti, v létě 2003 měli dítě. Steffi Graf a Andre Agassi (oba Mistrovství světa v tenise) mají také děti. Tyto děti budou s největší pravděpodobností oblíbené. Ve srovnání s ostatními, ale existují také další faktory, jako jsou environmentální a psychologické, které určují nebo ne možnost, že se stanou šampiony.
Genovou terapii lze definovat jako přenos genového materiálu do lidských buněk za účelem léčby nebo prevence onemocnění nebo dysfunkce. Tento materiál je reprezentován DNA, RNA nebo geneticky změněnými buňkami. Princip genové terapie je založen na zavedení terapeutického genu do buňky za účelem kompenzace chybějícího genu nebo nahrazení abnormálního genu. Obecně se používá DNA, která kóduje terapeutický protein a aktivuje se, když dosáhne jádra.
„Většina sportovců bere drogy“ [De Francesco L, 2004].
Průzkum Centra pro výzkum léčiv dospěl k závěru, že dopingové přípravky užilo alespoň jednou méně než 1% nizozemské populace, celkem tedy asi 100 000 lidí. 40% těchto lidí užívá doping už roky a většina z nich dělá silový trénink neboli budování těla. Zdá se, že užívání dopingových látek v elitním sportu je vyšší než 1% uvedené pro běžnou populaci, ale přesný údaj není znám. Procento elitních sportovců, kteří mají pozitivní dopingové kontroly, kolísalo mezi 1%. 1,3% a 2,0% v posledních letech [DoCoNed, 2002].
Definice genetického dopingu WADA ponechává prostor pro otázky
- Co přesně znamená neterapeutický?
- Budou tito pacienti se svalovými dysfunkcemi léčeni genovou terapií přijati do soutěží?
Stejná úvaha platí pro pacienty s rakovinou, kteří byli léčeni chemoterapií a kteří nyní dostávají gen EPO kódující erytropoetin, aby urychlili obnovu funkce kostní dřeně.
Probíhá také současný výzkum genové terapie s cílem urychlit proces hojení rány nebo zmírnit bolesti svalů po cvičení; takové praktiky nemusí být všemi považovány za "terapeutické" a jejich vlastnosti zvyšující výkon mohou být zpochybňovány.
Z klinického hlediska by bylo vhodnější lépe specifikovat definici genetického dopingu, zejména s ohledem na nesprávné používání technologií přenosu genů.
WADA (oddíl M3 Světový antidopingový kodex (verze 1. ledna 2007) odůvodnil zákaz genetického dopingu následujícími body:
- vědecké důkazy, prokázaný farmakologický účinek nebo zkušenost, že látky nebo metody zahrnuté v seznamu mají schopnost zvyšovat sportovní výkon;
- použití látky nebo metody způsobuje skutečné nebo předpokládané riziko pro zdraví sportovce.
- užívání dopingu je v rozporu se sportovním duchem. Tento duch je popsán v úvodu Kodexu s odkazem na řadu hodnot, jako jsou etika, poctivá hra, poctivost, zdraví, zábava, štěstí a dodržování pravidel.
Existuje mnoho nejistot ohledně dlouhodobých účinků modifikace genu; mnoho z těchto efektů také nemusí být nikdy objeveno, buď proto, že nebyly důkladně prozkoumány (kvůli finančním problémům), nebo proto, že je obtížné definovat spolehlivé vzorky pro studium vedlejších účinků zcela nových metod nebo aplikací.
Na rozdíl od terapií somatických buněk jsou změny zárodečných linií trvalé a jsou přenášeny také na potomstvo. V tomto případě existují kromě možného rizika pro zdraví sportovců také rizika vůči třetím stranám, jako je potomstvo, rodiče nebo partneři.
V oblasti farmakogenetiky, jejíž vývoj závisí na společném úsilí vědy a farmaceutického průmyslu, je hlavním cílem vyvinout medicínu „ušitou na míru“ každému z nás. Jak je známo, mnoho léčiv má zcela odlišné na tom, kdo je bere, je to dáno skutečností, že jejich vývoj je obecný a nezohledňuje individuální genetické vlastnosti. Pokud by se ve světě sportu rozšířila farmakogenetika, samotná myšlenka soutěže mezi zjevně rovnocennými sportovci, kteří se připravují víceméně srovnatelným způsobem, by mohla být zastaralá.
Experimentální klinická data genové terapie ukázala velmi povzbudivé výsledky u pacientů s těžkou kombinovanou imunodeficiencí [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] a hemofilií B [Kay MA, et al. 2000]. Kromě toho angiogenní terapie prostřednictvím vektorů exprimujících vaskulární endoteliální růstový faktor pro léčbu koronárních srdečních chorob přinesla dobré výsledky při angině [Losordo DW et al., 2002].
Pokud by byl použit přenos genů kódujících tkáňové růstové faktory [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], léčba různých poškození spojených se sportovní praxí, jako je prasknutí vazu nebo natržení svalu, by teoreticky mohla vést v lepší regeneraci. Tyto přístupy se nyní vyhodnocují na zvířecích modelech, ale v příštích letech budou určitě aktivovány také klinické studie na lidech.
V roce 1964 severní finský lyžař Eero Mäntyranta učinil úsilí svých soupeřů zbytečným ziskem dvou olympijských zlat na hrách v rakouském Innsbrucku. Po několika letech se ukázalo, že Mantyranta nesla vzácnou mutaci genu pro erytropoetinový receptor, která narušením normální zpětné vazby na počet červených krvinek způsobuje polycytémii s následným zvýšením o 25-50%. transportní kapacita kyslíku. Zvýšení množství kyslíku do tkání znamená zvýšení odolnosti proti únavě. Mäntyranta měla to, co každý sportovec chce: EPO. Sportovci budoucnosti mohou být schopni zavést do těla gen, který napodobuje účinek genové mutace, která se přirozeně vyskytovala v Mäntyranta a přispívá k výkonu.
Inzulinu podobný růstový faktor (IGF-1) je produkován játry i svaly a jeho koncentrace závisí na koncentraci lidského růstového hormonu (hGH).
Trénink, navrhuje Sweeney, stimuluje svalové prekurzorové buňky, nazývané „satelity“, aby byly vnímavější k IGF-I.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Aplikování této léčby na sportovce by znamenalo posílení brachiálních svalů tenisty, lýtka běžce nebo bicepsu boxera. Taková terapie je považována za relativně bezpečnější než EPO, protože účinek je lokalizován pouze do cílového svalu. Je pravděpodobné, že tento přístup bude také aplikován na lidi již v příštích několika letech.
Izoforma inzulinu podobného růstového faktoru-1 (IGF-1), mechanický růstový faktor (MGF), je aktivována mechanickými podněty, jako je např. svalové cvičení. Tento protein, kromě stimulace růstu svalů, hraje důležitou roli při opravě zraněné svalové tkáně (jak se to děje například po intenzivním tréninku nebo soutěži).
MGF se produkuje ve svalové tkáni a necirkuluje v krvi.
VEGF představuje růstový faktor cévního endotelu a lze jej použít k usnadnění růstu nových krevních cév.VEGF terapie byla vyvinuta k produkci bypassu koronární arterie u pacientů s ischemickou chorobou srdeční nebo k pomoci starším lidem s onemocněním periferních tepen. tento kód pro VEGF může podporovat růst nových krevních cév tím, že umožní větší přísun kyslíku do tkání.
Experimenty genové terapie byly dosud prováděny u nemocí, jako je srdeční ischemie [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005] nebo periferní arteriální insuficience [Baumgartner I a kol., 1998; Rajagopalan S et al., 2003].
Pokud by se tato ošetření aplikovala i na sportovce, výsledkem by bylo zvýšení obsahu kyslíku a živin v tkáních, ale především možnost odložit vyčerpání srdečního i kosterního svalu.
Protože se VEGF již používá v mnoha klinických studiích, genetický doping by již byl možný.
Normální diferenciace muskuloskeletální hmoty má zásadní význam pro správnou funkčnost organismu; tato funkce je možná díky působení myostatinu, proteinu zodpovědného za růst a diferenciaci kosterních svalů.
Působí jako negativní regulátor a inhibuje proliferaci satelitních buněk ve svalových vláknech.
Experimentálně se používá myostatin in vivo k inhibici vývoje svalů v různých savčích modelech.
Myostatin je aktivní jak s autokrinním, tak parakrinním mechanismem, a to jak na pohybové, tak na srdeční úrovni. Jeho fyziologická role není dosud zcela objasněna, ačkoli použití inhibitorů myostatinu, jako je follistatin, způsobuje dramatický a rozšířený nárůst svalové hmoty [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Takové inhibitory mohou zlepšit regenerační stav u pacientů trpících závažná onemocnění, jako je Duchennova svalová dystrofie [Bogdanovich S et al., 2002)].
Myostatin patří do beta rodiny TGF a byl poprvé odhalen skupinou Se-Jin Lee [McPherron et al., 1997]. V roce 2005 Se-Jin Lee z Univerzity Johna Hopkinse poukázal na to, že u myší zbavených genu pro myostatin (vyřazené myši) se vyvíjí hypertrofické svalstvo.
Tyto supermice byly schopné šplhat po schodech s těžkými váhami připevněnými k jejich ocasům. Během stejného roku tři další výzkumné skupiny ukázaly, že fenotyp skotu běžně nazývaný „dvojitý sval“ byl způsoben mutací genu kódujícího myostatin [Grobet et al., 1997; Kambadur a kol., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Mutace homozygotního typu mstn - / - byla nedávno objevena u německého dítěte, které vyvinulo mimořádnou svalovou hmotu. Mutace byla označována jako účinek inhibice exprese myostatinu u lidí. Dítěti se při narození dobře vyvíjely svaly, ale dospívání také zvýšilo rozvoj svalové hmoty a ve věku 4 let už dokázal zvednout 3 kila; je synem bývalého profesionálního sportovce a jeho prarodiče byli známí jako velmi silní muži.
Genetické analýzy matky a dítěte odhalily mutaci v genu pro myostatin, což mělo za následek nedostatečnou produkci proteinu [Shuelke M et al., 2004].
Jak v případě experimentů provedených na myši skupinou Se-Jin Lee, tak v případě dítěte, sval narostl jak v příčném řezu (hypertrofie), tak v počtu myofibril (hyperplazie) [McPherron et al ., 1997].
Bolest je nepříjemný smyslový a emoční zážitek spojený se skutečným nebo potenciálním poškozením tkáně a popsaný jako takové poškození [iasp]. Kvůli své nepříjemnosti nelze emoce bolesti ignorovat a vyvolává subjekt, který se o to pokouší, aby se vyhnul (škodlivým) podnětům, které jsou za to odpovědné; tento aspekt konfiguruje ochrannou funkci bolesti.
Ve sportu by použití silných léků tlumících bolest mohlo vést sportovce k tréninku a soutěži za hranicí normálního prahu bolesti.
To může sportovci způsobit značná zdravotní rizika, protože zranění se může značně zhoršit a přejít v trvalé zranění.Užívání těchto léků může také vést sportovce k psycho-fyzické závislosti na nich.
"Alternativou legálních léků proti bolesti by mohlo být použití analgetických peptidů, jako jsou endorfiny nebo enkefaliny. Preklinický výzkum na zvířatech ukázal, že geny kódující tyto peptidy mají vliv na vnímání zánětlivé bolesti [Lin CR et al., 2002; Smith O , 1999].
Genová terapie pro úlevu od bolesti je však stále daleko od své klinické aplikace.
chemikálie, viry atd.) a kódovaný transgen.Dosavadní klinický výzkum byl relativně bezpečný [Kimmelman J, 2005]. Bylo ošetřeno více než 3000 pacientů a pouze jeden z nich zemřel na chronické onemocnění jater a předávkování vektorem [Raper SE et al., 2003]. U tří dalších pacientů léčených pro syndrom imunodeficience se vyvinuly symptomy podobné leukémii [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] a jeden z nich zemřel. Od té doby léčily jiné výzkumné skupiny podobné pacienty s podobnými terapeutickými výsledky, bez vedlejších účinků [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. V tomto případě je výzkum zaměřen na léčbu pacientů vektory, které nelze nikdy použít ke zvýšení výkonu.
Lidé, kteří se snaží nepřirozeně zvýšit hladinu EPO, také zvyšují pravděpodobnost infarktu nebo akutních mozkových příhod. Nárůst červených krvinek také určuje zvýšení hustoty krve, které může způsobit krevní sraženiny; není proto nesprávné domnívat se, že nežádoucí reakce pozorované u pacientů se mohou vyskytovat i u zdravých sportovců. [Lage JM et al., 2002].
Pokud by byl EPO zaveden geneticky, úroveň a doba produkce erytropoetinu by byla méně kontrolovatelná, takže by hematokrit postupoval téměř neomezeně na patologické úrovně.
Předpokládá se, že léčba IGF-1 může vést k růstu nádorů závislých na hormonech.
Je proto velmi důležité, aby použití farmakogeneticky vybraných vektorů mělo dobře známý a kontrolovaný model genové exprese.
Přesné metody detekce genetického dopingu dosud nebyly stanoveny, také proto, že DNA, která je přenášena pomocí genové terapie, je lidského původu, a proto se neliší od té, kterou používají sportovci.
Svalové terapie jsou omezeny na místo vpichu nebo na tkáň v bezprostřední blízkosti, proto většina genových technologií ve svalech nebude možné detekovat pomocí klasické antidopingové analýzy vzorků moči nebo krve; svalová biopsie by byla nezbytná, ale je příliš invazivní na to, aby byla koncipována jako normální prostředek dopingové kontroly.
Mnoho forem genetického dopingu nevyžaduje přímé zavedení genů do požadovaného orgánu; gen EPO může být například injikován do jakékoli části těla a lokálně produkovat protein, který pak vstoupí do oběhu. Hledat místo vpichu EPO by bylo jako hledat jehlu v kupce sena.
Ve většině případů však genetický doping povede k zavedení genu, který je přesnou kopií endogenního genu a je schopen v posttranslačních modifikacích vést k vytvoření proteinu zcela identického s endogenním.
Nedávná publikace naznačuje, že je možné detekovat rozdíl mezi vrozeným proteinem a produktem genové terapie na základě odlišného vzorce glykosylace v různých typech buněk, zbývá zjistit, zda tomu tak je u všech typů genetického dopingu [ Lasne F et al., 2004].
Veřejné orgány a sportovní organizace, včetně Mezinárodního olympijského výboru, odsoudily doping již v 60. letech minulého století. Nedávné pokroky dosažené v oblasti biologie budou mít zásadní dopad na povahu léků předepisovaných pacientům a také změní výběr léků používaných k zlepšit sportovní výkon.
Genová terapie je povolena výhradně pro klinické testování produktů somatické genové terapie na lidech, přičemž striktně vylučuje možnost považovat jakýkoli typ lidské zárodečné genové terapie za proveditelný.
Zákaz genetického dopingu Světovou antidopingovou agenturou (WADA) a mezinárodními sportovními federacemi poskytuje silný základ pro jeho odstranění ve sportu, ale bude také záviset na tom, jak různé předpisy přijmou sportovci.
Většina sportovců nemá dostatek znalostí, aby plně porozuměla potenciálnímu negativnímu účinku genetického dopingu. Z tohoto důvodu bude velmi důležité, aby oni a jejich podpůrný personál byli dobře vyškoleni, aby se zabránilo jeho používání. Sportovci si také musí být vědomi rizik spojených s používáním genetického dopingu při použití v nekontrolovaných zařízeních, aniž by však došlo ke kompromisu. nekonečný potenciál, který nabízí oficiální genová terapie pro léčbu závažných patologií.
Farmaceutický průmysl si je dobře vědom možností a rizik vyplývajících z používání genetického dopingu a chce spolupracovat na vývoji výzkumu pro detekci genových produktů přítomných v jeho léčivech. Přednostně by měla podepsat kód, ve kterém se zaváže, že nikdy nebude z jakéhokoli důvodu vyrábět ani prodávat genetické produkty pro neterapeutické použití.
Dotazován byl omezený počet lidí z různých vědních a sportovních oborů, aby získali „představu o pojmu a možném dopadu genetického dopingu na ně. Mezi dotazovanými byli tři sportovní lékaři, lékárník, čtyři elitní sportovci a pět vědců z akademické obce a farmaceutického průmyslu; zde jsou otázky:
- Znáte termín genetický doping?
- Co si myslíte, že tento termín znamená?
- Věříte ve zlepšený výkon pomocí genetického dopingu?
- Jaká jsou podle vás zdravotní rizika spojená s užíváním genetického dopingu?
- Používá se již genetický doping, nebo to bude jen v budoucnosti?
- Bude snadné zjistit genetický doping?
Z různých odpovědí je zřejmé, že lidé mimo vědeckou komunitu mají o používání této terapie jen málo znalostí; obává se, že genová terapie může ovlivnit potomstvo nebo způsobit rakovinu. Genetický doping bude složitý a preventivní opatření obtížná. na druhé straně všichni trvají na tom, že genetický doping využijí sportovci, jakmile bude k dispozici, a že se tak stane v příštích několika letech.
Profesionálové obklopující elitní sportovce se velmi obávají možného využití genetického dopingu a doporučují vzdělávání svých sportovců a jejich zdravotnického personálu na podporu rozvoje preventivního výzkumu antidopingového měření. Tito odborníci jsou přesvědčeni, že problém aplikace genetického dopingu pro sportovce se objeví během několika příštích let a že jeho detekce bude poměrně obtížná.
Svět sportu se dříve či později ocitne tváří v tvář fenoménu genetického dopingu; přesný počet let, které budou muset uplynout, aby se to stalo, je těžké odhadnout, ale lze předpokládat, že k tomu dojde brzy, v příštích letech (olympijské hry v Pekingu 2008 nebo nejpozději v následujících letech).
Od cyklistiky přes vzpírání, plavání až po fotbal a lyžování by všechny sporty mohly těžit z genetické manipulace: stačí vybrat gen, který zlepšuje typ požadovaného výkonu! [Bernardini B., 2006].
