Artikkeli on otettu Dr. Boscariol Lorenzon valmistelutyöstä
Viimeaikaiset edistysaskeleet geeniterapian alalla avaavat uusia ja mielenkiintoisia näkökulmia eri patologioiden hoitoon; sen jälkeen kun ensimmäiset geneettisen hoidon testit tehtiin proteiinien kanssa, jotka liittyvät tiukasti dopingiin (esim. erytropoietiini ja kasvuhormoni), tämän ja urheilun välinen yhteys on ilmeinen.
Teoriassa kaikki kehossamme olevien proteiinien tasot voidaan moduloida geeniterapian avulla.
Gada-dopingia käsittelevä konferenssi, joka pidettiin maaliskuussa 2002 WADA: ssa [Pound R, WADA 2002], ja "Euroopan kongressi, jossa käsitellään yhdenmukaistamista ja dopingin vastaisen politiikan tulevaa kehitystä". Arnhem, Hollanti, antoi samana vuonna tutkijoille, lääkäreille, lääkäreille, hallituksille, antidopingjärjestöille ja lääkealan yrityksille mahdollisuuden vaihtaa kaikenlaista tietoa tutkimuksen tuloksista ja menetelmistä tämän uuden dopingtekniikan kartoittamiseksi .
Kansainvälinen olympiakomitea (IOC) sisälsi 1.1.2003 alkaen geneettisen dopingin kiellettyjen aineiden ja menetelmien luetteloon [WADA, 2007]. Vuodesta 2004 WADA on vastuussa kansainvälisen dopingluettelon julkaisemisesta, joka päivitetään vuosittain. Tässä luettelossa oleva geneettisen dopingin menetelmä määritellään solujen, geenien, geneettisten elementtien tai geneettisen ilmentymisen moduloinnin ei-terapeuttiseksi käyttötarkoitukseksi urheilullisen suorituskyvyn parantamiseksi.
Tämän artikkelin tavoitteena on:
- selvittää, onko urheilussa mahdollista hyödyntää yhä enemmän geeniterapiasta johtuvaa tietoa, joka on uusi ja lupaava perinteisen lääketieteen ala;
- tunnistaa mahdolliset keinot, joilla geeniterapiaa voidaan käyttää suorituskyvyn lisäämiseksi.
Aiemmin myös sellaiset lääkkeet, jotka olivat vielä kokeellisessa tutkimusvaiheessa, ovat löytäneet tilaa urheilun maailmassa; Tästä syystä sekä Maailman antidopingvirasto (WADA) että Kansainvälinen olympiakomitea (IOC) ilmaisivat huolensa.
"Urheilijat eivät syntyneet kaikilta osin" : tämä on lainaus Sir Roger Bannisterilta, ensimmäiseltä mieheltä, joka matkusti alle 4 minuutissa. Eri etnisiä alkuperää olevia ihmisiä voi olla muita edessään, vain ajattele Länsi-Afrikan kilpailijoita, jotka hallitsevat lyhyen matkan kilpailuja, tai Itä-Afrikan urheilijoita, jotka voittavat maratonin; toisaalta kaukasialaiset hallitsevat uimakilpailuissa.
Tässä genetiikan ja genomiikan ajassa on mahdollista tunnistaa geenit, jotka määrittävät henkilön geneettisen alttiuden tietylle urheilulle [Rankinen T at al., 2004]. Geenien tutkiminen nuorena voi olla paras tapa kehittää suuri urheilija lapselta ja luoda erityinen henkilökohtainen koulutusohjelma. Tätä urheilijoihin sovellettavaa tutkimusta voidaan käyttää myös tunnistamaan erityisiä koulutusmenetelmiä, joilla pyritään lisäämään tämäntyyppisen koulutuksen geneettistä alttiutta [Rankinen T at al., 2004].
Mutta saako geenien tutkimus paremman urheilijan? Marion Jones ja Tim Montgomery olivat molemmat 100 metrin nopeusmestarit, heillä oli vauva kesällä 2003. Jopa Steffi Grafilla ja Andre Agassilla (molemmat numero maailman tennismestaruuskisoissa) on lapsia. Nämä lapset suosivat todennäköisesti muita, mutta on myös muita tekijöitä, kuten ympäristö- ja psykologisia tekijöitä, jotka päättävät, tulevatko he mestareiksi.
Geeniterapia voidaan määritellä geneettisen materiaalin siirtymiseksi ihmissoluihin sairauden tai toimintahäiriön hoitamiseksi tai ehkäisemiseksi. Tätä materiaalia edustaa DNA, RNA tai geneettisesti muunnetut solut. Geeniterapian periaate perustuu terapeuttisen geenin syöttämiseen soluun poissaolevan geenin kompensoimiseksi tai epänormaalin korvaamiseksi. Yleensä käytetään DNA: ta, joka koodaa terapeuttista proteiinia ja aktivoituu, kun se saavuttaa ytimen.
"Useimmat urheilijat ottavat huumeita" [De Francesco L, 2004]. Huumeiden tutkimuskeskuksen tutkimuksessa todettiin, että alle 1% Alankomaiden väestöstä otti dopingtuotteita ainakin kerran, yhteensä noin 100 000 ihmistä. 40% näistä ihmisistä on käyttänyt dopingia vuosia ja useimmat heistä tekevät voimaharjoittelua tai kehonrakennusta. Doping-aineiden käyttö eliittiurheilussa näyttää olevan suurempi kuin 1% yleisölle, mutta tarkka luku ei ole tiedossa. Dopingvalvontaan positiivisten testattujen eliitin urheilijoiden prosenttiosuus on vaihdellut 1, 3 prosentista 2, 0 prosenttiin viime vuosina [DoCoNed, 2002].
WADA: n muotoiltu geneettisen dopingin määritelmä jättää tilaa kysymyksille: mitä ei-terapeuttinen tarkoittaa? Voiko potilaiden, joilla on geeniterapiassa käsiteltyjä lihasten toimintahäiriöitä, osallistua kilpailuihin? Sama koskee myös syöpäpotilaita, joita on hoidettu kemoterapialla ja jotka nyt saavat erytropoietiinia koodaavan EPO-geenin luuytimen toiminnan palautumisen nopeuttamiseksi.
Nykyiset geeniterapiatutkimukset tehdään myös haavan paranemisprosessin nopeuttamiseksi tai lihaskipun lievittämiseksi harjoituksen jälkeen; tällaiset käytännöt eivät välttämättä ole kaikkien "terapeuttisia" ja niiden suorituskykyä parantavia ominaisuuksia voidaan kyseenalaistaa.
Kliinisestä näkökulmasta olisi tarkoituksenmukaisempaa määritellä paremmin geneettisen dopingin määritelmä erityisesti geenisiirtotekniikoiden väärän käytön vuoksi.
WADA (Maailman antidopingsäännöstön M3-osio (versio 1 tammikuu 2007)) perusteli geneettisen dopingin kieltämistä seuraavilla seikoilla: a) todistetut tieteelliset todisteet, farmakologinen vaikutus tai kokemus, että luetteloon sisältyvillä aineilla tai menetelmillä on kyky lisätä urheilun suorituskykyä; b) aineen tai menetelmän käyttö aiheuttaa todellisen tai oletetun riskin urheilijan terveydelle. c) dopingin käyttö rikkoo urheilun henkeä. Tätä henkeä kuvataan koodeksin käyttöönotossa viitaten useisiin arvoihin, kuten etiikkaan, reiluun peliin, rehellisyyteen, terveyteen, hauskuuteen, iloon ja sääntöjen kunnioittamiseen.
Toisin kuin somaattisissa soluissa, ituslinjojen muutokset ovat pysyviä ja välittyvät myös jälkeläisille. Tässä tapauksessa urheilijoiden terveydelle mahdollisesti aiheutuvan riskin lisäksi on olemassa riskejä myös kolmansille osapuolille, kuten jälkeläisille, vanhemmille tai kumppaneille.
Farmakogenetiikan alalla, jonka kehitys riippuu tieteen ja lääketeollisuuden yhdistetyistä ponnisteluista, päätavoitteena on kehittää "räätälöity" lääke jokaiselle meistä. Kuten hyvin tiedetään, monilla lääkkeillä on täysin erilainen vaikutus riippuen siitä, kuka ne ottaa, tämä johtuu siitä, että niiden kehitys on yleinen eikä siinä oteta huomioon yksilöllisiä geneettisiä ominaisuuksia. Jos farmakogenetiikka levisi urheilun maailmassa, juuri ajatus kilpailusta näennäisesti samanarvoisten urheilijoiden välillä, jotka valmistautuvat enemmän tai vähemmän vertailukelpoisilla tavoilla, saattaisivat vanhentua.
Geeniterapian kliiniset kokeelliset tiedot ovat osoittaneet erittäin rohkaisevia tuloksia potilailla, joilla on vakava yhdistetty immuunikatko [Hacein-Bey-Abina S et ai., 2002] ja hemofilia B [Kay MA, et ai. 2000]. Lisäksi angiogeeninen hoito vaskulaarisen endoteelin kasvutekijää ilmentävien vektorien avulla sepelvaltimotautien hoidossa on antanut hyviä tuloksia angiinassa [Losordo DW et ai., 2002].
Jos käytettiin kudoskasvutekijöitä koodaavien geenien siirtoa [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], erilaisiin urheiluun liittyviin vaurioihin, kuten nivelsidoksen repeytymiseen tai lihas repeytymiseen, liittyvä hoito, voisi teoriassa johtaa parempaan regeneraatioon. Näitä lähestymistapoja arvioidaan nyt eläinmalleissa, mutta lähivuosina ihmisen kliinisiä tutkimuksia varmasti aktivoidaan.
Vuonna 1964 Pohjois-Suomen hiihtäjä Eero Mäntyranta teki vastustajien ponnistelut hyödyttömäksi voittamalla kaksi olympiakultaa medioissa Innsbruckissa, Itävallassa. Muutaman vuoden kuluttua osoitettiin, että Mantyranta oli harvinaisen mutaation kantaja erytropoietiinireseptorigeenissä, joka vaarantaa punaisen verisolujen määrän normaalin takaisinkytkennän määrää polysytemian, jonka seurauksena 25-50% nousee hapen kuljetuskapasiteetti. Hapen määrän lisääminen kudoksiin tarkoittaa lisääntyvää vastustuskykyä väsymiselle. Mäntyrannalla oli mitä jokainen urheilija haluaa: EPO. Tulevaisuuden urheilijat voivat pystyä tuomaan kehoon geenin, joka kykenee jäljittelemään Mäntyrannassa luonnollisesti esiintyvän geneettisen mutaation vaikutusta ja edistämään suorituskykyä.
Insuliinimainen kasvutekijä (IGF-1) tuotetaan sekä maksassa että lihaksessa, ja sen pitoisuus riippuu ihmisen kasvuhormonin (hGH) pitoisuudesta.
Koulutus ehdottaa, että Sweeney stimuloi lihaksen esiastesoluja, joita kutsutaan "satelliiteiksi", vastaanottavammiksi IGF-I: lle
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Tämän hoidon soveltaminen urheilijoille merkitsisi tennispelaajan brachial-lihasten, juoksijan vasikan tai nyrkkeilijän bicepsin vahvistamista. Tämän hoidon uskotaan olevan suhteellisen turvallisempi kuin EPO, koska vaikutus on lokalisoitu vain kohdelihakselle. Tätä lähestymistapaa sovelletaan todennäköisesti ihmisiin jo lähivuosina.
Insuliinin kaltaisen kasvutekijän 1 (IGF-1), mekaanisen kasvutekijän (FGM) isoformi aktivoituu mekaanisilla ärsykkeillä, kuten esim. lihasharjoitus. Tällä proteiinilla on lihaskasvun stimuloinnin lisäksi tärkeä rooli vahingoittuneen lihaskudoksen korjaamisessa (kuten tapahtuu esimerkiksi intensiivikoulutuksen tai kilpailun jälkeen).
MGF: ää tuotetaan lihaskudoksessa eikä se kiertää veressä.
VEGF edustaa verisuonten endoteelin kasvutekijää ja sitä voidaan käyttää helpottamaan uusien verisuonten kasvua. VEGF-hoito kehitettiin sepelvaltimon ohituksen aikaansaamiseksi potilailla, joilla on iskeeminen sydänsairaus, tai vanhusten auttamiseen perifeerisellä arteropatialla. VEGF: ää koodaavat geenit voivat edistää uusien verisuonten kasvua, mikä mahdollistaa suuremman kudoksen hapen syöttämisen.
Toistaiseksi geeniterapiakokeita on tehty sellaisille sairauksille, kuten sydämen iskemia [Barton-Davis ER et ai., 1998; Losordo DW et ai., 2002; Tio RA et ai., 2005] tai perifeerisen valtimon vajaatoiminnan
[Baumgartner I et ai., 1998; Rajagopalan S et ai., 2003]. Jos näitä hoitoja sovellettaisiin myös urheilijoihin, se johtaisi hapen ja ravinteiden pitoisuuden lisääntymiseen kudoksiin, mutta ennen kaikkea mahdollisuuteen lykätä lihaskipua, sekä sydämen että luuston.
Koska VEGF: ää on jo käytetty monissa kliinisissä tutkimuksissa, geneettinen doping olisi jo mahdollista!
Lihas- ja liikuntaelimistön massan normaali erottelu on olennaisen tärkeää organismin oikean toiminnan kannalta; tämä toiminto on mahdollinen myostatiinin, luuston lihasten kasvusta ja erilaistumisesta johtuvan proteiinin, vaikutuksesta.
Se toimii negatiivisena säätelijänä, joka estää satelliittisolujen lisääntymisen lihaskuiduissa.
Kokeellisesti myostatiinia käytetään in vivo lihaskehityksen estämiseksi eri nisäkäsmalleissa.
Myostatiini on aktiivinen sekä autokriinisellä että parakriinimekanismilla sekä tuki- ja liikuntaelin- että sydänalueilla. Sen fysiologinen rooli ei vieläkään ole täysin selvä, vaikka esimerkiksi myostatiinin estäjien, kuten follistatiinin, käyttö aiheuttaa dramaattista ja laajaa kasvua lihaksessa [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Tällaiset inhibiittorit voivat parantaa regeneratiivista tilannetta potilailla, jotka kärsivät vakavista sairauksista, kuten Duchenne-lihasdüstroofiasta [Bogdanovich S et ai., 2002].
Nämä supertopit pystyivät kiivetä portaita pitkin raskaita painoja, jotka oli kiinnitetty hännään. Samana vuonna kolme muuta tutkimusryhmää osoitti, että yleisesti kutsutun "kaksoislihaksen" naudan fenotyyppi johtui myostatiinin koodaavan geenin mutaatiosta [Grobet et ai., 1997; Kambadur et ai., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Äskettäin löydettiin homotsygoottinen mstn - / - mutaatio saksalaisessa lapsessa, jolla oli poikkeuksellinen lihasmassa. Mutaatio osoitettiin myostatiinin ilmentymisen estämisen vaikutuksena ihmisiin. Lapsi kehitti lihaksia hyvin syntymän aikana, mutta kun hän kasvoi vanhemmaksi, myös lihasmassan kehittyminen lisääntyi ja 4-vuotiaana hän pystyi jo nostamaan painoja 3 kiloa; hän on entisen ammattilaisurheilijan poika ja hänen isovanhempansa tunnetaan monien kohtaloiden miehinä.
Äidin ja lapsen geneettinen analyysi paljasti myostatiinigeenin mutaation, joka johtui epäonnistuneesta proteiinituotannosta [Shuelke et ai., 2004].
Sekä Se-Jin Lee -ryhmän hiiren tekemien kokeiden että lapsen tapauksessa lihas oli kasvanut sekä poikkileikkauksessa (hypertrofiassa) että myofibrilien lukumäärässä (hyperplasia) [McPherron et ai., 1997].
Kipu on epämiellyttävä aistillinen ja emotionaalinen kokemus, joka liittyy todelliseen tai mahdolliseen kudosvaurioon ja jota kuvataan tällaisen vaurion suhteen. Epämiellyttävyydestään johtuen tuskan tunteita ei voida jättää huomiotta ja aiheuttaa aiheen, joka yrittää välttää sen aiheuttamat (haitalliset) ärsykkeet; tämä näkökohta määrittää kivun suojaavan toiminnon.
Urheilussa voimakkaiden kipua lievittävien lääkkeiden käyttö voi johtaa urheilijoiden harjoitteluun ja kilpailemaan normaalin kipukynnyksen ulkopuolella.
Tämä voi aiheuttaa huomattavia riskejä urheilijan terveydelle, koska leesio voi pahentua huomattavasti, jolloin siitä tulee pysyvä vamma. Näiden lääkkeiden käyttö voi myös johtaa urheilijan psyko-fyysiseen riippuvuuteen heistä.
Vaihtoehto oikeudellisille kipulääkkeille voisi olla analgeettisten peptidien, kuten endorfiinien tai enkefaliinien, käyttö. Prekliiniset eläintutkimukset ovat osoittaneet, että näitä peptidejä koodaavilla geeneillä on vaikutusta tulehduksellisen kivun havaitsemiseen [Lin CR et ai., 2002; Smith O, 1999].
Geeniterapia kivun lievittämiseksi on kuitenkin vielä kaukana sen kliinisestä käytöstä.
Toinen osa: geneettisen dopingin riskit "
Toimittaja : Lorenzo Boscariol
