Страх полягає в тому, що маніпуляції генами також можуть бути застосовані для спроб покращити спортивні показники; у цьому сенсі Всесвітнє антидопінгове агентство (ВАДА) вже вжило заходів, включивши генетичний допінг до списку заборонених методів та речовин.
Теоретично всі рівні білків, присутні в нашому тілі, можна модулювати за допомогою генної терапії.
Конференція з генетичного допінгу, яка була проведена у березні 2002 року ВАДА [Фунт R, WADA 2002], та «Європейський трудовий конгрес з питань гармонізації та майбутніх розробок антидопінгової політики», що відбулася в Арнемі, Голландія, того ж дня рік, дав можливість вченим, лікарям, лікарям, урядам, антидопінговим організаціям та фармацевтичній промисловості обмінюватися будь-якою інформацією про результати досліджень та методи виявлення щодо цієї нової техніки допінгу.
З 1 січня 2003 року Міжнародний олімпійський комітет (МОК) включив генетичний допінг до переліку заборонених класів і методів речовин [WADA, 2007]. З 2004 року ВАДА взяла на себе відповідальність за публікацію міжнародного списку допінгів, який оновлюється щорічно. Метод генетичного допінгу, включений до цього списку, визначається як нетерапевтичне використання клітин, генів, генетичних елементів або модуляції експресії генів з метою покращення спортивних показників.
Ця стаття має на меті:
- з'ясувати, чи насправді в спорті можна використати все більші знання, отримані в результаті генної терапії, нової та перспективної галузі традиційної медицини;
- визначити можливі способи використання генної терапії для підвищення продуктивності.
У цей «вік генетики та геноміки» можна буде ідентифікувати гени, які визначають генетичну схильність людини до певного виду спорту [Ранкінен Т та ін., 2004]. Вивчення генів у молодому віці може стати найкращим способом розвитку чудового спортсмена, починаючи з дитини, та створити певну особисту програму тренувань. Це дослідження, застосоване до спортсменів, також може бути використано для визначення конкретних методів тренування з метою збільшення генетичної схильності до такого типу тренувань [Rankinen T et al., 2004].
Але чи допоможе вивчення генів кращим спортсменам?
Маріон Джонс і Тім Монтгомері були чемпіонами зі швидкості 100 метрів, вони народили дитину влітку 2003 року. Стеффі Граф та Андре Агассі (обидва чемпіонати світу з тенісу) також мають дітей. Ці діти, швидше за все, будуть фаворитами порівняно з іншими, але існують також інші фактори, такі як екологічні та психологічні, які визначатимуть чи ні можливість того, що вони стануть чемпіонами.
Генну терапію можна визначити як передачу генного матеріалу в клітини людини для лікування або профілактики захворювання або дисфункції. Цей матеріал представлений ДНК, РНК або генетично зміненими клітинами. Принцип генної терапії заснований на введенні в клітину терапевтичного гена для компенсації відсутнього гена або заміни аномального. Як правило, використовується ДНК, яка кодує терапевтичний білок і активується, коли вона досягає ядра.
«Більшість спортсменів приймають наркотики» [De Francesco L, 2004].
Опитування Центру досліджень наркотиків показало, що менше 1% населення Нідерландів вживало принаймні один раз допінгові продукти, загалом близько 100 000 чоловік. 40% цих людей роками вживають допінг, і більшість із них займаються силовими тренуваннями або бодібілдингом. Використання допінгових речовин в елітному спорті, як видається, перевищує 1%, зазначене для населення в цілому, але точна цифра невідома. 2,0% за останні роки [DoCoNed, 2002].
Визначення генетичного допінгу WADA залишає місце для запитань
- Що саме означає нетерапевтичний?
- Чи будуть допущені до змагань ті пацієнти з м’язовими порушеннями, які лікуються за допомогою генної терапії?
Те ж саме стосується хворих на рак, які проходили курс хіміотерапії і тепер отримують ген ЕРО, що кодує еритропоетин, для прискорення відновлення функції кісткового мозку.
Поточні дослідження генної терапії також проводяться для прискорення процесу загоєння рани або для полегшення м’язового болю після тренування; такі практики не всі можуть розцінюватись як "терапевтичні", і їх властивості, що підвищують ефективність, можуть бути поставлені під сумнів.
З клінічної точки зору доцільніше було б уточнити визначення генетичного допінгу, особливо у світлі неналежного використання технологій передачі генів.
WADA (розділ M3 Світовий антидопінговий кодекс (версія 1 січня 2007 р.) обґрунтовувала заборону генетичного допінгу такими пунктами:
- наукові докази, доведений фармакологічний ефект або досвід того, що речовини або методи, включені до переліку, мають здатність підвищувати спортивні показники;
- використання речовини або методу створює реальний або передбачуваний ризик для здоров'я спортсмена.
- використання допінгу порушує спортивний дух. Цей дух описаний у вступі до Кодексу з посиланням на низку цінностей, таких як етика, чесна гра, чесність, здоров’я, веселощі, щастя та дотримання правил.
Існує багато невизначеностей щодо довгострокових наслідків модифікації генів; багато з цих ефектів також можуть бути ніколи не виявлені, або через те, що вони не були ретельно вивчені (через фінансові проблеми), або через те, що важко визначити надійні зразки для вивчення побічних ефектів абсолютно нових методів або застосувань.
На відміну від терапії соматичними клітинами, зміни зародкових ліній є постійними і також передаються нащадкам. У цьому випадку, крім можливого ризику для здоров'я спортсменів, існують також ризики для третіх сторін, таких як нащадки, батьки чи партнери.
У галузі фармакогенетики, розвиток якої залежить від об’єднаних зусиль науки та фармацевтичної промисловості, основна мета - розробити медицину, «пристосовану» для кожного з нас. Як відомо, багато ліків мають абсолютно різні на тому, хто їх приймає, це пояснюється тим, що їх розвиток є родовим і не враховує індивідуальні генетичні особливості. Якби фармакогенетика поширилася у світі спорту, сама ідея змагання між очевидно рівними спортсменами, які готуються більш -менш порівнянним чином, могла б застаріти.
Експериментальні клінічні дані генної терапії показали дуже обнадійливі результати у пацієнтів з важким комбінованим імунодефіцитом [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] та гемофілією B [Kay MA, et al. 2000]. Крім того, ангіогенна терапія за допомогою векторів, що експресують судинний ендотеліальний фактор росту для лікування ішемічної хвороби серця, дала хороші результати при стенокардії [Losordo DW et al., 2002].
Якби було використано перенесення генів, що кодують фактори росту тканин [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], теоретично лікування може призвести до лікування різних пошкоджень, пов’язаних зі спортивною практикою, таких як розрив зв’язок або розрив м’язів для кращої регенерації. Зараз ці підходи оцінюються на моделях на тваринах, але найближчими роками, безумовно, також будуть активовані клінічні випробування на людях.
У 1964 році північно -фінський лижник Ееро Ментіранта зробив зусилля своїх суперників марними, вигравши два олімпійські золота на Іграх в Інсбруку, Австрія. Через кілька років було показано, що Мантиранта несе рідкісну мутацію гена рецептора еритропоетину, яка, порушуючи нормальний контроль зворотного зв'язку щодо кількості еритроцитів, викликає поліцитемію з послідовним збільшенням на 25-50% ємність транспорту кисню. Збільшення кількості кисню в тканинах означає збільшення стійкості до втоми. Ментиранта мав те, що хоче кожен спортсмен: EPO. Спортсмени майбутнього, можливо, зможуть впровадити в організм ген, який імітує ефект генної мутації, яка, природно, відбулася в Ментиранті та сприяє досягненню результатів.
Інсуліноподібний фактор росту (IGF-1) виробляється печінкою та м’язами, і його концентрація залежить від концентрації гормону росту людини (hGH).
Суіні пропонує тренування стимулювати клітини-попередники м’язів, які називаються “супутниками”, щоб вони були більш “сприйнятливими до IGF-I”.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Застосування такого лікування до спортсменів означало б зміцнення плечових м’язів тенісиста, литок бігуна або біцепса боксера. Вважається, що така терапія є відносно безпечнішою, ніж ЕПВ, оскільки ефект локалізується лише на м’язі -мішені. Цілком ймовірно, що цей підхід також буде застосований до людей уже в найближчі кілька років.
Ізоформа інсуліноподібного фактора росту-1 (IGF-1), механічного фактора росту (MGF), активується механічними подразниками, такими як, наприклад, м’язові вправи. Цей білок, крім стимулювання росту м’язів, відіграє важливу роль у відновленні пошкодженої м’язової тканини (як це відбувається, наприклад, після інтенсивних тренувань або змагань).
MGF виробляється в м’язовій тканині і не циркулює в крові.
VEGF являє собою фактор росту ендотелію судин і може бути використаний для полегшення росту нових кровоносних судин. Терапія VEGF була розроблена для виробництва аортокоронарного шунтування у пацієнтів з ішемічною хворобою серця або для допомоги людям похилого віку з захворюваннями периферичних артерій. цей код для VEGF може сприяти зростанню нових кровоносних судин, дозволяючи більшому надходженню кисню до тканин.
До цих пір були проведені експерименти з генної терапії щодо таких захворювань, як ішемія серця [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005], або периферичної артеріальної недостатності [Baumgartner I та ін., 1998; Раджагопалан С та ін., 2003].
Якби ці процедури застосовувалися також до спортсменів, результатом було б збільшення вмісту кисню та поживних речовин у тканинах, але перш за все можливість відстрочення виснаження як серцевих, так і скелетних м’язів.
Оскільки VEGF вже використовується у багатьох клінічних випробуваннях, генетичний допінг вже став би можливим.
Нормальне диференціація кістково -м'язової маси це має принципове значення для правильної роботи організму; ця функція стала можливою завдяки дії міостатину, білка, що відповідає за ріст і диференціацію скелетних м’язів.
Він діє як негативний регулятор, пригнічуючи проліферацію клітин -супутників у м’язових волокнах.
Експериментально використовується міостатин в природних умовах для пригнічення розвитку м’язів у різних моделях ссавців.
Міостатин активний як з аутокринним, так і з паракринним механізмом, як на опорно -руховому, так і на серцевому рівні.Його фізіологічна роль ще не повністю вивчена, хоча застосування інгібіторів міостатину, таких як фолістатин, спричиняє різке і широкомасштабне збільшення м’язової маси [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Такі інгібітори можуть покращити регенеративний стан у пацієнтів, які страждають на серйозні захворювання, такі як м’язова дистрофія Дюшенна [Богданович С та ін., 2002)].
Міостатин належить до бета-родини TGF і вперше був виявлений групою Се-Цзінь Лі [McPherron et al., 1997]. У 2005 році Се-Джин Лі з Університету Джона Хопкінса зазначив, що у мишей, позбавлених гена міостатину (нокаутувати мишей), розвивається гіпертрофічна мускулатура.
Ці супермиші були здатні підніматися по сходах з великими вагами, прикріпленими до хвостів. Протягом того ж року три інші дослідницькі групи показали, що фенотип ВРХ, який зазвичай називають «подвійним м’язом», був зумовлений мутацією гена, що кодує міостатин [Grobet et al., 1997; Камбадур та ін., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Нещодавно була виявлена мутація гомозиготного типу mstn - / - у німецької дитини, яка розвинула надзвичайну м’язову масу. Мутацію називають ефектом інгібування експресії міостатину у людини. Дитина добре розвивала м’язи при народженні, але дорослішання також збільшувало розвиток м’язової маси, і до 4 -х років він вже зміг підняти гирі 3 кілограми; він син колишнього професійного спортсмена, а його бабуся і дідусь були відомі як дуже сильні чоловіки.
Генетичний аналіз матері та дитини виявив мутацію в гені міостатину, що спричинило брак вироблення білка [Shuelke M et al., 2004].
Як у випадку експериментів, проведених на миші групою Се-Джин Лі, так і в дитині, м’яз виріс як у поперечному перерізі (гіпертрофія), так і в кількості міофібрил (гіперплазія) [McPherron et al. ., 1997].
Біль - це неприємний сенсорний та емоційний досвід, пов’язаний з фактичним або потенційним пошкодженням тканин і описується з точки зору такого пошкодження [iasp]. Через свою неприємність емоцію болю не можна ігнорувати і спонукає суб’єкта, який намагається її уникнути (шкідливих) подразників, що відповідають за неї; цей аспект налаштовує захисну функцію болю.
У спорті застосування потужних знеболюючих препаратів може змусити спортсменів тренуватися і виступати за межі нормального больового порогу.
Це може спричинити значні ризики для здоров’я спортсмена, оскільки травма може значно погіршитися, перетворившись на постійну травму.
"Альтернативою юридичним знеболюючим засобам може бути використання знеболюючих пептидів, таких як ендорфіни або енкефаліни. Доклінічні дослідження на тваринах показали, що гени, що кодують ці пептиди, впливають на сприйняття запального болю [Lin CR et al., 2002; Smith O , 1999].
Однак генна терапія для знеболення ще далека від свого клінічного застосування.
, хімікати, віруси тощо) та закодований трансген.На сьогодні клінічні дослідження були відносно безпечними [Kimmelman J, 2005]. Було проліковано більше 3000 пацієнтів, і лише один з них помер від хронічних захворювань печінки та передозування переносниками [Raper SE et al., 2003]. У трьох інших пацієнтів, які лікувалися від синдрому імунодефіциту, розвивалися симптоми, подібні до лейкемії [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002], і один з них помер. З тих пір інші дослідницькі групи лікували подібних пацієнтів з подібними терапевтичними результатами, без будь-яких побічних ефектів [Cavazzana-Calvo M. Fischer A, 2004]. У цьому випадку дослідження спрямоване на лікування пацієнтів векторами, які ніколи не можна використовувати для підвищення продуктивності.
Люди, які намагаються підвищити рівень ЕПВ неприродно, також збільшують ймовірність пережити серцеві напади або гострі епізоди мозку. Збільшення еритроцитів також визначає збільшення щільності крові, що може спричинити утворення тромбів; тому не помилково вважати, що побічні реакції, що спостерігаються у пацієнтів, також можуть виникати у здорових спортсменів. [Lage JM et al., 2002].
Якби ЕПО було введено генетично, рівень і тривалість виробництва еритропоетину були б менш контрольованими, так що гематокрит майже на невизначений час просувався б до патологічного рівня.
Існує гіпотеза, що лікування IGF-1 може призвести до зростання гормонозалежних пухлин.
Тому надзвичайно важливо, що використання фармакогенетично відібраних векторів має добре відому та контрольовану модель експресії генів.
Точні методи виявлення генетичного допінгу ще не встановлені, також тому, що ДНК, яка передається за допомогою генної терапії, має людське походження, тому не відрізняється від такої у спортсменів, які її використовують.
М’язова терапія обмежується місцем ін’єкції або тканиною в безпосередній близькості, отже, більшість генних технологій на м’язах не вдасться виявити за допомогою класичного антидопінгового аналізу сечі або зразків крові; біопсія м’язів була б необхідною, але вона надто інвазивна, щоб її можна було сприймати як нормальний засіб допінг -контролю.
Багато форм генетичного допінгу не вимагають безпосереднього введення генів у потрібний орган; ген ЕПО, наприклад, можна ввести в будь -яку частину тіла і локально виробляти білок, який потім потрапить у циркуляцію.
У більшості випадків, однак, генетичний допінг призведе до введення гена, який є точною копією ендогенного гена і здатний давати білок, повністю ідентичний ендогенному в його посттрансляційних модифікаціях.
Нещодавня публікація вказує на те, що можна виявити різницю між вродженим білком та продуктом генної терапії на основі різного характеру глікозилювання у різних типах клітин, залишається з’ясувати, чи це так з усіма типами генетичного допінгу [ Lasne F et al., 2004].
Органи державної влади та спортивні організації, включаючи Міжнародний олімпійський комітет, засудили допінг ще в 1960 -х роках. Нещодавні досягнення в галузі біопрепаратів матимуть значний вплив на природу ліків, що призначаються пацієнтам, а також змінять вибір препаратів, які застосовуються для поліпшити спортивні показники.
Генна терапія дозволена виключно для клінічного тестування продуктів соматичної генної терапії на людях, суворо виключаючи можливість розгляду будь -якого типу генної терапії зародкової лінії людини як можливого.
Заборона генетичного допінгу Всесвітньою антидопінговою агенцією (WADA) та міжнародними спортивними федераціями дає міцну основу для її усунення у спорті, але також буде залежати від того, як спортсмени сприймають різні правила.
Більшість спортсменів не мають достатніх знань, щоб повністю зрозуміти потенційний негативний вплив генетичного допінгу. З цієї причини буде дуже важливо, щоб вони та їхній допоміжний персонал були добре навчені, щоб запобігти його використанню. Спортсмени також повинні знати про ризики, пов'язані із застосуванням генетичного допінгу, коли вони використовуються у неконтрольованих установах, однак без компромісів нескінченний потенціал, який пропонує офіційна генна терапія для лікування серйозних патологій.
Фармацевтична промисловість добре обізнана про можливості та ризики, що випливають із застосування генетичного допінгу, і хоче співпрацювати у розробці досліджень щодо виявлення генних продуктів, присутніх у її ліках. Бажано, щоб він підписав кодекс, в якому він зобов’язується ніколи не виробляти чи продавати з будь-якої причини генетичні продукти для нетерапевтичного використання.
Було опитано обмежену кількість людей з різних дисциплін науки та спорту, щоб отримати "уявлення про поняття та можливий вплив генетичного допінгу на них. Серед опитаних було троє спортивних лікарів, фармацевт, чотири елітні спортсмени та п’ять науковців з академічних кіл та фармацевтичної промисловості; ось питання:
- Вам знайомий термін генетичний допінг?
- Як ви думаєте, що означає цей термін?
- Чи вірите ви в поліпшення продуктивності за допомогою генетичного допінгу?
- На вашу думку, які ризики для здоров'я пов'язані з використанням генетичного допінгу?
- Чи вже використовується генетичний допінг, або це буде тільки в майбутньому?
- Чи буде легко виявити генетичний допінг?
З різних відповідей стає зрозуміло, що люди поза науковою спільнотою мають мало знань про використання цієї терапії; поширений страх, що генна терапія може вплинути на потомство або викликати рак. Генетичний допінг буде складним, а профілактичні заходи важкими. з іншого боку, всі наполягають на тому, що генетичний допінг буде використовуватися спортсменами, як тільки він стане доступним, і це станеться протягом наступних кількох років.
Професіонали, які оточують елітних спортсменів, дуже стурбовані можливим використанням генетичного допінгу та рекомендують навчати своїх спортсменів та їх медичний персонал на підтримку розвитку профілактичних досліджень щодо антидопінгових вимірювань. Ці фахівці переконані, що проблема застосування генетичний допінг у спортсменів виникне протягом наступних кількох років, і його виявлення буде досить складним.
Світ спорту рано чи пізно опиниться перед феноменом генетичного допінгу; точну кількість років, які повинні пройти, щоб це сталося, важко оцінити, але можна припустити, що це станеться найближчим часом, у найближчі кілька років (Олімпійські ігри в Пекіні 2008 року або найпізніше на наступних).
Від велоспорту до важкої атлетики, плавання, футболу та лиж - усі види спорту можуть отримати вигоду від генетичних маніпуляцій: просто виберіть ген, який покращує необхідну продуктивність! [Бернардіні Б., 2006].
.jpg)
