статия, взета от тезата на д-р Боскариол Лоренцо
Последните постижения в генната терапия разкриха нови и интересни перспективи за лечение на различни заболявания; Тъй като първите тестове на генната терапия са проведени с протеини, тясно свързани с допинга (например еритропоетин и растежен хормон), връзката между това и спорта е очевидна.
На теория всички нива на протеини, налични в телата ни, могат да бъдат модулирани чрез генна терапия.
Конференция за генетичен допинг на WADA, проведена през март 2002 г. от WADA [Pound R, WADA 2002], и "Европейски конгрес за хармонизиране и бъдещо развитие на антидопинговата политика", която се проведе в Арнем, Холандия, през същата година даде възможност на учени, лекари, лекари, правителства, антидопингови организации и фармацевтични индустрии да обменят всякаква информация за резултатите от изследванията и методите за откриване на тази нова техника на допинг,
От 1 януари 2003 г. Международният олимпийски комитет (МОК) включи генетичния допинг в списъка на класовете и методите на забранените вещества [WADA, 2007]. От 2004 г. WADA поема отговорността за публикуването на международния списък на допинг, който се актуализира всяка година. Методът на генетичния допинг, включен в този списък, се определя като нетерапевтична употреба на клетки, гени, генетични елементи или модулация на генетичната експресия, с цел подобряване на спортните постижения.
Тази статия цели:
- да се изясни дали в спортната сфера всъщност е възможно да се използва нарастващото знание, произтичащо от генната терапия, нов и обещаващ отрасъл на традиционната медицина;
- да се идентифицират възможните начини, по които може да се използва генна терапия, за да се увеличи производителността.
В миналото дори и онези лекарства, които все още са в експериментална изследователска фаза, са намерили място в света на спорта; поради тази причина както Световната антидопингова агенция (WADA), така и Международният олимпийски комитет (CIO) изразиха своите опасения.
"Атлетите не са всички родени едни и същи" : това е цитат от сър Роджър Банистър, първият човек, който пътува по миля за по-малко от 4 минути. Хората с различен етнически произход могат да изпреварват другите, да си помислят за западноафрикански бегачи, които доминират надбягвания на къси разстояния, или спортисти от Източна Африка, които печелят маратона; от друга страна, кавказците доминират в състезанията по плуване.
В тази епоха на генетиката и геномиката ще бъде възможно да се идентифицират гените, които определят генетичната предразположеност на човек за конкретен спорт [Rankinen T al., 2004]. Проучването на гените в ранна възраст може да представлява най-добрият начин да се развие голям спортист, като се започне от дете и да се създаде специфична лична програма за обучение. Това изследване, приложено към спортисти, може да се използва и за идентифициране на специфични методи на обучение с цел увеличаване на генетичната предразположеност за този вид обучение [Rankinen T al., 2004].
Но дали изследването на гените ще доведе до по-добри спортисти? Марион Джоунс и Тим Монтгомъри бяха шампиони на скорост от 100 метра, а през лятото на 2003 г. имаха бебе. Стефи Граф и Андре Агаси (и двамата в света на тениса) също имат деца. Тези деца най-вероятно ще бъдат предпочитани пред другите, но има и други фактори, като екологични и психологически фактори, които ще определят дали ще станат шампиони.
Генната терапия може да бъде дефинирана като пренасяне на генния материал в човешки клетки за лечение или превенция на заболяване или дисфункция. Този материал е представен от ДНК, РНК или генетично променени клетки. Принципът на генната терапия се основава на въвеждането в клетката на терапевтичен ген за компенсиране на отсъстващия ген или за замяна на анормалния ген. Обикновено се използва ДНК, която кодира терапевтичния протеин и се активира, когато достигне ядрото.
"Повечето атлети вземат наркотици" [De Francesco L, 2004]. Според проучване на Центъра за изследване на наркотиците по-малко от 1% от холандското население е взело поне веднъж допинг продукти, за общо около 100 000 души. 40% от тези хора са използвали допинг от години и повечето от тях правят силови тренировки или бодибилдинг. Използването на допинг вещества в елитните спортове изглежда е по-голямо от 1% за общото население, но точната цифра не е известна. Процентът на елитните спортисти, който е положителен за допинговия контрол, се колебае между 1.3% и 2.0% през последните години [DoCoNed, 2002].
Определението на генетичния допинг, формулирано от WADA, оставя място за въпроси: какво точно означава нетерапевтичен? Могат ли тези пациенти с мускулни дисфункции, лекувани чрез генна терапия, да бъдат допуснати до състезанията? Същото се отнася и за пациенти с рак, които са лекувани с химиотерапия и които сега получават ЕРО гена, кодиращ еритропоетин, за да ускорят възстановяването на функцията на костния мозък.
Текущи изследвания за генна терапия също се провеждат, за да се ускори лечебния процес на раната или за облекчаване на мускулните болки след тренировка; такива практики не могат да бъдат разглеждани от всички като "терапевтични" и техните свойства за повишаване на ефективността могат да бъдат поставени под въпрос.
От клинична гледна точка би било по-подходящо да се уточни по-точно дефиницията на генетичния допинг, особено в светлината на неправилно използване на технологии за трансфер на гени.
WADA (раздел М3 от Световния антидопингов кодекс (версия 1 януари 2007 г.) обосновава забраната на генетичния допинг чрез следните точки: а) доказани научни доказателства, ефект или фармакологичен опит, че веществата или методите, включени в списъка, имат способност за увеличаване на спортните постижения; б) употребата на веществото или метода причинява риск, достоверен или предполагаем, за здравето на спортиста. в) употребата на допинг нарушава духа на спорта. Този дух е описан във въвеждането на Кодекса във връзка с редица ценности като етика, честна игра, честност, здраве, забавление, бодрост и уважение към правилата.
За разлика от терапиите на соматичните клетки, промените в кълняемите линии са постоянни и се предават и на потомството. В този случай, в допълнение към възможния риск за здравето на спортистите, съществуват и рискове за трети страни, като потомство, родители или партньори.
В областта на фармакогенетиката, чието развитие зависи от обединените усилия на науката и фармацевтичната индустрия, основната цел е да се разработи лекарство „по мярка“ за всеки от нас. Както е известно, много лекарства имат напълно различен ефект в зависимост от това кой ги приема, това се дължи на факта, че тяхното развитие е родово и не отчита индивидуалните генетични характеристики. Ако фармакогенетиката се разпространи в света на спорта, самата идея за конкуренция между очевидно равни спортисти и които се подготвят в повече или по-малко сравними начини, може да стане остаряла.
Експерименталните клинични данни от генната терапия показват много окуражаващи резултати при пациенти с тежка комбинирана имунна недостатъчност [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] и хемофилия В [Kay MA, et al. 2000]. Освен това, ангиогенната терапия чрез вектори, експресиращи съдов ендотелен растежен фактор за лечение на коронарни заболявания, дава добри резултати при ангина [Losordo DW et al., 2002].
Ако беше използван трансферът на гени, кодиращи фактори на растежа на тъканите [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], лечението на различните увреждания, свързани със спорта, като счупване на лигаментите или разкъсване на мускулите теоретично може да доведе до по-добра регенерация. Тези подходи сега се оценяват върху животински модели, но клиничните изпитвания върху хора със сигурност ще бъдат активирани през следващите години.
През 1964 г. скиорът на Северна Финландия Ееро Мантиранта направи усилията на опонентите си безсмислени, като спечели два олимпийски златни медала на игрите в Инсбрук в Австрия. След няколко години е доказано, че Mantyranta носи рядка мутация в гена на рецептора на еритропоетин, който, компрометирайки нормалния обратен контрол върху броя на червените кръвни клетки, води до полицитемия с последващо увеличение от 25-50% в капацитет за транспортиране на кислород. Увеличаването на количеството кислород до тъканите означава повишаване на устойчивостта към умора. Mäntyranta има това, което всеки атлет иска: EPO. Спортистите от бъдещето може да са в състояние да въведат в тялото ген, способен да имитира ефекта на генната мутация, естествено срещаща се в Mäntyranta и благоприятстваща изпълнението.
Инсулиноподобният растежен фактор (IGF-1) се произвежда както от черния дроб, така и от мускулите и неговата концентрация зависи от това на човешкия растежен хормон (hGH).
Обучението, предлага Sweeney, стимулира клетките на предшественика на мускулите, наречени "сателити", да бъдат по-възприемчиви към IGF-I
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Прилагането на това лечение към спортистите би означавало укрепване на брахиалните мускули на тенисиста, телето на бегача или бицепса на боксьора. Смята се, че тази терапия е относително по-безопасна от ЕРО, тъй като ефектът е локализиран само за целевия мускул. Този подход вероятно ще бъде приложен към хората още през следващите няколко години.
Инсулин-подобен-1 растежен фактор изоформа (IGF-1), механичен растежен фактор (MGF), се активира от механични стимули, като напр. мускулни упражнения. Този протеин, в допълнение към стимулирането на мускулния растеж, играе важна роля в възстановяването на увредената мускулна тъкан (както се случва например след интензивно обучение или състезание).
MGF се произвежда в мускулната тъкан и не циркулира в кръвта.
VEGF представлява съдовия ендотелен растежен фактор и може да се използва за улесняване растежа на нови кръвоносни съдове. Терапията с VEGF е разработена за произвеждане на коронарен байпас при пациенти с исхемична болест на сърцето или за подпомагане на възрастни хора с периферна артериална болест. Гените, които кодират VEGF, могат да стимулират растежа на нови кръвоносни съдове, позволявайки по-голямо снабдяване с кислород на тъканите.
Досега са проведени експерименти за генна терапия за болести като сърдечна исхемия [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005], или периферна артериална недостатъчност
[Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S et al., 2003]. Ако тези лечения се прилагат и за спортисти, това би довело до увеличаване на съдържанието на кислород и хранителни вещества към тъканите, но преди всичко възможността за отлагане на изчерпването на мускулите, както на сърцето, така и на скелета.
Тъй като VEGF вече се използва в много клинични проучвания, генетичният допинг вече е възможен!
Нормалната диференциация на мускулно-скелетната маса е от основно значение за правилното функциониране на организма; тази функция е възможна благодарение на действието на миостатин, протеин, отговорен за растежа и диференциацията на скелетните мускули.
Той действа като отрицателен регулатор, инхибиращ разпространението на сателитни клетки в мускулните влакна.
От експериментална гледна точка миостатин се използва in vivo за инхибиране на развитието на мускулите в различни модели на бозайници.
Миостатинът е активен както с автокринни, така и с паракринни механизми, както на мускулно-скелетния, така и на сърдечното ниво. Неговата физиологична роля все още не е напълно изяснена, въпреки че използването на инхибитори на миостатин, като фолистатин, води до драматично и широко разпространение на мускулната маса [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Такива инхибитори могат да подобрят регенеративното състояние при пациенти, страдащи от сериозни заболявания като мускулна дистрофия на Дюшен [Bogdanovich S et al., 2002)].
Тези супертопи са могли да се изкачат по стълбите с тежки тежести, прикрепени към опашката. През същата година три други изследователски групи показаха, че фенотипът на говедото, обикновено наричан "двоен мускул", се дължи на мутация на гена, кодиращ миостатин [Grobet et al., 1997; Kambadur et al., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Наскоро е открита хомозиготна mstn - / - мутация в немско дете, което е развило извънредна мускулна маса. Мутацията се нарича ефект на инхибиране на експресията на миостатин при хора. Детето развива добре мускулите при раждане, но нараства и увеличава развитието на мускулна маса и на 4-годишна възраст вече е в състояние да вдигне тежести от 3 килограма; той е син на бивш професионален спортист и неговите баби и дядовци са били известни като мъже и жени.
Генетичните анализи на майката и детето разкриват мутация на миостатиновия ген, което води до липса на протеиново производство [Shuelke M et al., 2004].
Както в експериментите, проведени върху мишката от групата на Se-Jin Lee, така и в тази на детето, мускулите са се увеличили както в напречното сечение (хипертрофия), така и в броя на миофибрилите (хиперплазия) [McPherron et al., 1997].
Болката е неприятно сетивно и емоционално преживяване, свързано с действително или потенциално увреждане на тъканите и описано от гледна точка на такова увреждане. Поради своята неприятност емоцията на болката не може да бъде пренебрегната и предизвиква субекта, който се опитва да избегне (вредните) стимули, които са отговорни за него; този аспект конфигурира защитната функция на болката.
В спорта използването на мощни болкоуспокояващи лекарства може да доведе спортистите да тренират и да се състезават отвъд нормалния праг на болка.
Това може да доведе до значителен риск за здравето на спортиста, тъй като нараняване може да се влоши значително, да се превърне в трайна травма. Използването на тези лекарства може също така да доведе спортиста до психо-физическа зависимост от тях.
Алтернатива на законните успокояващи болки може да бъде използването на аналгетични пептиди като ендорфини или енкефалини. Предклиничните изследвания върху животни показват, че гените, кодиращи тези пептиди, имат ефект върху възприемането на възпалителна болка [Lin CR et al., 2002; Smith O, 1999].
Въпреки това, генната терапия за облекчаване на болката е все още далеч от нейното клинично приложение.
Втора част: рискове от генетичен допинг »
Редактиран от : Лоренцо Боскариол
