članak preuzet iz diplomskog rada dr. Boscariola Lorenza
Nedavni napredak u području genske terapije otvara nove i zanimljive perspektive za liječenje različitih patologija; budući da su prva ispitivanja genetske terapije provedena s proteinima strogo vezanim za doping (npr. eritropoetin i hormon rasta), veza između ovog i sporta je evidentna.
U teoriji, sve razine proteina prisutnih u našim tijelima mogu se modulirati putem genske terapije.
Konferencija o genetskom dopingu koju su u ožujku 2002. godine održali WADA [Pound R, WADA 2002] i "Europski kongres rada na usklađivanju i budućem razvoju antidoping politike" koji je održan u Arnhem, Nizozemska, iste godine, dao je znanstvenicima, liječnicima, liječnicima, vladama, anti-doping organizacijama i farmaceutskim tvrtkama mogućnost razmjene bilo kakvih informacija o rezultatima istraživanja i metodama izmjere ove nove tehnike dopinga.,
Od 1. siječnja 2003. godine Međunarodni olimpijski odbor (IOC) uključio je genetski doping u popis zabranjenih klasa tvari i metoda [WADA, 2007]. Od 2004. WADA je preuzela odgovornost za objavljivanje međunarodne doping liste, koja se ažurira svake godine. Metoda genetskog dopinga uključena u ovaj popis definirana je kao neterapijska upotreba stanica, gena, genetskih elemenata ili modulacija genetske ekspresije, s ciljem poboljšanja sportske izvedbe.
Ovaj članak nastoji:
- razjasniti je li u sportu zapravo moguće iskoristiti sve veće znanje koje proizlazi iz genske terapije, nove i obećavajuće grane tradicionalne medicine;
- identificirati moguće načine na koje se genska terapija može koristiti kako bi se povećala učinkovitost.
U prošlosti su čak i oni lijekovi koji su još bili u eksperimentalnoj fazi istraživanja pronašli prostor u svijetu sporta; zbog toga su i Svjetska antidoping agencija (WADA) i Međunarodni olimpijski odbor (IOC) izrazili svoju zabrinutost.
"Sportaši nisu rođeni svejedno" : ovo je citat Sir Rogera Bannistera, prvog čovjeka koji je putovao milju za manje od 4 minute. Ljudi različitog etničkog podrijetla mogu biti ispred drugih, samo pomislite na zapadnoafričke natjecatelje koji dominiraju utrkama na kratke udaljenosti, ili sportaše iz istočne Afrike koji osvoje maraton; s druge strane, bijelci dominiraju natjecanjima u plivanju.
U ovo doba genetike i genomike bit će moguće identificirati gene koji određuju genetsku predispoziciju osobe za određeni sport [Rankinen T al., 2004]. Proučavanje gena u mladoj dobi može biti najbolji način da se razvije veliki sportaš od djeteta i da se stvori specifičan program osobnog treninga. Ova studija koja se primjenjuje na sportaše također se može koristiti za identifikaciju specifičnih metoda osposobljavanja s ciljem povećanja genetske predispozicije za tu vrstu obuke [Rankinen T al., 2004].
No hoće li proučavanje gena rezultirati boljim sportašima? Marion Jones i Tim Montgomery bili su šampioni brzine 100 metara, imali su dijete u ljeto 2003. godine. Čak i Steffi Graf i Andre Agassi (oba na svjetskom prvenstvu u tenisu) imaju djecu. Ova djeca će najvjerojatnije biti favorizirana nad drugima, ali postoje i drugi čimbenici, kao što su ekološki i psihološki čimbenici, koji će odrediti hoće li postati prvaci.
Genska terapija se može definirati kao prijenos genetskog materijala u ljudske stanice za liječenje ili prevenciju bolesti ili disfunkcije. Ovaj materijal je predstavljen s DNA, RNA ili genetski izmijenjenim stanicama. Princip genske terapije temelji se na uvođenju terapeutskog gena u stanicu kako bi se nadoknadio odsutni gen ili zamijenio nenormalni gen. Općenito, koristi se DNA koja kodira terapijski protein i aktivira se kada dosegne jezgru.
"Većina sportaša uzima droge" [De Francesco L, 2004]. Istraživanje Centra za istraživanje droga zaključilo je da je manje od 1% stanovnika Nizozemske uzimalo doping proizvode barem jednom, za ukupno oko 100.000 ljudi. 40% tih ljudi koristi doping već godinama, a većina njih radi trening snage ili body building. Čini se da je upotreba doping tvari u elitnom sportu veća od 1% za opću populaciju, ali točan broj nije poznat. Postotak vrhunskih sportaša koji su pozitivni na doping kontrolu kretao se između 1, 3% i 2, 0% posljednjih godina [DoCoNed, 2002].
Definicija genetskog dopinga koju formulira WADA ostavlja prostor za pitanja: što točno znači neterapijsko? Mogu li se pacijenti s disfunkcijama mišića liječenih genskom terapijom primiti na natjecanja? Isto vrijedi i za bolesnike s rakom koji su liječeni kemoterapijom i koji sada primaju EPO gen koji kodira eritropoetin kako bi ubrzao oporavak funkcije koštane srži.
Sadašnja istraživanja genske terapije također se provode kako bi se ubrzao proces zacjeljivanja rane ili ublažili bolovi u mišićima nakon vježbanja; takve prakse se ne mogu smatrati "terapijskim" i njihova se svojstva za poboljšanje učinka mogu dovesti u pitanje.
S kliničkog gledišta bilo bi prikladnije bolje odrediti definiciju genetskog dopinga, osobito u svjetlu nepravilne uporabe tehnologija prijenosa gena.
WADA (odjeljak M3 Svjetskog antidoping kodeksa (verzija 1. siječnja 2007.) opravdava zabranu genetskog dopinga kroz sljedeće točke: a) dokazani znanstveni dokazi, farmakološki učinak ili iskustvo, da tvari ili metode uključene u popis imaju sposobnost povećanja sportskog učinka; b) uporaba tvari ili metode uzrokuje stvarni ili pretpostavljeni rizik za zdravlje sportaša. c) korištenje dopinga krši sportski duh. Taj je duh opisan u uvodu Kodeksa s obzirom na niz vrijednosti kao što su etika, poštena igra, poštenje, zdravlje, zabava, radost i poštovanje pravila.
Za razliku od terapija na somatskim stanicama, promjene na zametnim linijama su trajne i također se prenose na potomstvo. U tom slučaju, pored mogućeg rizika za zdravlje sportaša, postoje i rizici za treće strane, kao što su potomstva, roditelji ili partneri.
U području farmakogenetike, čiji razvoj ovisi o zajedničkim naporima znanosti i farmaceutske industrije, glavni cilj je razviti "po mjeri" lijek za svakoga od nas. Kao što je poznato, mnogi lijekovi imaju potpuno različit učinak ovisno o tome tko ih uzima, to je zbog činjenice da je njihov razvoj generički i ne uzima u obzir individualne genetske karakteristike. Ako bi se u svijetu sporta širila farmakogenetika, sama ideja natjecanja između naizgled jednakih sportaša koji se pripremaju na manje ili više usporedive načine mogla bi zastarjeti.
Klinički eksperimentalni podaci o genskoj terapiji pokazali su vrlo ohrabrujuće rezultate u bolesnika s teškom kombiniranom imunodeficijencijom [Hacein-Bey-Abina S i sur., 2002] i hemofilijom B [Kay MA, et al. 2000]. Nadalje, angiogena terapija kroz vektore koji eksprimiraju faktor rasta vaskularnog endotela za liječenje koronarnih bolesti dala je dobre rezultate kod angine [Losordo DW et al., 2002].
Ako su korišteni prijenosi gena koji kodiraju faktore rasta tkiva [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], liječenje različitih oštećenja povezanih sa sportovima, kao što je ruptura ligamenta ili kidanje mišića, teoretski može rezultirati boljom regeneracijom. Ovi se pristupi sada procjenjuju na životinjskim modelima, ali će u nadolazećim godinama sigurno biti aktivirane i kliničke studije na ljudima.
Godine 1964. sjeverni finski skijaš Eero Mäntyranta učinio je napore protivnika beskorisnim osvojivši dvije olimpijske zlatne medalje na Igrama u Innsbrucku u Austriji. Nakon nekoliko godina, pokazalo se da je Mantyranta nositelj rijetke mutacije u genu receptora eritropoetina koja, kompromitirajući normalnu povratnu kontrolu broja crvenih krvnih stanica, određuje policitemiju s posljedičnim povećanjem od 25-50% u kapacitet prijenosa kisika. Povećanje količine kisika do tkiva znači povećanje otpornosti na umor. Mäntyranta je imala ono što svaki sportaš želi: EPO. Sportaši budućnosti mogu u organizam uvesti gen koji je sposoban oponašati učinak genetske mutacije koja se prirodno javlja u Mäntyranti i pogodna je za izvedbu.
Inzulinu sličan faktor rasta (IGF-1) proizvodi se i jetrom i mišićima, a njegova koncentracija ovisi o koncentraciji humanog hormona rasta (hGH).
Trening, sugerira Sweeneyja, potiče mišiće prekursorske stanice, nazvane 'sateliti', da budu osjetljivije na IGF-I
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Primjena ovog tretmana na sportaše značila bi jačanje brahijalnih mišića tenisača, teleće trbuše ili bicepse boksera. Smatra se da je ova terapija relativno sigurnija od EPO, budući da je učinak lokaliziran samo na ciljani mišić. Ovaj pristup će se vjerojatno primjenjivati na ljude već sljedećih nekoliko godina.
Izoforma inzulinu sličnog faktora rasta-1 (IGF-1), mehanički faktor rasta (FGM), aktivira se mehaničkim podražajima, kao što su npr. vježbe mišića. Ovaj protein osim stimuliranja rasta mišića, ima važnu ulogu u popravljanju ozlijeđenog mišićnog tkiva (kao što se događa npr. Nakon intenzivnog treninga ili natjecanja).
MGF se proizvodi u mišićnom tkivu i ne cirkulira u krvi.
VEGF predstavlja faktor rasta vaskularnog endotela i može se koristiti za olakšavanje rasta novih krvnih žila. Terapija VEGF-om razvijena je kako bi proizvela koronarnu premosnicu u bolesnika s ishemičnom bolesti srca ili za pomoć starijim osobama s perifernom arteropatijom. Geni koji kodiraju za VEGF mogu potaknuti rast novih krvnih žila omogućujući veću opskrbu tkiva kisikom.
Do sada su provedeni eksperimenti genske terapije za bolesti kao što je srčana ishemija [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW i sur., 2002; Tio RA et al., 2005], ili periferna arterijska insuficijencija
[Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S i sur., 2003]. Ako bi se takvi tretmani primijenili i na sportaše, to bi rezultiralo povećanjem sadržaja kisika i hranjivih tvari u tkivima, ali prije svega mogućnosti odgađanja iscrpljenosti mišića, kako srčanog tako i skeletnog.
Budući da se VEGF već koristi u mnogim kliničkim studijama, genetski doping bi već bio moguć!
Normalna diferencijacija mišićno-koštane mase od temeljne je važnosti za ispravnu funkcionalnost organizma; ova funkcija je omogućena zahvaljujući djelovanju miostatina, proteina odgovornog za rast i diferencijaciju skeletnih mišića.
Djeluje kao negativni regulator, inhibirajući proliferaciju satelitskih stanica u mišićnim vlaknima.
Eksperimentalno, miostatin se koristi in vivo da inhibira razvoj mišića u različitim modelima sisavaca.
Myostatin je aktivan i sa autokrinim i parakrinim mehanizmom, kako u mišićnoskeletnom tako i srčanom području. Njegova fiziološka uloga još uvijek nije posve jasna, iako uporaba inhibitora miostatina, kao što je folistatin, uzrokuje dramatično i rašireno povećanje mišićne mase [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Takvi inhibitori mogu poboljšati regenerativno stanje u pacijenata koji pate od ozbiljnih bolesti kao što je Duchenneova mišićna distrofija [Bogdanovich S et al., 2002)].
Ovi supertopi uspjeli su se popeti stubama s teškim utezima pričvršćenim za rep. Tijekom iste godine, tri druge istraživačke skupine pokazale su da je fenotip uobičajeno nazvanog goveda s dvostrukim mišićima posljedica mutacije gena za kodiranje miostatina [Grobet et al., 1997; Kambadur i sur., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Nedavno je otkrivena homozigotna mstn - / - mutacija u njemačkom djetetu koje je razvilo izvanrednu mišićnu masu. Mutacija je naznačena kao učinak inhibicije ekspresije miostatina kod ljudi. Dijete je dobro razvilo mišiće pri rođenju, ali kako je odrastao, tako se povećavao i razvoj mišićne mase, a do četvrte godine već je mogao podići težinu od 3 kilograma; on je sin bivšeg profesionalnog sportaša, a njegovi djedovi i bake bili su poznati kao ljudi mnogih sudbina.
Genetska analiza majke i djeteta otkrila je mutaciju gena miostatina s rezultatom neuspjele proizvodnje proteina [Shuelke M et al., 2004].
I u slučaju eksperimenata koji su provedeni na mišu od strane skupine Se-Jin Lee, iu slučaju djeteta, mišić je porastao kako u poprečnom presjeku (hipertrofija) tako iu broju miofibrila (hiperplazija) [McPherron et al., 1997].
Bol je neugodno osjetilno i emocionalno iskustvo povezano sa stvarnim ili potencijalnim oštećenjem tkiva i opisano u smislu takvog oštećenja. Zbog svoje neugodnosti, emocija boli ne može se zanemariti i potiče subjekta koji pokušava izbjeći (štetne) podražaje koji su za to odgovorni; ovaj aspekt konfigurira zaštitnu funkciju boli.
U sportu, korištenje moćnih lijekova za ublažavanje boli može dovesti do toga da sportaši treniraju i natječu se izvan normalnog praga boli.
To može uzrokovati znatne rizike za zdravlje sportaša, jer se lezija može znatno pogoršati i postati trajna ozljeda. Korištenje ovih lijekova također može dovesti sportaša do psihofizičke ovisnosti o njima.
Alternativa pravnim sredstvima za ublažavanje boli mogu biti analgetski peptidi kao što su endorfini ili enkefalini. Pretklinička istraživanja na životinjama pokazala su da geni koji kodiraju te peptide djeluju na percepciju upalne boli [Lin CR et al., 2002; Smith O, 1999].
Međutim, genska terapija za ublažavanje boli još je daleko od kliničke primjene.
Drugi dio: rizici genetskog dopinga "
Uredio : Lorenzo Boscariol
