Genetski doping i kandidatski geni
Svaki fiziološki proces povezan s proizvodnjom i kretanjem energije mogao bi se smatrati potencijalnom metom genetskog dopinga, s ciljem postizanja većeg sportskog učinka.
Nadalje, mogućnost genetskog dopinga, u usporedbi s drugim oblicima farmakološkog dopinga, još je privlačnija zbog činjenice da je sadašnjim anti-doping kontrolama u uporabi praktično nemoguće dokazati postojanje genetskog dopinga.
Mogući geni kandidati za genetski doping podijeljeni su u skupine na temelju njihovog učinka u odnosu na procese povezane s fizičkom izvedbom; međutim, neke se odnose na više od jedne skupine s obzirom na složene biološke funkcije u koje su uključene.
Geni koji se odnose na izdržljivost (izdržljivost)
Eritropoetin : Učinak u sportovima izdržljivosti može se provesti povećanjem prijenosa kisika do tkiva, na primjer povećanjem broja crvenih krvnih stanica (koje sadrže hemoglobin, protein koji veže i prenosi kisik) u cirkulaciju. Broj crvenih krvnih stanica koje proizvodi tijelo (eritropoeza) fino je reguliran eritropoetinom (EPO), glikoproteinom koji sintetizira bubreg i minimalno jetrom.
Eritropoetin, čija je proizvodnja regulirana koncentracijom kisika u krvi, interagira sa specifičnim receptorom (EPOR) prisutnim u prekursorskim stanicama crvenih krvnih stanica u koštanoj srži. Visoke razine cirkulirajućeg EPO stimuliraju proizvodnju crvenih krvnih stanica i rezultiraju povećanjem hematokrita (postotak korpuskularnih elemenata u krvi: crvenih krvnih stanica, bijelih krvnih stanica i trombocita) i ukupnog hemoglobina. Konačni učinak je povećanje prijenosa kisika u tkiva.
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 Mäntyranta nositelj rijetke mutacije u EPOR genu koja ga je učinila aktivnom čak iu prisutnosti niskih razina EPO, čime se povećava proizvodnja crvenih krvnih stanica s posljedičnim povećanjem prijenosnog kapaciteta kisika. 25-50%.
Terapijski potencijal EPO-a i svi faktori koji stimuliraju proizvodnju EPO-a povezani su s liječenjem teške anemije; mogućnost primjene tehnika genske terapije umjesto davanja rekombinantnog peptida, čime se inducira spontana sinteza EPO-a u tijelu, imalo bi pozitivne učinke i iz kliničke i iz ekonomske točke gledišta. Prvo kliničko ispitivanje koristilo je EPO gensku terapiju u bolesnika s anemijom kroničnog zatajenja bubrega, uz pristup ex vivo koji je međutim dao ograničene rezultate.
Još jedna prepreka koju treba prevladati predstavljaju brojne nuspojave povezane s uporabom EPO-a, one koje predstavljaju najveći rizik administracije EPO-a u sportaša. Povećanje crvenih krvnih stanica smanjuje fluidnost krvi, povećavajući njezin čvrsti ili korpuskularni dio (hematokrit). To povećanje viskoznosti uzrokuje povećanje krvnog tlaka (hipertenzija) i olakšava stvaranje tromba koji, kada se formiraju, mogu zatvoriti krvne žile (trombozu). Taj se rizik značajno povećava u slučaju dehidracije, kao što je to obično slučaj u utrkama izdržljivosti. Najozbiljnije nuspojave ove tvari uključuju srčane aritmije, iznenadnu smrt i oštećenje mozga (moždani udar).
PPARD (peroksisom proliferator-aktivirani receptor delta ): studije na životinjskim modelima pokazale su postojanje druge obitelji gena koja može značajno povećati atletske performanse, PPARD (peroksisom proliferator-aktivirani receptor delta) i alfa ko-aktivatore i beta (PPARGC1A i PPARGC1B). Izraz PPARD posebno je u stanju promicati prolazak mišićnih vlakana iz tipa IIb u brzu kontrakciju (također nazvanu bijeli, "brzi trzaj") do onih tipa IIa (intermedijer) i objektiva tipa I (također nazvanog crvena), "sporo trzanje"), što je ono što se fiziološki događa nakon konstantne fizičke vježbe. Vlakna IIb obično se regrutiraju tijekom kratkih vježbi koje zahtijevaju veliki neuromuskularni napor. Aktiviraju se samo kad je regrutiranje vlakana sporog trzanja maksimalno. Sporo vučna mišićna vlakna (crvena, tip I ili ST, od engleskog "sporog trzaja"), umjesto toga se regrutiraju u niskim intenzitetima, ali dugotrajnim djelovanjem mišića. Tanja od bijelih, crvena vlakna zadržavaju više glikogena i koncentriraju enzime povezane s aerobnim metabolizmom. Mitohondrije su brojnije i veće, baš kao i broj kapilara koje ubrizgavaju jedno vlakno. Smanjena veličina potonjeg olakšava difuziju kisika iz krvi u mitohondrije, zbog manje udaljenosti između njih. Upravo bogat sadržaj mioglobina i mitohondrija daje tim vlaknima crvenu boju od koje potječe njihovo ime.
Istraživanja na transgeničnom modelu miša ("maratonskom mišu") koji preko izražavaju PPARD pokazala su ogromno povećanje otpornosti na fizički napor, bez povećanja mišićne mase i sposobnosti da se bave aerobnim vježbama.
Također je identificiran sintetički spoj (GW501516) koji se može vezati na PPARD receptor i aktivirati ga; kao takav, mogao bi stoga predstavljati mogući doping agens i kod ljudi.
Geni povezani s angiogenezom : Potencijalne mete genetskog dopinga su također geni koji pripadaju obiteljima vaskularnog endotelnog faktora rasta (VEGF), faktoru rasta tkiva (TGF) i faktoru rasta hepatocita (HGF); ekspresija ovih gena je u stvari povezana s povećanjem angiogeneze (stvaranje novih krvnih žila).
Stvaranje novih krvnih žila znači da postoji veća količina krvi, a time i kisika, srcu, mišićima, jetri i mozgu, što rezultira povećanjem sposobnosti otpornosti na fizički napor.
Stimulacija angiogeneze također je korisna u situacijama produljene ishemije, kao kod pacijenata s miokardijalnom ishemijom; Klinička ispitivanja provedena na ovim pacijentima korištenjem in vivo intra-mišićnih ili intra-koronarnih injekcija VEGF-a i FGF-a imala su vrlo pozitivne rezultate. Međutim, postoji nekoliko nuspojava i rizika povezanih s angiogenezom-stimulirajućom genskom terapijom, na primjer povećanim rizikom od induciranja razvoja neoplastičnih bolesti i pogoršanja retinopatije i ateroskleroze.
