Doping genowy nowe zagrożenie dla sportu



Podobne dokumenty
dr hab. prof. AWF Agnieszka Zembroń-Łacny DOPING GENOWY 3 CIEMNA STRONA TERAPII GENOWEJ

Biologia komórki i biotechnologia w terapii schorzeń narządu ruchu

Fizjologia, biochemia

VI.2 Podsumowanie planu zarządzania ryzykiem dla produktu Zanacodar Combi przeznaczone do publicznej wiadomości

Doustne środki antykoncepcyjne a ryzyko wystąpienia zakrzepicy. Dr hab. Jacek Golański Zakład Zaburzeń Krzepnięcia Krwi Uniwersytet Medyczny w Łodzi

POTRZEBY DZIECKA Z PROBLEMAMI -DYSTROFIA MIĘŚNIOWA DUCHENNE A NEUROLOGICZNYMI W SZKOLE

Ruch zwiększa recykling komórkowy Natura i wychowanie

Inżynieria genetyczna- 6 ECTS. Inżynieria genetyczna. Podstawowe pojęcia Część II Klonowanie ekspresyjne Od genu do białka

Czynniki genetyczne sprzyjające rozwojowi otyłości

Rozmnażanie i wzrost komórek sąściśle kontrolowane. Genetyczne podłoże nowotworzenia

PRZYKŁADOWE ZASTOSOWANIA PRP W SCHORZENIACH NARZĄDU RUCHU:

LP Panel tarczycowy 1. TSH 2. Ft3 3. Ft4 4. Anty TPo 5. Anty Tg. W przypadku występowania alergii pokarmowych lub wziewnych

ULOTKA DLA PACJENTA: INFORMACJA DLA UŻYTKOWNIKA. Należy zapoznać się z treścią ulotki przed zastosowaniem leku.

l.p CBM CBM s. Rydygiera SPSK

Kiedy lekarz powinien decydować o wyborze terapii oraz klinicznej ocenie korzyści do ryzyka stosowania leków biologicznych lub biopodobnych?

LEKI CHEMICZNE A LEKI BIOLOGICZNE

S YL AB US MODUŁ U ( PRZEDMIOTU) I nforma c j e ogólne

JAK DZIAŁA WĄTROBA? Wątroba spełnia cztery funkcje. Najczęstsze przyczyny chorób wątroby. Objawy towarzyszące chorobom wątroby

Ekstrakt z Chińskich Daktyli

TERAPEUTYCZNE ASPEKTY ŻYWIENIA PACJENTÓW W SZPITALACH czy obecne stawki na żywienie są wystarczające

Człowiek żyje życiem całego swojego ciała, wszystkimi jego elementami, warstwami, jego zdrowie zależy od zdrowia jego organizmu.

(+) ponad normę - odwodnienie organizmu lub nadmierne zagęszczenie krwi

Medycyna Regeneracyjna. Leczenie schorzeń ortopedycznych osoczem bogatopłytkowym PRP

SZCZEGÓŁOWY PLAN ZAJĘĆ FAKULTATYWNYCH

jest podniesienie wśród ludzi świadomości znaczenia naszych nerek dla zdrowia i życia oraz

TIENS L-Karnityna Plus

Aktywność sportowa po zawale serca

EDUKACJA PACJENTA I JEGO RODZINY MAJĄCA NA CELU PODNIESIENIE ŚWIADOMOŚCI NA TEMAT CUKRZYCY, DOSTARCZENIE JAK NAJWIĘKSZEJ WIEDZY NA JEJ TEMAT.

Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku

Najczęściej przepisy dopingowe naruszane są w poniższych dyscyplinach sportowych:

Rozkład materiału z biologii dla klasy III AD. 7 godz / tyg rok szkolny 2016/17

Instytut Sportu. Biochemiczne wskaźniki przetrenowania. Zakład Biochemii. mgr Konrad Witek

Urząd Miasta Bielsko-Biała - um.bielsko.pl Wygenerowano: /14:10: listopada - Światowym Dniem Walki z Cukrzycą

dr hab. prof. AWF Agnieszka Zembroń-Łacny DOPING GENOWY 5 CIEMNA STRONA TERAPII GENOWEJ

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

CHOROBY NOWOTWOROWE. Twór składający się z patologicznych komórek

Biologia medyczna. 3 obligatoryjny Polski. Wiedza z zakresu zjawisk biologicznych opanowana na wcześniejszych etapach edukacji. Kierunek: Fizjoterapia

Zabiegi fizjoterapeutyczne. SPA-Centrum «Respect»

USG Power Doppler jest użytecznym narzędziem pozwalającym na uwidocznienie wzmożonego przepływu naczyniowego w synovium będącego skutkiem zapalenia.

Wytyczne ACCF/AHA 2010: Ocena ryzyka sercowo-naczyniowego u bezobjawowych dorosłych

Jakie są wskazania do zastosowania osocza bogatopłytkowego i fibryny bogatopłytkowej w weterynarii?

PROGRAM PRAKTYK ZAWODOWYCH W WYBRANYCH SPECJALIZACJIACH KLINICZNYCH

NIE NARAŻAJ SWOJEGO ZDROWIA! STOP PRZEDSTAWIAMY RECEPTĘ NA SKUTECZNĄ PROFILAKTYKĘ

Ocena ekspresji genów proangiogennych w komórkach nowotworowych OVP-10 oraz transfektantach OVP-10/SHH i OVP-10/VEGF

FIZJOLOGIA CZŁOWIEKA

Biotechnologia jest dyscypliną nauk technicznych, która wykorzystuje procesy biologiczne na skalę przemysłową. Inaczej są to wszelkie działania na

ZASTOSOWANIE MD-TISSUE W TERAPII ANTI-AGING

ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) / z dnia r.

Jak ocenić jakość białek

LECZENIE NIEDOKRWISTOŚCI W PRZEBIEGU PRZEWLEKŁEJ NIEWYDOLNOŚCI

GIMNAZJUM SPRAWDZIANY SUKCES W NAUCE

6.2. Podsumowanie planu zarządzania ryzykiem dotyczącego produktu leczniczego DUOKOPT przeznaczone do wiadomości publicznej

STRESZCZENIE PRACY DOKTORSKIEJ

Podkarpacki Wojewódzki Szkolny Związek Sportowy w Rzeszowie. oraz Centrum Rehabilitacji Ortopedycznej ACHILLES

[2ZPK/KII] Inżynieria genetyczna w kosmetologii

W zdrowym ciele zdrowy duch

Szczepienia fakty i mity

Nowe terapie choroby Huntingtona. Grzegorz Witkowski Katowice 2014

Suplementy. Wilkasy Krzysztof Gawin

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU

Składniki diety a stabilność struktury DNA

Rodzinna gorączka śródziemnomorska

Rola witaminy D w praktyce lekarza rehabilitacji medycznej. dr n. med. Anna Pacholec prof. dr hab. n. med. Krystyna Księżopolska-Orłowska

Terapeutyczne Programy Zdrowotne 2008 Profilaktyka i terapia krwawień u dzieci z hemofilią A i B.

PAKIET KONSULTACJI GENETYCZNYCH GENODIET ZDROWIE ZAPISANE W GENACH

Wymagania edukacyjne

Ilość zachorowań na grypę stale rośnie.


Zarządzanie bezpieczeństwem Laboratorium 2. Analiza ryzyka zawodowego z wykorzystaniem metody trzypunktowej

Trener Marcin Węglewski ROZGRZEWKA PRZEDMECZOWA W PIŁCE NOŻNEJ

ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) / z dnia r.

Czy żywność GMO jest bezpieczna?

OPIS KIERUNKOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA W ODNIESIENIU DO MODUŁÓW ŻYWIENIE W SPORCIE

Moduł 2: Czym jest odżywianie sportowe? HERBALIFE24

Układ wewnątrzwydzielniczy

2. Plan wynikowy klasa druga

WIEDZA. wskazuje lokalizacje przebiegu procesów komórkowych

Formuła 2 Zestaw witamin i minerałów dla kobiet

Wpływ pozycji siedzącej na organizm człowieka

WIBROTERAPIA DLA SENIORA

Farmakologia nauka o interakcjach pomiędzy substancjami chemicznymi a żywymi organizmami.

Częstotliwość występowania tej choroby to 1: żywych urodzeń w Polsce ok. 5-6 przypadków rocznie.

Mikroorganizmy Zmodyfikowane Genetycznie

ZARYS FIZJOLOGII WYSIŁKU FIZYCZNEGO Podręcznik dla studentów

ZEPTER INTERNATIONAL POLAND R E G I O N A L M E E T I N G B R A N D M E D I C A L ZEPTER INTERNATIONAL POLAND REGIONAL MEETING WARSZAWA,

Minister van Sociale Zaken en Volksgezondheid

Biotechnologia wczoraj, dziś,, jutro

Uniwersytet Łódzki, Instytut Biochemii

Kąpiel kwasowęglowa sucha

PRZEDMIOTY PODSTAWOWE

MUTACJE GENETYCZNE. Wykonane przez Malwinę Krasnodębską kl III A

Profil metaboliczny róŝnych organów ciała

Osteopatia w rehabilitacji i praktyce lekarza specjalisty

Streszczenie projektu badawczego

Aneks II. Niniejsza Charakterystyka Produktu Leczniczego oraz ulotka dla pacjenta stanowią wynik procedury arbitrażowej.

Seminarium Wpływ realizacji studyjnych wizyt na rozwój kompetencji zawodowych kadry akademickiej

sport wyczynowy - forma działalności człowieka, podejmowana dobrowolnie w drodze rywalizacji dla uzyskania maksymalnych wyników sportowych.

Rośliny modyfikowane genetycznie (GMO)

Terapeutyczne Programy Zdrowotne 2008 Zapobieganie krwawieniom u dzieci z hemofilią A i B.

Transkrypt:

Medycyna sportowa 91 Dzięki systematycznemu udoskonalaniu terapii genowej, zarówno od strony naukowej jak i technicznej, doping genowy w sporcie może stać się faktem w ciągu najbliższych lat. Doping genowy nowe zagrożenie dla sportu Artykuł poświęcono dopingowi genowemu stosowaniu komórek, genów, elementów genetycznych lub modulacji ekspresji genów, mającemu na celu zwiększenie osiągnięć sportowych, zakazanemu oficjalnie przez Światową Agencję Antydopingową (WADA) w roku 2004. Autor, na podstawie przeglądu piśmiennictwa, wyjaśnia, co to jest stosowana w medycynie klinicznej terapia genowa i jakie są potencjalne możliwości dzięki wykorzystaniu jej ustaleń zwiększania osiągnięć sportowych. Następnie pisze, jakie powikłania zdrowotne mogą wystąpić u osób stosujących doping genowy i jakie mogą być metody jego wykrywania. SŁOWA KLUCZOWE: medycyna sportu doping doping genowy. Zakaz stosowania dopingu genowego przez sportowców został ogłoszony po raz pierwszy oficjalnie przez Światową Agencję Antydopingową (WADA) w Wykazie zakazanych środków i metod na rok 2004, a następnie powtórzony w punkcie M3 (zakaz stosowania podczas zawodów i poza nimi) Wykazu na rok 2005, w następującym brzmieniu nieterapeutyczne stosowanie komórek, genów, elementów genetycznych lub też modulacja ekspresji genów, które mają Sport Wyczynowy 2005, nr 9-10/489-490 91

92 na celu zwiększenie osiągnięć sportowych, jest zakazane. Profesor T. Friedmann, pediatra i dyrektor programu terapii genowej Uniwersytetu w Kalifornii oraz przewodniczący panelu naukowego WADA, zajmującego się dopingiem genowym, uważa, że w miarę doskonalenia (pod względem technicznym i naukowym) terapii genowej doping wykorzystujący jej osiągnięcia będzie w sporcie nieunikniony i to w ciągu najbliższych lat (12). Również z wypowiedzi innych prominentnych działaczy WADA wynika, że doping genowy może stać się realnym zagrożeniem w najbliższej przyszłości, już nawet podczas Igrzysk Olimpijskich w 2008 roku (13). Warto przeto zwrócić uwagę na zasadnicze aspekty tego nowego zjawiska. W tym artykule pokrótce odpowiemy na następujące pytania: Co to jest terapia genowa i jakie może przynieść korzyści? Co to jest doping genowy i na ile może zwiększyć potencjał sportowca? Jakie niebezpieczeństwa powikłań zdrowotnych grożą osobom stosującym doping genowy? Jakie środki można stosować w zapobieganiu temu dopingowi i jakie mogą być metody jego wykrywania? Terapia genowa Terapia genowa to technika korekcji uszkodzonych lub uzupełniania wrodzonego braku genów odpowiedzialnych za rozwój jakiejś choroby i wprowadzająca do genetycznej struktury określonych komórek organizmu właściwe geny. Mimo że ta metoda lecznicza obecnie znajduje się na etapie badań eksperymentalnych na zwierzętach, a tylko w wybranych przypadkach klinicznych stosowana jest u ludzi, jej możliwości oceniono jako ogromne. U chorych na hemofilię typu B oraz z ciężkim niedoborem odporności (SCID-X) (chorobami związanymi z chromosomem X) uzyskano bardzo dobre wyniki. Udało się wytworzyć brakujące białka w układach krzepnięcia krwi i immunologicznym (2). Poza tym wyraźną poprawę uzyskano po zastosowaniu w badaniach klinicznych genu czynnika wzrostu śródbłonka naczyń (VEGF) u chorych z dolegliwościami dławicowymi oraz zaburzeniami przepływu krwi w zmienionych naczyniach wieńcowych (2). Technika terapii genowej (przedstawionej schematycznie na rycinie 1) polega na dostarczeniu materiału genetycznego (DNA) w formie pozwalającej na przedostanie się do jądra właściwej komórki i wprowadzenie go do genomu komórki. Materiał ten umieszcza się w przenośniku-transporterze, zwanym wektorem. Najczęściej są to pozbawione zakaźności wirusy: retrowirusy, adenowirusy lub tzw. AAV (Adeno-Associated Virus) lub DNA chemiczne opłaszczone lipidami (w formie liposomów), względnie w formie plazmidów lub DNA nieosłonięte (naked DNA) (2, 4). Tak zmodyfikowane komórki stanowią magazyn czynników wzrostu, które wydzielając się w nadmiarze wykazują spotęgowany efekt biologiczny. Terapia genowa może mieć zastosowanie nie tylko w uzupełnieniu brakujących genów, ale także w leczeniu urazów, np. przy trudno gojących się zerwa- 92

Doping genowy nowe zagrożenie dla sportu 93 niach więzadeł wewnątrz stawu kolanowego lub złamań kości (geny czynników wzrostu wprowadza się w miejsce urazu). Urazy słabo ukrwionych więzadeł, ścięgien czy też chrząstek stawowych lub mięśni goją się bardzo trudno, a powrót do pełnej sprawności wymaga długiej rehabilitacji, której ostateczny wynik nie zawsze jest zadawalający (4). Transfer genów odpowiednich czynników wzrostu, jak np. IGF-1, bfgf (Basic Fibroblast Growth Factor), NGF (Nerve Growth Factor) EGF (Epidermal Growth Factor) itp., bezpośrednio w miejsce urazu sprawia, że regeneracja uszkodzonej tkanki przebiega szybko i pacjent odzyskuje pełny zakres czynności (4). Doping genowy Doping genowy, tak jak i inne formy dopingu, ma na celu przede wszystkim zwiększenie poprzez poprawę sprawności fizycznej możliwości osiągnięć zawodnika, zwiększenie szans na sukces. Wywodzi się bezpośrednio z terapii genowej, jak też farmakologii genetycznej. O ile zasada terapii genowej sprowadza się do dostarczenia do komórki terapeutycznego genu, który może kompensować uszkodzony lub zastępować brakujący gen, o tyle doping genowy służy do udoskonalenia i usprawnienia organizmu sportowca, zwiększając jego możliwości przełamywania barier, poprawy osiągnięć sportowych. Zmodyfikowana genetycznie mysz-maratonka (marathon mouse) mogła biec dwa razy dłużej niż jej rówieśniczki, dzięki wprowadzeniu dodatkowego genu PPAR proliferatora peroksyzmów aktywujących receptory. Gen ten reguluje ekspresję innych genów poprzez zwiększenie ilości wolnokurczliwych włókien mięśni szkieletowych i moduluje metabolizm lipidów i węglowodanów, co poprawia ekonomikę energetyczną długotrwałych wysiłków. Ryc. 1. Schematycznie przedstawienie zasady terapii genowej. DNA kodujący, np. insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF-1), zostaje wprowadzony do cząsteczki wektora (np. Adeno-Associated Virus), który przedostaje się przez błonę komórkową do jądra komórki, gdzie łącząc się z chromosomem, przekazuje dany gen do jej genomu. Może również pozostać zmagazynowany w tzw. episomach. Po transkrypcji genu (z dwóch łańcuchów DNA do jednego) i utworzeniu mrna przedostaje się on do rybosomów, gdzie w procesie translacji (przekazanie informacji na łańcuch polipeptydowy) powstaje białko IGF-1, który wydzielany z komórki wykazuje efekt biologiczny w otaczających tkankach (za 4 poz. piśm.). 93

94 Obecnie zainteresowanie sportowców, ze względu na potencjalne możliwości zwiększenia osiągnięć przez doping genowy, odnosi się do: erytropoetyny (EPO), insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (Insulin-like Growth Factor 1 IGF-1) oraz mechanicznego czynnika wzrostu (Mechano Growth Factor MGF), miostatyny (myostatin), endorfiny, enkefaliny, czynnika wzrostu śródbłonka naczyń (Vascular Endothelial Growth Factor VEGF). Warto pokrótce zapoznać się z biologicznym działaniem i potencjalnymi możliwościami zwiększenia osiągnięć sportowych oraz ryzykiem w kontrolowanych i nie kontrolowanych przypadkach stosowania wymienionych czynników w ramach dopingu genowego. Erytropoetyna (EPO) W 1964 roku, podczas Zimowych Igrzysk Olimpijskich w Innsbrucku, fiński narciarz Eero Mäntyranta zdobył dwa złote medale (2, 5, 10). Późniejsze badania wykazały, że w związku z naturalną mutacją genu EPO miał on znacznie większą ilość krwinek czerwonych niż inni biegacze, a co z tym się wiąże lepsze ukrwienie mięśni. Obecnie sportowcy, stosujący EPO w postaci zastrzyków, będą mogli uzyskać podobny skutek przez wprowadzenie genu kodującego EPO do komórek organizmu, co przyniesie długotrwały efekt bez konieczności ciągłego podawania tego preparatu. Obecnie korzystają z tego chorzy cierpiący na przewlekłą niewydolność nerek, którzy muszą być poddawani częstym dializom. W badaniach eksperymentalnych na zwierzętach (małpy i myszy) udało się z powodzeniem wprowadzić domięśniowo gen EPO (2). U zwierząt tych obserwowano wzrost poziomu hormonu, z jednoczesnym wystąpieniem objawów nadmiernej ilości krwinek czerwonych (policytemia) i wzrostu hematokrytu nawet o 80%. Zagęszczenie krwi wymagało jednak dokonywania profilaktycznych jej upustów (2). Możliwości poprawy wyników są bardzo duże, zaś ryzyko niepożądanych skutków w przypadkach kontrolowanych (np. u chorych) umiarkowane, zaś przy braku kontroli bardzo duże. Insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1) i mechaniczny czynnik wzrostu MGF) W klinicznych warunkach stosowane są techniki genetyczne zwiększające siłę i masę mięśni, przede wszystkim z myślą o poprawie zdrowia chorych z degeneracyjnymi zanikami mięsni szkieletowych, np. w chorobie Duchenne a 1 lub u osób w starszym wieku (sarcopenia). Insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1) jest wytwarzany głównie w wą- 1 Dziedziczna choroba spowodowaną mutacją genu syntetyzującego dystrofinę - białko regulujące wzrost i stabilność komórek mięśniowych, przeciwdziałające nadmiernemu ich uszkodzeniu. Brak dystrofiny prowadzi do zaniku mięśni. Okazało się jednak, że cząsteczka DNA dystrofiny była zbyt duża, aby można ją było umieścić w wektorze ( zapakować do adenowirusa ), dlatego postanowiono wykorzystać do tego celu insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1) o mniejszej cząsteczce. 94

Doping genowy nowe zagrożenie dla sportu 95 trobie, zaś jego pochodna forma mechaniczny czynnik wzrostu (MGF) wyłącznie w mięśniach szkieletowych, pod wpływem obciążeń fizycznych lub też urazów (1). Oba te czynniki, których sekrecja zależy od poziomu hormonu wzrostu (GH), znajdują się na liście środków zakazanych WADA. H. L. Sweeney (10, 11) przeprowadził badania, których celem było poszukiwanie metody przeciwdziałania chorobie Duchenne a. Polegały one na wprowadzeniu do mięśni szkieletowych młodych myszy materiału genetycznego IGF-1 połączonego ze zmodyfikowanym, nieszkodliwym, adenowirusem (Adeno- -Associated Virus AAV). Stwierdzono, iż w wyniku takiego postępowania nastąpiło zwiększenie masy mięśni i szybkości ich przyrostu o 15-30%. Dalsze badania wykazały, że zwiększenie wytwarzania IGF-1, zarówno u zmodyfikowanych genetycznie myszy, jak też po wprowadzeniu tego genu do komórek mięśniowych, nie powodowało podwyższenia tego czynnika we krwi obwodowej wzrost obserwowano jedynie w obrębie tkanki mięśniowej. Zwiększenie sekrecji IGF-1 wpływało na tzw. komórki satelitarne (macierzyste) mięśni powodując ich mobilizację: zwiększenie liczby jąder w komórkach mięśniowych oraz masy włókien mięśniowych, a w konsekwencji przerost mięśni. Podobny mechanizm przerostu mięśni zostaje uruchomiony w procesie intensywnego treningu fizycznego; towarzyszące mu mikrourazy stanowią silny stymulator dla zwiększenia sekrecji w mięśniach IGF-1 (10, 11). Również badania Goldspinka wykazały, że podobnie korzystny efekt można uzyskać, zarówno u chorych na zanik mięśni, jak i osób w starszym wieku, stosując transfer do komórek mięśniowych genu mechanicznego czynnika wzrostu (MGF) (1). Podanie tego genu bezpośrednio do mięśni myszy powodowało przerost mięśni o około 25% (1). Potencjalne możliwości zwiększenia osiągnięć sportowych są znaczne, a ryzyko powikłań w kontrolowanych przypadkach umiarkowane, zaś w niekontrolowanych bardzo duże. Ostatnio duże zainteresowanie budzi interleukina (IL-15) inny czynnik anaboliczny mięśni szkieletowych. Wzrost ekspresji jej genu przeciwdziała zanikowi mięśni, powodując również ich przerost (9). Miostatyna W 2004 roku ukazało się doniesienie dotyczące 6-miesięcznego chłopca, u którego stwierdzono znaczny przerost mięśni szkieletowych (zwłaszcza ud i ramion). W badaniach genetycznych wykazano występowanie mutacji genu upośledzającego funkcje miostatyny. W wieku 5 lat u chłopca nadal utrzymywał się dwukrotnie większy przerost mięśni i poziom siły niż u jego rówieśników (7). Miostatyna należy do czynników transformujących wzrost (Transforming Growth Factor ß), jest określana również jako czynnik wzrostu i różnicowania (GDF-8) (6). Wytwarzana w tkance mięśniowej, jest negatywnym regulatorem masy mięśniowej. Niedobór tego czynnika powodował występowanie u tzw. ogromnych myszy (mighty mouce) 95

96 nadmiernie rozwiniętych mięśni szkieletowych z jednoczesnym zwiększeniem liczby i pogrubieniem włókien mięśniowych. Również u pewnych ras bydła tzw. podwójnie umięśnionej, takich jak Belgian Blue i Piedmontese występuje naturalna mutacja genu miostatyny, która jest biologicznie nieczynna (6, 7). Miostatyna jest syntetyzowana i wydzielana w postaci nieczynnego peptydu i pozostaje w komórkach mięśniowych w formie nieczynnej w połączeniu z folistatyną, która jest naturalnym jej inhibitorem. Wykazuje regulujący wpływ na metabolizm lipidów i regenerację mięśnia sercowego oraz mięśni szkieletowych po urazach. Naturalne mutacje tego genu są u ludzi bardzo rzadkie. Stosowanie w badaniach eksperymentalnych na zwierzętach preparatów białkowych i leków, mających właściwości inaktywujące miostatynę lub blokujące jej receptor, dawało przyrost masy mięśniowej, ale podawanie doustnych preparatów (m in. folistatyny) uczestnikom zajęć w klubach fitness oraz kulturystyki już takich efektów nie przynosiło (6). Duża łatwość wykrywania tych środków zmniejsza ich atrakcyjność dopingową. Blokada miostatyny może przynieść znaczne korzyści sportowe, a ryzyko zależy od tego, czy metody jej podawania i skutki użycia są kontrolowane. Endorfiny, enkefaliny Terapia genowa zwiększająca wydzielanie endogennych peptydów przeciwbólowych może okazać się pomocna w pewnych rodzajach sportów (2). Potencjalne korzyści sportowe wykorzystania genu endorfiny są umiarkowane, a ryzyko w przypadkach leczniczych nieznane, natomiast przy niekontrolowanym użyciu bardzo duże. Czynnik wzrostu śródbłonka naczyń (VEGF) Gen kodujący syntezę i wydzielanie czynnika wzrostu śródbłonka naczyń (VEGF) może zapoczątkowywać tworzenie nowych naczyń krwionośnych (angiogenezę). Odpowiednia terapia genowa VEGF pomaga w wytwarzaniu krążenia obocznego naczyń wieńcowych w chorobie niedokrwiennej serca lub w obwodowych naczyniach kończyn dolnych (2). U sportowców zwiększenie sieci naczyń krwionośnych, powodujące lepsze ukrwienie i wzrost ilości dostarczanego tlenu i innych produktów odżywczych do mięśni, serca i płuc, może obniżać próg zmęczenia. Korzystne efekty lecznicze w chorobach kardiologicznych oraz opracowanie metod, pozwalających na wykorzystanie genu czynnika wzrostu śródbłonka naczyń do praktyk klinicznych, może przyciągać zainteresowanie sportu (10, 12). Zagrożenie zdrowia osób stosujących doping genowy Do chwili obecnej na całym świecie ponad 3000 chorych przeszło terapię genową. Liczba niepowodzeń lub objawów ubocznych, jakie się w związku z nią pojawiły okazała się niewielka. 96

Doping genowy nowe zagrożenie dla sportu 97 Dotychczasowe doświadczenia mogłyby więc skłaniać do sądu, że jest to terapia bezpieczna i skuteczna (2). Tymczasem u 3 z 11 chłopców, u których zastosowano terapię genową z powodu ciężkiego niedoboru odporności związanego z chromosomem X (SCID-X), rozwinęła się białaczka (jeden z nich zmarł) (13). W eksperymentalnej terapii genowej EPO, u niektórych małp wystąpiła ciężka niedokrwistość związana z autoimunologiczną reakcją nie tylko na wprowadzony gen, ale również na gen własny. Niebezpieczeństwo wystąpienia takiej reakcji u ludzi jest bardzo prawdopodobne (2, 12, 13). Wszystko wskazuje, że przeprowadzenie podobnego zabiegu w warunkach pozaszpitalnych, w przypadkach nielegalnego dopingu genowego, może nieść za sobą ogromne niebezpieczeństwo. Występuje również wiele zagrożeń, związanych z naturą wirusa stosowanego jako nośnik genu (wektor) oraz odpowiednim przygotowaniem materiału genetycznego (2). Tylko przy zachowaniu najwyższej czystości farmakologicznej wektorów oraz genów możliwe jest kontrolowanie manipulacji genowej i pożądany efekt tego zabiegu. Trudne do przewidzenia są powikłania związane z stosowaniem wektorów pochodzenia wirusowego, otrzymywanych w warunkach nieodpowiednich, nielegalnych, zanieczyszczonych innymi zakaźnymi wirusami lub toksynami (2). Objawy grypopodobne są bardzo częstą reakcją na wprowadzony wektor wirusowy. Następstwem nie kontrolowanej, stale zwiększonej sekrecji czynnika w wyniku zastosowania manipulacji genowej może być, na przykład, stały wzrost wytwarzania erytropoetyny, co może stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia i życia. Niebezpieczeństwo jest dużo większe niż u osób stosujących preparaty syntetycznej EPO. Wysoki poziom krwinek czerwonych i hematokrytu może być przyczyną zawałów serca czy też udarów mózgu. Tego rodzaju powikłania obserwowano, o czym wspomnieliśmy na wstępie, w rodzinie fińskiego narciarza Eero Mäntyranty z naturalną mutacją i wzrostem wytwarzania tego hormonu. Istnieją również obawy, że uwarunkowany transferem genów stały wzrost czynników wzrostu IGF-1 lub VEGF może przyczynić się do rozwoju nowotworów (2). Należy też pamiętać, że istnieje ryzyko zainfekowania innych osób będących w bezpośrednim kontakcie z osobnikiem, u którego dokonano transferu genu za pomocą wirusa. Aby uniknąć przypadkowego, nie chcianego, transferu na osoby postronne, wszyscy chorzy poddani terapii genowej w warunkach szpitalnych pozostają izolowani od otoczenia aż do czasu, gdy w ich płynach ustrojowych (krew, mocz, ślina i nasienie) nie stwierdzi się jego obecności. Zagrożenie to należy bardzo poważnie brać pod uwagę, gdy takie procedury mają być prowadzane poza szpitalem (2). Proces transferu genu do jądra komórki, chociaż atrakcyjny i prosty z punktu widzenia technicznego i założeń teore- 97

98 tycznych, wcale nie oznacza jednakowej odpowiedzi biologicznej komórki. Jeden gen może produkować wiele białek, o różnych strukturach, pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędowej, podlegających wielu potranslacyjnym modyfikacjom. Mogą one wpływać na wiele różnych funkcji komórki, fizjologicznych i patologicznych (12). Dlatego też im więcej wiemy o naszych genach, tym bardziej złożony okazuje się proces genetycznych manipulacji leczniczych. Podobnie będzie w przyszłości z genetycznymi manipulacjami dopingowymi. Końcowy wynik takich zabiegów nie zawsze jest równoznaczny z oczekiwanym. Genom indywidualnego człowieka stanowi swego rodzaju ekosystem wraz ze wszystkimi złożonymi reakcjami i układami regulacji zwrotnej wewnątrz- i zewnątrzkomórkowej (13). Środki zapobiegawcze i metody wykrywania dopingu genowego Sięganie przez znanych sportowców po środki dopingowe z reguły wywoływało skandale. Reakcje władz sportowych zazwyczaj następowały po fakcie i wyrażały się umieszczeniem danej substancji lub metody na liście zakazanych środków oraz przypisaniem odpowiednich sankcji dyscyplinarnych. W obliczu zagrożenia dopingiem genowym ma być inaczej. Zgodnie z decyzją prezesa WADA, Richarda W. Pounda, działania prewencyjne podjęto już w 2002 r., a system antydopingowy przygotowano pod względem naukowym i metodycznym, wyprzedzając pojawienie się tego zjawiska (13). Dlatego WADA wprowadziła formalny zakaz stosowania dopingu genowego w przepisach antydopingowych już w 2004 roku. Stworzono system kontroli i nadzoru naukowego, merytorycznego i metodycznego nad przeprowadzaniem terapii genowej, tak w skali poszczególnych krajów, jak i międzynarodowej. Dotyczy to również kontroli dystrybucji materiału genetycznego (poszczególnych genów), jak i ich nośników oraz kontroli ich eksportu i importu. Chodzi o przeciwdziałanie powstawaniu nielegalnego czarnego rynku (2). WADA sponsoruje obecnie 5 kompleksowych naukowych projektów mających na celu stworzenie metodologii wykrywania dopingu genowego. Powołano również specjalną komisję (panel) międzynarodowych ekspertów monitorującą problem dopingu genowego na świecie. W tym zakresie nieodzowna jest ścisła współpraca i współdziałanie różnych federacji sportowych, jak i samych sportowców. W chwili obecnej nikt tak naprawdę nie wie, czy i jakimi metodami będzie można wykrywać stosowanie przez sportowców dopingu genowego. Dotychczasowe metody antydopingowe nie znajdą tu zastosowania. Być może w celu potwierdzenia podejrzeń będzie konieczne pobieranie materiału w formie biopsji mięśni szkieletowych. Identyczność struktury DNA naturalnego genu z wprowadzonym nie pozwala na ich zróżnicowanie. Dlatego sugeruje się, aby struktura syntetycznych DNA była odpowiednio znakowa- 98

Doping genowy nowe zagrożenie dla sportu 99 na. Bardzo skuteczną metodą wykrywania transferu genowego może się okazać badanie białek, a więc efektów działania genu. Ilość powstałych białek na matrycy mrna jest od 6-7 razy większa niż genów w organizmie człowieka, a one bezpośrednio decydują o biologicznej strukturze oraz funkcji komórek i tkanek. Stąd pojęciu genomu komórki odpowiada złożony układ białkowy genu, czyli proteom (3). Analiza ogromnej ilości białek proteomu danego genu może być jedną z metod identyfikacji stosowania procedury dopingu genowego (2). Wyjaśnienie i określenie genomu człowieka, składającego się z około 30 tysięcy różnych genów, pozwoliło na dalsze rozpoznanie oraz identyfikację różnych chorób genetycznych, a także na podjęcie próby ustalenia uwarunkowań genetycznych niektórych sprawności fizycznych sportowców (8). Badania wykazały, że tzw. uaktualniona w 2002 r. mapa genów decydujących o osiągnięciach sportowych zawiera 92 geny (90 autosomatycznych i 2 związane z chromosomem X) oraz 14 genów mitochondrialnych. W świetle tych danych nawet przewaga fizyczna, uzyskana dzięki transferowi jednego genu, nie musi oznaczać zwycięstwa, gdyż poza treningiem decyduje jeszcze wiele innych czynników środowiskowych oraz indywidualnych cech sportowca, jak m.in.: motywacja, wytrwałość, wola walki, odwaga, zdecydowane i praca zespołowa. Piśmiennictwo 1. Goldsprink G.: Gene expression in muscle in response to exercise. Journal Muscle Research Cell Motility 2003; 24, 2-3: 121-126. 2. Haisma H. J.: Gene doping. Topical publication. Utrecht 2004, Netherlands Centre For Doping Affairs: 11-35. 3. Loscalzo J.: Proteomics in cardiovascular biology and medicine. Circulation 2003, 108: 380-383. 4. Martinek V., Fu F. H., Huard J.: Gene therapy and tissue engineering in sport medicine. Physician and Sportsmedicine 2000, 28 (2): 34-51. 5. McCrory P.: Super athletes or gene cheats. British Journal of Sports Medicine 2003, 37: 192-193. 6. McNally E. M.: Powerful genes myostatin regulation of human muscle mass. The New England Journal of Medicine 2004; 350 (26): 2642-2644. 7. Schuelke M. et al.: Myostatin mutation with gross muscle hypertrophy in a child. The New England Journal of Medicine 2004; 350 (26): 2682-2688. 8. Rankinen T. et al.: The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2001 update. Medical Science in Sports and Exercise 2001, 33 (6): 855-867. 9. Riechman S. E. et al.: Association of interleukin-15 protein and interleukin-15 receptor genetic variation with resistance exercise training responses. Journal of Applied Physiology 2004; 97 (6): 2209-2214. 10. Sweeney H. L.: Gene doping. Scientific American 2004; 291 (1): 62-69. 11. Sweeney H. L.: Genowy doping. Świat Nauki 2004, 8: 156. 12. Unal M., Ozer Unal D: Gene doping in sports. Sports Medicine 2004, 34 (6): 357-362. 13. WADA: Gene doping. Play True 2005 Spring (Gene-Doping): 2-12. http://www. wada-ama.org/en/ 99