статья взята из дипломной работы доктора Боскариола Лоренцо
Последние достижения в области генной терапии открывают новые и интересные перспективы для лечения различных патологий; Поскольку первые тесты генетической терапии проводились с белками, строго связанными с допингом (например, эритропоэтин и гормон роста), связь между этим и спортом очевидна.
Теоретически, все уровни белков, присутствующих в нашем организме, могут модулироваться с помощью генной терапии.
Конференция по генетическому допингу, которая была проведена в марте 2002 года ВАДА [Pound R, WADA 2002], и «Европейский конгресс по вопросам гармонизации и будущих изменений в антидопинговой политике», который состоялся в Арнем, Голландия, в том же году предоставил ученым, врачам, врачам, правительствам, антидопинговым организациям и фармацевтическим компаниям возможность обмена любой информацией о результатах исследований и методах исследования этой новой допинговой техники.,
Начиная с 1 января 2003 года Международный олимпийский комитет (МОК) включил генетический допинг в список запрещенных классов веществ и методов [WADA, 2007]. С 2004 года ВАДА взяла на себя ответственность за публикацию международного допингового списка, который обновляется каждый год. Метод генетического допинга, включенный в этот список, определяется как нетерапевтическое использование клеток, генов, генетических элементов или модуляция генетической экспрессии с целью улучшения спортивных результатов.
Эта статья направлена на:
- выяснить, действительно ли в спорте возможно использовать постоянно растущие знания, полученные в результате генной терапии, новой и многообещающей отрасли народной медицины;
- определить возможные способы использования генной терапии для повышения производительности.
В прошлом даже те наркотики, которые все еще находились на стадии экспериментальных исследований, нашли свое место в мире спорта; по этой причине как Всемирное антидопинговое агентство (ВАДА), так и Международный олимпийский комитет (МОК) выразили свою обеспокоенность.
«Спортсмены не были рождены одинаково», - такова цитата сэра Роджера Баннистера, первого человека, который преодолел милю менее чем за 4 минуты. Люди разного этнического происхождения могут быть впереди других, просто подумайте о западноафриканских гонщиках, которые доминируют в гонках на короткие дистанции, или о спортсменах из Восточной Африки, которые выигрывают марафон; с другой стороны, кавказцы доминируют в соревнованиях по плаванию.
В этот век генетики и геномики можно будет определить гены, которые определяют генетическую предрасположенность человека к конкретному виду спорта [Rankinen T at al., 2004]. Изучение генов в молодом возрасте может быть лучшим способом развить великого спортсмена из ребенка и создать специальную программу персональной тренировки. Это исследование, применяемое к спортсменам, может также использоваться для определения конкретных методов тренировки с целью увеличения генетической предрасположенности к этому типу тренировок [Rankinen T at al., 2004].
Но приведет ли изучение генов к лучшим спортсменам? Марион Джонс и Тим Монтгомери были чемпионами в беге на 100 метров, у них был ребенок летом 2003 года. Даже у Штеффи Граф и Андре Агасси (оба на первом месте на чемпионате мира по теннису) есть дети. Этим детям, скорее всего, будет отдаваться предпочтение перед другими, но есть и другие факторы, такие как экологические и психологические, которые будут определять, станут ли они чемпионами или нет.
Генная терапия может быть определена как передача генетического материала в клетки человека для лечения или предотвращения заболевания или дисфункции. Этот материал представлен ДНК, РНК или генетически измененными клетками. Принцип генной терапии основан на введении в клетку терапевтического гена для компенсации отсутствующего гена или для замены ненормального. Обычно используется ДНК, которая кодирует терапевтический белок и активируется, когда он достигает ядра.
«Большинство спортсменов принимают наркотики» [De Francesco L, 2004]. Опрос, проведенный Исследовательским центром по наркотикам, показал, что менее 1% населения Нидерландов хотя бы раз принимали допинговые препараты, что в общей сложности составляет около 100 000 человек. 40% из этих людей используют допинг в течение многих лет, и большинство из них делают силовые тренировки или бодибилдинг. Использование допинговых веществ в элитном спорте, по-видимому, превышает 1% для населения в целом, но точная цифра неизвестна. Процент элитных спортсменов с положительным результатом на допинг-контроль в последние годы колебался от 1, 3% до 2, 0% [DoCoNed, 2002].
Определение генетического допинга, сформулированное ВАДА, оставляет место для вопросов: что именно означает «нетерапевтический»? Могут ли пациенты с мышечными дисфункциями, проходящие курс генной терапии, быть допущены к соревнованиям? То же самое относится и к больным раком, которых лечили химиотерапией и которые теперь получают ген ЭПО, кодирующий эритропоэтин, для ускорения восстановления функции костного мозга.
Современные исследования в области генной терапии также проводятся для ускорения процесса заживления раны или для облегчения мышечной боли после тренировки; такая практика не может рассматриваться всеми как «терапевтическая», и их свойства, улучшающие производительность, могут быть поставлены под сомнение.
С клинической точки зрения было бы более уместным уточнить определение генетического допинга, особенно в свете неправильного использования технологий переноса генов.
ВАДА (раздел M3 Всемирного антидопингового кодекса (версия 1 января 2007 г.) обосновало запрет генетического допинга следующими моментами: а) доказанные научные доказательства, фармакологический эффект или опыт, что вещества или методы, включенные в список, имеют способность повышать спортивные показатели; б) использование вещества или метода создает реальный или предполагаемый риск для здоровья спортсмена. в) использование допинга нарушает спортивный дух. Этот дух описан во введении Кодекса со ссылкой на ряд ценностей, таких как этика, честная игра, честность, здоровье, веселье, радость и уважение к правилам.
В отличие от методов лечения соматических клеток, изменения зародышевых линий являются постоянными и также передаются потомству. В этом случае, помимо возможного риска для здоровья спортсменов, существуют также риски для третьих лиц, таких как потомство, родители или партнеры.
В области фармакогенетики, развитие которой зависит от совместных усилий науки и фармацевтической промышленности, основная задача заключается в разработке «индивидуальной» медицины для каждого из нас. Как известно, многие лекарства оказывают совершенно разное действие в зависимости от того, кто их принимает, это связано с тем, что их разработка носит общий характер и не учитывает индивидуальные генетические характеристики. Если бы фармакогенетика распространилась в мире спорта, сама идея соревнования между внешне равными спортсменами, которые готовятся более или менее сопоставимыми способами, могла бы устареть.
Клинические экспериментальные данные генной терапии показали очень обнадеживающие результаты у пациентов с тяжелым комбинированным иммунодефицитом [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] и гемофилией B [Kay MA, et al. 2000]. Кроме того, ангиогенная терапия с помощью векторов, экспрессирующих фактор роста эндотелия сосудов, для лечения коронарных заболеваний дала хорошие результаты при стенокардии [Losordo DW et al., 2002].
Если был использован перенос генов, кодирующих факторы роста ткани [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], лечение различных повреждений, связанных со спортом, таких как разрыв связок или разрыв мышц, теоретически может привести к лучшей регенерации. Эти подходы в настоящее время оцениваются на животных моделях, но в ближайшие годы клинические исследования на людях, безусловно, также будут активированы.
В 1964 году северный финский лыжник Ээро Мянтянта сделал усилия соперников бесполезными, выиграв две олимпийские золотые медали на Играх в австрийском Инсбруке. Через несколько лет было показано, что Mantyranta является носителем редкой мутации в гене рецептора эритропоэтина, которая, нарушая нормальный контроль обратной связи по количеству эритроцитов, определяет полицитемию с последующим увеличением на 25-50% пропускная способность кислорода. Увеличение количества кислорода в тканях означает повышение устойчивости к усталости. Mäntyranta имел то, что хочет каждый спортсмен: EPO. Спортсмены будущего смогут внедрить в организм ген, способный имитировать эффект генетической мутации, происходящей естественным образом в Мянтяранте и способствующей производительности.
Инсулиноподобный фактор роста (IGF-1) вырабатывается как печенью, так и мышцами, и его концентрация зависит от концентрации человеческого гормона роста (hGH).
Тренировки, предполагает Суини, стимулируют клетки-предшественники мышц, называемые «сателлитами», быть более восприимчивыми к IGF-I.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Применение этой процедуры к спортсменам означало бы укрепление мышц плечевого пояса теннисиста, икры бегуна или бицепса боксера. Считается, что эта терапия является относительно более безопасной, чем ЭПО, поскольку эффект локализуется только на целевую мышцу. Этот подход, вероятно, будет применяться к людям уже в ближайшие несколько лет.
Изоформа инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1), механического фактора роста (FGM), активируется механическими раздражителями, такими как, например, упражнения для мышц. Этот белок, помимо стимулирования роста мышц, играет важную роль в восстановлении поврежденной мышечной ткани (как это происходит, например, после интенсивных тренировок или соревнований).
MGF вырабатывается в мышечной ткани и не циркулирует в крови.
VEGF представляет собой фактор роста эндотелия сосудов и может быть использован для облегчения роста новых кровеносных сосудов. Терапия VEGF была разработана для коронарного шунтирования у пациентов с ишемической болезнью сердца или для помощи пожилым людям с периферической артериопатией. Гены, кодирующие VEGF, могут способствовать росту новых кровеносных сосудов, что позволяет увеличить снабжение тканей кислородом.
До настоящего времени проводились эксперименты по генной терапии при таких заболеваниях, как ишемия сердца [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW и др., 2002; Tio RA et al., 2005], или периферическая артериальная недостаточность
[Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S. et al., 2003]. Если бы это лечение также применялось к спортсменам, это привело бы к увеличению содержания кислорода и питательных веществ в тканях, но, прежде всего, к возможности отсрочить истощение мышц, как сердечной, так и скелетной.
Поскольку VEGF уже используется во многих клинических исследованиях, генетическое допирование уже возможно!
Нормальная дифференцировка костно-мышечной массы имеет фундаментальное значение для правильной функциональности организма; эта функция стала возможной благодаря действию миостатина, белка, отвечающего за рост и дифференцировку скелетных мышц.
Он действует как негативный регулятор, подавляя пролиферацию сателлитных клеток в мышечных волокнах.
Экспериментально миостатин используется in vivo для подавления развития мышц на разных моделях млекопитающих.
Миостатин активен как с аутокринным, так и с паракринным механизмом, как в костно-мышечной, так и в сердечной областях. Его физиологическая роль до сих пор не совсем ясна, хотя использование ингибиторов миостатина, таких как, например, фоллистатин, вызывает резкое и повсеместное увеличение мышечной массы [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Такие ингибиторы могут улучшать регенеративное состояние у пациентов, страдающих такими серьезными заболеваниями, как мышечная дистрофия Дюшенна [Bogdanovich S et al., 2002)].
Эти супертопы могли подниматься по лестнице с тяжелыми грузами, прикрепленными к хвосту. В течение того же года три другие исследовательские группы показали, что фенотип обычно бычьего быка с двумя мышцами был вызван мутацией гена, кодирующего миостатин [Grobet et al., 1997; Камбадур и др., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Недавно гомозиготная мутация mstn - / - была обнаружена у ребенка из Германии, у которого была необычайная мышечная масса. Мутация была указана как эффект ингибирования экспрессии миостатина у людей. Ребенок хорошо развивал мышцы при рождении, но по мере взросления развитие мышечной массы также увеличивалось, и к 4 годам он уже мог поднимать вес до 3 кг; он сын бывшего профессионального спортсмена, а его бабушка и дедушка были известны как люди большой силы.
Генетический анализ матери и ребенка выявил мутацию гена миостатина в результате неудачной продукции белка [Shuelke M et al., 2004].
Как в случае экспериментов, проведенных на мышах группой Se-Jin Lee, так и в случае ребенка, мышцы выросли как в поперечном сечении (гипертрофия), так и в количестве миофибрилл (гиперплазия) [McPherron et al., 1997].
Боль - это неприятный сенсорный и эмоциональный опыт, связанный с фактическим или потенциальным повреждением тканей и описываемый в терминах такого повреждения [iasp]. Из-за своей неприятности эмоции боли не могут быть проигнорированы и побуждают субъекта, который пытается избежать (вредных) стимулов, которые отвечают за него; этот аспект настраивает защитную функцию боли.
В спорте использование сильных обезболивающих препаратов может привести к тому, что спортсмены будут тренироваться и соревноваться за пределами нормального болевого порога.
Это может привести к значительному риску для здоровья спортсмена, поскольку поражение может значительно ухудшиться, став постоянной травмой. Использование этих препаратов также может привести спортсмена к психофизической зависимости от них.
Альтернативой легальным обезболивающим может быть использование анальгетических пептидов, таких как эндорфины или энкефалины. Доклинические исследования на животных показали, что гены, которые кодируют эти пептиды, оказывают влияние на восприятие воспалительной боли [Lin CR et al., 2002; Смит О, 1999].
Однако генная терапия для облегчения боли все еще далека от ее клинического применения.
Вторая часть: риски генетического допинга »
Под редакцией : Лоренцо Боскариоль
