artikel yang diambil dari tesis graduasi Dr. Boscariol Lorenzo
Kemajuan terkini dalam bidang terapi gen ini membuka perspektif baru dan menarik untuk merawat pelbagai penyakit; sejak ujian pertama terapi genetik dijalankan dengan protein yang ketat berkaitan dengan doping (contohnya erythropoietin dan hormon pertumbuhan), hubungan antara ini dan sukan itu jelas.
Secara teori, semua peringkat protein yang terdapat di dalam badan kita boleh dimodulasi melalui terapi gen.
Persidangan mengenai doping genetik yang diadakan pada bulan Mac 2002 oleh WADA [Pound R, WADA 2002], dan "Kongres Kerja Eropah mengenai Harmonisasi dan Perkembangan Masa Depan dalam Dasar Anti Doping" yang berlaku di Arnhem, Holland, pada tahun yang sama, memberi para saintis, doktor, doktor, kerajaan, organisasi anti-doping dan syarikat farmaseutikal kemungkinan bertukar-tukar apa-apa jenis maklumat mengenai hasil penyelidikan dan kaedah menilai teknik doping baru ini .
Mulai 1 Januari 2003, Jawatankuasa Olimpik Antarabangsa (IOC) termasuk doping genetik dalam senarai kelas dan kaedah larangan [WADA, 2007]. Sejak 2004 WADA telah mengambil tanggungjawab menerbitkan senarai doping antarabangsa, yang dikemas kini setiap tahun. Kaedah doping genetik yang dimasukkan ke dalam senarai ini ditakrifkan sebagai penggunaan terapeutik sel, gen, unsur genetik atau modulasi ekspresi genetik, dengan tujuan meningkatkan prestasi sukan.
Artikel ini bertujuan untuk:
- untuk menjelaskan sama ada dalam sukan sebenarnya mungkin untuk menggunakan pengetahuan yang semakin meningkat yang berasal dari terapi gen, cawangan ubat tradisional yang baru dan menjanjikan;
- mengenalpasti kemungkinan cara terapi gen boleh digunakan untuk meningkatkan prestasi.
Pada masa lalu, walaupun ubat-ubatan yang masih dalam fasa penyelidikan eksperimen telah menemui ruang dalam dunia sukan; Atas sebab ini, kedua-dua Badan Anti-Doping Dunia (WADA) dan Jawatankuasa Olimpik Antarabangsa (IOC) menyatakan kebimbangan mereka.
"Para atlet tidak dilahirkan semuanya" : ini adalah petikan dari Sir Roger Bannister, lelaki pertama yang mengembara dalam masa kurang dari 4 minit. Orang-orang asal etnik yang berbeza mungkin berada di hadapan orang lain, hanya memikirkan pelumba Afrika Barat yang menguasai perlumbaan jarak pendek, atau atlet dari Afrika Timur yang memenangi maraton; Sebaliknya, orang Caucasians menguasai pertandingan renang.
Pada zaman genetik dan genomik ini, mungkin untuk mengenal pasti gen yang menentukan kecenderungan genetik seseorang untuk sukan tertentu [Rankinen T at al., 2004]. Kajian gen pada usia muda boleh menjadi cara terbaik untuk membangunkan seorang atlet yang hebat dari seorang kanak-kanak dan mencipta program latihan peribadi tertentu. Kajian ini digunakan untuk atlet juga boleh digunakan untuk mengenal pasti kaedah latihan khusus dengan tujuan meningkatkan kecenderungan genetik untuk jenis latihan tersebut [Rankinen T at al., 2004].
Akankah kajian gen menyebabkan atlet yang lebih baik? Marion Jones dan Tim Montgomery adalah kedua-dua juara kelajuan 100 meter, mereka mempunyai bayi pada musim panas tahun 2003. Malah Steffi Graf dan Andre Agassi (kedua-duanya nombor satu dalam kejohanan tenis dunia) mempunyai anak-anak. Kanak-kanak ini kemungkinan besar akan digemari oleh orang lain, tetapi ada juga faktor lain, seperti alam sekitar dan psikologi, yang akan menentukan sama ada mereka menjadi juara atau tidak.
Terapi gen boleh ditakrifkan sebagai pemindahan bahan genetik ke dalam sel manusia untuk rawatan atau pencegahan penyakit atau disfungsi. Bahan ini diwakili oleh DNA, RNA, atau sel genetik yang diubah. Prinsip terapi gen adalah berdasarkan pengenalan ke dalam sel gen terapeutik untuk mengimbangi gen yang tidak hadir atau untuk menggantikan yang tidak normal. Umumnya, DNA digunakan, yang mengkodekan protein terapeutik dan diaktifkan apabila ia mencapai nukleus.
"Kebanyakan atlet mengambil dadah" [De Francesco L, 2004]. Satu kajian oleh Pusat Penyelidikan Dadah menyimpulkan bahawa kurang daripada 1% penduduk Belanda mengambil produk doping sekurang-kurangnya sekali, untuk sejumlah 100, 000 orang. 40% daripada mereka telah menggunakan doping selama bertahun-tahun dan kebanyakan mereka melakukan latihan kekuatan, atau bangunan badan. Penggunaan bahan doping dalam sukan elit kelihatan lebih besar daripada 1% yang ditunjukkan untuk populasi umum, tetapi angka yang tepat tidak diketahui. Peratusan atlet elit yang menguji positif untuk kawalan doping telah turun naik antara 1.3% dan 2.0% dalam beberapa tahun kebelakangan [DoCoNed, 2002].
Takrifan doping genetik yang dirumuskan oleh WADA meninggalkan ruang untuk pertanyaan: apa sebenarnya maksud bukan terapeutik? Bolehkah pesakit dengan disfungsi otot dirawat melalui terapi gen dimasukkan ke dalam pertandingan? Pertimbangan yang sama berlaku untuk pesakit kanser yang telah dirawat dengan kemoterapi dan yang kini menerima pengekstrakan gen EPO erythropoietin untuk mempercepat pemulihan fungsi sum-sum tulang.
Penyelidikan terapi gen semasa juga dijalankan untuk mempercepat proses penyembuhan luka, atau untuk mengurangkan sakit otot selepas senaman; amalan sedemikian tidak boleh dipertimbangkan oleh semua untuk menjadi "terapeutik" dan sifat peningkatan prestasi mereka boleh dipersoalkan.
Dari sudut pandangan klinikal, lebih sesuai untuk menentukan definisi doping genetik, terutamanya dalam penggunaan teknologi pemindahan gen yang tidak betul.
WADA (seksyen M3 Kod Anti Doping Dunia (versi 1 Januari 2007) membenarkan larangan doping genetik melalui perkara-perkara berikut: a) bukti saintifik yang terbukti, kesan farmakologi atau pengalaman, bahawa bahan atau kaedah yang termasuk dalam senarai mempunyai keupayaan untuk meningkatkan prestasi sukan; b) penggunaan bahan atau kaedah menyebabkan risiko, nyata atau dianggap, untuk kesihatan atlet. c) penggunaan doping melanggar semangat sukan. Semangat ini diterangkan dalam pengenalan Kod dengan merujuk kepada beberapa nilai seperti etika, permainan adil, kejujuran, kesihatan, keseronokan, kegembiraan dan rasa hormat terhadap peraturan.
Tidak seperti terapi pada sel somatik, perubahan garis kuman kekal dan juga dihantar kepada anak-anak. Dalam kes ini, sebagai tambahan kepada kemungkinan risiko kesihatan para atlet, terdapat juga risiko kepada pihak ketiga, seperti keturunan, ibu bapa atau rakan kongsi.
Dalam bidang farmakogenik, yang perkembangannya bergantung kepada usaha gabungan sains dan industri farmaseutikal, objektif utama adalah untuk membangunkan ubat "khusus" untuk setiap kita. Seperti yang diketahui, banyak ubat mempunyai kesan yang sama sekali berbeza bergantung pada siapa yang memakannya, ini disebabkan oleh perkembangannya generik dan tidak mengambil kira ciri genetik individu. Jika farmakogenetik disebarkan di dunia sukan, idea persaingan antara atlet yang sama rata yang mempersiapkan diri dengan cara yang lebih setanding dapat menjadi usang.
Data eksperimen terapi klinikal untuk terapi gen telah menunjukkan hasil yang sangat menggalakkan dalam pesakit yang mempunyai imunodefisiensi gabungan yang teruk [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] dan hemophilia B [Kay MA, et al. 2000]. Tambahan pula, terapi angiogenik melalui vektor yang menyatakan faktor pertumbuhan endothelium vaskular untuk rawatan penyakit koronari telah memberikan hasil yang baik di angina [Losordo DW et al, 2002].
Sekiranya pemindahan gen yang menyandi faktor pertumbuhan tisu telah digunakan [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003] rawatan pelbagai kerosakan yang berkaitan dengan sukan, seperti pecah ligamen atau otot robek, secara teori dapat menghasilkan pertumbuhan semula yang lebih baik. Pendekatan ini kini dinilai pada model haiwan, tetapi pada tahun-tahun akan datang kajian klinikal pada manusia pastinya juga akan diaktifkan.
Pada tahun 1964, jurulatih Finland Utara, Eero Mäntyranta membuat usaha para lawan tidak berguna dengan memenangi dua pingat emas Olimpik di Sukan Olimpik di Innsbruck, Austria. Selepas beberapa tahun, ia menunjukkan bahawa Mantyranta adalah pembawa mutasi yang jarang berlaku dalam gen reseptor Erythropoietin yang, menjejaskan kawalan umpan balik normal pada bilangan sel darah merah, menentukan polikythemia dengan peningkatan 25-50% dalam kapasiti pengangkutan oksigen. Meningkatkan jumlah oksigen ke tisu bermakna meningkatkan daya tahan terhadap keletihan. Mäntyranta mempunyai apa yang ingin setiap atlet: EPO. Atlet masa depan mungkin dapat memperkenalkan ke dalam gen yang mampu meniru kesan mutasi genetik yang berlaku secara semula jadi di Mäntyranta dan kondusif terhadap prestasi.
Faktor pertumbuhan seperti insulin (IGF-1) dihasilkan oleh hati dan oleh otot dan kepekatannya bergantung kepada hormon pertumbuhan manusia (hGH).
Latihan, mencadangkan Sweeney, merangsang sel-sel prekursor otot, dipanggil 'satelit', untuk menjadi lebih mudah menerima IGF-I
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Memohon rawatan ini kepada atlet bermakna memperkuat otot brachial pemain tenis, anak lembu pelari, atau bisep peninju. Terapi ini dianggap lebih selamat daripada EPO, kerana kesan itu hanya disesuaikan dengan otot sasaran. Pendekatan ini mungkin akan diterapkan kepada orang seawal beberapa tahun akan datang.
Satu isoform faktor pertumbuhan insulin seperti-1 (IGF-1), faktor pertumbuhan mekanikal (FGM), diaktifkan oleh rangsangan mekanikal, seperti contohnya. senaman otot. Protein ini sebagai tambahan kepada merangsang pertumbuhan otot, mempunyai peranan penting dalam membaiki tisu otot yang cedera (seperti berlaku misalnya selepas latihan intensif atau persaingan).
MGF dihasilkan dalam tisu otot dan tidak beredar dalam darah.
VEGF mewakili faktor pertumbuhan endothelium vaskular dan boleh digunakan untuk memudahkan pertumbuhan saluran darah baru. Terapi VEGF telah dibangunkan untuk menghasilkan pintasan koronari pada pesakit dengan penyakit jantung iskemia, atau untuk membantu orang tua dengan arteropati periferal. Pengekodan gen untuk VEGF boleh menggalakkan pertumbuhan saluran darah baru yang membolehkan bekalan oksigen tisu yang lebih besar.
Setakat ini, eksperimen terapi gen telah dilakukan untuk penyakit seperti iskemia jantung [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005], atau kekurangan arteri periferal
[Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S et al., 2003]. Jika rawatan ini juga digunakan untuk atlet, ia akan menyebabkan peningkatan kandungan oksigen dan nutrien ke tisu, tetapi di atas semua kemungkinan menangguhkan keletihan otot, kedua-dua jantung dan rangka.
Oleh kerana VEGF sudah digunakan dalam banyak kajian klinikal, doping genetik sudah mungkin!
Pembezaan normal jisim muskuloskeletal adalah penting bagi fungsi organisma yang betul; fungsi ini dimungkinkan berkat tindakan myostatin, protein yang bertanggungjawab untuk pertumbuhan dan pembezaan otot rangka.
Ia bertindak sebagai pengatur negatif, menghalang percambahan sel satelit dalam serat otot.
Eksperimen, myostatin digunakan dalam vivo untuk menghalang perkembangan otot dalam model mamalia yang berbeza.
Myostatin aktif sama ada dengan autokrin dan mekanisme paracrine, kedua-dua bahagian muskuloskeletal dan jantung. Peranan fisiologinya masih belum sepenuhnya jelas, walaupun penggunaan inhibitor myostatin, seperti follistatin, misalnya, menyebabkan peningkatan dramatik dan meluas dalam jisim otot [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Perencat sedemikian boleh memperbaiki keadaan semula dalam pesakit yang mengalami penyakit serius seperti dystrophy otot Duchenne [Bogdanovich S et al., 2002)].
Supertopi ini dapat memanjat tangga dengan berat berat yang dipasang pada ekor. Pada tahun yang sama, tiga kumpulan penyelidikan lain menunjukkan bahawa fenotip yang biasa dikenali sebagai "double-otot" adalah disebabkan oleh mutasi gen pengekodan myostatin [Grobet et al., 1997; Kambadur et al., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Baru-baru ini mutasi homozygous - / - telah ditemui dalam seorang kanak-kanak Jerman yang membangunkan jisim otot yang luar biasa. Mutasi itu ditunjukkan sebagai kesan perencatan ungkapan myostatin pada manusia. Kanak-kanak itu mengembangkan otot-otot dengan baik semasa kelahiran, tetapi ketika ia semakin dewasa perkembangan jasmani otot juga meningkat dan pada usia 4 tahun ia mampu mengangkat berat 3 kilo; dia adalah anak bekas atlet profesional dan datuk neneknya dikenali sebagai lelaki yang banyak nasib.
Analisis genetik ibu dan anak mendedahkan mutasi gen miostatin dengan hasil daripada pengeluaran protein yang gagal [Shuelke M et al., 2004].
Kedua-duanya dalam eksperimen yang dilakukan pada tikus oleh kumpulan Se-Jin Lee, dan pada anak itu, otot telah berkembang baik di bahagian silang (hypertrophy) dan dalam jumlah myofibrils (hiperplasia) [McPherron et al., 1997].
Nyeri adalah pengalaman deria dan emosi yang tidak menyenangkan yang berkaitan dengan kerosakan tisu sebenar atau potensi dan diterangkan dari segi kerosakan tersebut. Oleh kerana ketidaknyamanannya, emosi kesakitan tidak boleh diabaikan dan mendorong subjek yang cuba mengelakkan rangsangan (berbahaya) yang bertanggungjawab untuknya; aspek ini mengkonfigurasi fungsi perlindungan kesakitan.
Dalam sukan, penggunaan ubat penahan sakit yang kuat dapat memimpin atlet untuk melatih dan bersaing di luar ambang kesakitan biasa.
Ini boleh menyebabkan risiko yang besar kepada kesihatan atlet, kerana luka boleh menjadi lebih teruk, menjadi kecederaan kekal. Penggunaan ubat-ubatan ini juga boleh membawa atlet ke pergantungan psycho-fizikal ke atas mereka.
Alternatif kepada penghidap kesakitan undang-undang boleh menggunakan peptida analgesik seperti endorfin atau enkephalin. Penyelidikan haiwan preklinik telah menunjukkan bahawa gen-gen yang menyandikan peptida ini mempunyai kesan ke atas persepsi kesakitan keradangan [Lin CR et al., 2002; Smith O, 1999].
Walau bagaimanapun, terapi gen untuk melegakan kesakitan masih jauh dari aplikasi klinikalnya.
Bahagian kedua: risiko doping genetik "
Disunting oleh : Lorenzo Boscariol
