Генетичний допінг і гени-кандидати
Будь-який фізіологічний процес, пов'язаний з виробництвом і рухом енергії, можна вважати потенційною ціллю генетичного допінгу, спрямованого на досягнення більшої спортивної продуктивності.
Крім того, перспектива генетичного допінгу, порівняно з іншими формами фармакологічного допінгу, є ще більш привабливою через те, що при використанні існуючих антидопінгових контролів практично неможливо довести, що існував генетичний допінг.
Можливі гени-кандидати на генетичний допінг поділяються на групи на основі їх впливу на процеси, пов'язані з фізичною працездатністю; однак, деякі з них стосуються більш ніж однієї групи з урахуванням складних біологічних функцій, в яких вони беруть участь.
Гени, пов'язані з витривалістю (витривалістю)
Еритропоетин : Продуктивність у витривалість спорту може бути реалізована шляхом збільшення транспорту кисню до тканин, наприклад, шляхом збільшення кількості червоних кров'яних клітин (які містять гемоглобін, білок, який зв'язує і транспортує кисень) у циркуляцію. Кількість еритроцитів, вироблених організмом (еритропоез), тонко регулюється еритропоетином (ЕРО), глікопротеїном, синтезованим ниркою і мінімально печінкою.
Еритропоетин, виробництво якого регулюється концентрацією кисню в крові, взаємодіє зі специфічним рецептором (EPOR), присутнього в клітинах-попередниках еритроцитів в кістковому мозку. Високі рівні циркулюючого ЕРО стимулюють вироблення еритроцитів і призводять до збільшення гематокриту (відсотка корпускулярних елементів у крові: еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів) і загального гемоглобіну. Кінцевим ефектом є збільшення транспорту кисню до тканин.
У 1964 році північно-фінський лижник Ееро Мянтіранта зробив зусилля опонентів марними, завоювавши дві золоті олімпійські медалі на Іграх в Інсбруку, Австрія. Через кілька років було показано, що Mäntyranta є носієм рідкісної мутації в гені EPOR, що робить його активним навіть у присутності низьких рівнів ЕРО, таким чином збільшуючи вироблення еритроцитів з подальшим збільшенням пропускної здатності кисню. 25-50%.
Терапевтичний потенціал ЕРО та всі фактори, які стимулюють вироблення ЕПО, пов'язаний з лікуванням важкої анемії; можливість використання методів генної терапії замість введення рекомбінантного пептиду, таким чином індукуючи спонтанний синтез ЕРО в організмі, матиме позитивний ефект як з клінічної, так і з економічної точки зору. Перше клінічне дослідження використовувало генну терапію EPO у пацієнтів з анемією хронічної ниркової недостатності з підходом ex vivo, що дало обмежені результати.
Іншою перешкодою для подолання є безліч побічних ефектів, пов'язаних з використанням EPO, тих самих, які становлять найбільший ризик адміністрування EPO у спортсменів. Збільшення еритроцитів знижує плинність крові, збільшуючи її тверду або корпускулярну частину (гематокрит). Це збільшення в'язкості викликає підвищення артеріального тиску (гіпертонія) і сприяє утворенню тромбів, які після утворення можуть закривати кровоносні судини (тромбоз). Цей ризик значно збільшується в разі дегідратації, як це зазвичай відбувається в перегонах на витривалість. Найбільш серйозні побічні ефекти цієї речовини включають серцеві аритмії, раптову смерть і пошкодження мозку (інсульт).
PPARD (дельта-рецептор, активований проліфератором пероксисом ): дослідження на тваринних моделях показали існування іншої сім'ї генів, здатних значно підвищити спортивну продуктивність, PPARD (пероксисом проліфератор-активований рецептор дельта) і альфа-активатори і бета (PPARGC1A і PPARGC1B). Експресія PPARD, зокрема, здатна сприяти проходженню м'язових волокон від типу IIb до швидкого скорочення (також називається білим, "швидким") до типу IIa (проміжного) і лінзи типу I (також називається червоним)., "повільне дергання"), що відбувається фізіологічно після постійних фізичних вправ. IIb волокна зазвичай набираються під час коротких вправ, які вимагають великих нервово-м'язових зусиль. Вони активуються тільки тоді, коли вербування волокон з уповільненням є максимальним. М'які волокнисті м'язи (червоні, тип I або ST, від англійського "повільного дергання") замість них набираються в низькоінтенсивних, але тривалих м'язових діях. Тонше, ніж білі, червоні волокна зберігають більше глікогену і концентрують ферменти, пов'язані з аеробним метаболізмом. Мітохондрії більш численні і великі, так само, як і кількість капілярів, які вводять одне волокно. Зменшений розмір останнього полегшує дифузію кисню з крові до мітохондрій через меншу відстань між ними. Саме багатий вміст міоглобіну і мітохондрій дає цим волокнам червоний колір, з якого походить їх назва.
Дослідження на моделі трансгенної миші ("марафонської миші"), яка виражає PPARD, показало величезне збільшення стійкості до фізичних зусиль, не маючи збільшення м'язової маси і здатності боротися з аеробними вправами.
Також було ідентифіковано синтетичне з'єднання (GW501516), яке здатне зв'язуватися з рецептором PPARD і активувати його; таким чином, він може представляти можливий допінговий агент також у людини.
Гени, пов'язані з ангіогенезом : потенційними мішенями генетичного допінгу є також гени, що належать до сімейств фактора росту ендотелію судин (VEGF), фактора росту тканин (TGF) і фактора росту гепатоцитів (HGF); експресія цих генів фактично корелює зі збільшенням ангіогенезу (утворення нових кровоносних судин).
Формування нових судин означає, що є більший запас крові, а отже, і кисню, до серця, м'язів, печінки і мозку, з подальшим збільшенням здатності до опору фізичним зусиллям.
Стимуляція ангіогенезу також корисна в ситуаціях тривалої ішемії, таких як у пацієнтів з ішемією міокарда; Клінічні випробування, проведені на цих пацієнтів з використанням in vivo внутрішньом'язових або внутрішньокоронарних ін'єкцій VEGF і FGF, мали дуже позитивні результати. Однак існує кілька побічних ефектів і ризиків, пов'язаних з ангіогенез-стимулюючою генною терапією, наприклад підвищений ризик індукування розвитку неопластичних захворювань і погіршення ретинопатії і атеросклерозу.
