Gene doping și gene candidate
Fiecare proces fiziologic legat de producerea de energie și mișcare ar putea fi considerat o potențială țintă a dopajului genetic, care vizează sporirea performanțelor sportive.
Mai mult, perspectiva dopajului genetic, comparativ cu alte forme de dopaj de droguri, este și mai atrăgătoare datorită faptului că, prin utilizarea actuală a controalelor anti-doping în practică, este practic imposibil să se demonstreze că a existat un dopaj genetic.
Posibilele gene candidat pentru dopajul genetic au fost împărțite în grupuri pe baza efectului lor în raport cu procesele legate de performanța fizică; totuși, unele sunt legate de mai multe grupuri, având în vedere funcțiile biologice complexe în care sunt implicați.
Genele legate de rezistența la stres (rezistență)
Eritropoietina : Performanța în sporturile de anduranță poate fi implementată prin creșterea transportului de oxigen în țesuturi, de exemplu prin creșterea numărului de celule roșii din sânge (care conțin hemoglobină, o proteină care leagă și transportă oxigen) în circulație. Numărul de celule roșii din sânge produse de organism (eritropoieză) este reglat fin de eritropoietină (EPO), o glicoproteină sintetizată de rinichi și o parte minimă de ficat.
Eritropoietina, a cărei producție este reglementată de concentrația de oxigen din sânge, interacționează cu un receptor specific (EPOR) prezent în celulele precursoare ale celulelor roșii din măduva osoasă. Nivelurile ridicate de EPO circulant stimulează producția de celule roșii din sânge și determină o creștere a hematocritului (procentul elementelor corpusulare prezente în sânge: globule roșii, celule albe din sânge și trombocite) și hemoglobină totală. Efectul final este creșterea transportului de oxigen către țesuturi.
În 1964, schiorul din nordul Finlandei, Eero Mäntyranta, a făcut inutil eforturile oponenților, câștigând două medalii olimpice de aur la Jocurile Innsbruck din Austria. După câțiva ani, sa demonstrat că Mântyranta a fost un purtător al unei mutații rare în gena pentru EPOR, care a făcut-o activă chiar și în prezența unor niveluri scăzute de EPO, crescând astfel producția de celule roșii din sânge, cu o creștere consecutivă a capacității de transport a oxigenului 25-50%.
Potențialul terapeutic al EPO și toți factorii care stimulează producția EPO sunt legați de tratamentul anemiei severe; posibilitatea utilizării tehnicilor de terapie genetică în locul administrării peptidei recombinante, prin inducerea sintezei spontane a EPO în organism, ar avea efecte pozitive atât din punct de vedere clinic, cât și din punct de vedere economic. Primul studiu clinic a folosit terapia genică pentru EPO la pacienții cu anemie cu insuficiență renală cronică, cu o abordare ex vivo care totuși a dat rezultate limitate.
Un alt obstacol în calea depășirii este numeroasele efecte secundare legate de utilizarea EPO, aceleași care reprezintă cele mai mari riscuri ale administrării EPO la sportivi. Creșterea numărului de celule roșii din sânge scade, de fapt, fluiditatea sângelui, mărind partea solidă sau corpusculară (hematocrit). Această creștere a vâscozității determină o creștere a tensiunii arteriale (hipertensiune arterială) și facilitează formarea de cheaguri de sânge care, odată formate, pot închide vasele de sânge (tromboză). Acest risc crește considerabil în cazul deshidratării, așa cum se întâmplă de obicei în cazul curselor de anduranță. Printre cele mai grave efecte secundare ale acestei substanțe se numără și aritmii cardiace, moarte subită și leziuni cerebrale (accident vascular cerebral).
PPARD (delta receptorului activat de proliferator de peroxizom ): studiile efectuate pe modele animale au arătat existența unei alte familii de gene capabile să mărească în mod semnificativ performanța atletică, PPARD (delta receptorului activat prin proliferarea peroxizomilor) și alfa coactivatori și beta (PPARGC1A și PPARGC1B). Expresia PPARD, în special, este capabilă să promoveze trecerea fibrelor musculare de tip IIb rapid (de asemenea, numite alb, "twitch rapid") față de cele de tip IIa (intermediar) și de lentile de tip I, "încețoșare lentă"), ceea ce se întâmplă fiziologic ca urmare a exercițiilor fizice constante. Fibrele IIb sunt de obicei recrutate în timpul exercițiilor pe termen scurt, care necesită o mare implicare neuromusculară. Ele sunt activate numai atunci când recrutarea de fibre lent-twitch este maximă. Fibrele musculare lente (roșu, de tip I sau ST, de la "șchiopătul lent") sunt în schimb recrutate în acțiuni musculare de calitate scăzută, dar cu durată lungă. Mai subțire decât alb, fibrele roșii rețin mai mult glicogen și concentrează enzimele asociate metabolismului aerob. Mitochondria este mai numeroasă și mai mare, la fel ca numărul de capilare care iradiază singura fibră. Dimensiunile reduse ale acestora din urmă facilitează difuzarea oxigenului din sânge în mitocondrii, datorită distanței mai mici care le separă. Conținutul abundent de mioglobină și mitocondrie îi conferă acestor fibre culoarea roșie, de unde derivă numele lor.
Studiile efectuate pe un model de șoarece transgenic (mouse-ul "maraton") care exprimă PPARD au arătat o creștere uriașă a rezistenței la efort fizic, fără a crește masa musculară și capacitatea de a face față exercițiilor aerobice.
S-a identificat, de asemenea, un compus sintetic (GW501516), capabil să se lege la receptorul PPARD și să îl activeze; ca atare, ar putea reprezenta, prin urmare, un posibil agent de dopaj și la om.
Genele legate de angiogeneză : țintele potențiale ale dopajului genetic includ gene care aparțin factorului de creștere vasculară endotelial (VEGF), factorul de creștere a țesutului (TGF) și factorul de creștere a hepatocitelor (HGF); expresia acestor gene este de fapt legată de creșterea angiogenezei (formarea de noi vase de sânge).
Formarea de vase noi înseamnă că există o cantitate mai mare de sânge și, prin urmare, de oxigen, la nivelul inimii, mușchilor, ficatului și creierului, cu o creștere consecutivă a capacității de rezistență la efort fizic.
Stimularea angiogenezei este, de asemenea, utilă în situațiile de ischemie prelungită, cum ar fi la pacienții cu ischemie miocardică; Studiile clinice efectuate pe acești pacienți, utilizând in vivo injecții intramusculare sau intra-coronare cu VEGF și FGF, au avut rezultate foarte bune. Cu toate acestea, există mai multe efecte secundare și riscuri asociate cu terapia genică care stimulează angiogeneza, cum ar fi riscul crescut de inducere a dezvoltării bolilor neoplazice și agravarea retinopatiei și aterosclerozei.
