Geneetilised dopingud ja kandidaatgeenid
Mis tahes füsioloogilist protsessi, mis on seotud energia tootmise ja liikumisega, võib pidada geneetilise dopingu potentsiaalseks sihtmärgiks, mille eesmärk on saavutada suurem spordi jõudlus.
Lisaks on geneetilise dopingu väljavaade võrreldes teiste farmakoloogilise dopingu vormidega veelgi atraktiivsem, kuna praeguse dopinguvastase kontrolli kasutamisel on praktiliselt võimatu tõestada geneetilise dopingu olemasolu.
Geneetilise dopingu võimalikud geenid on jagatud rühmadeks, lähtudes nende mõjust füüsilise jõudlusega seotud protsessidele; mõned aga on seotud mitme grupiga, võttes arvesse keerulisi bioloogilisi funktsioone, milles nad osalevad.
Kestvusega seotud geenid (vastupidavus)
Erütropoetiin : Kestvusspordi võimeid saab rakendada hapniku kudede transportimise suurendamisega, näiteks suurendades vereringesse vereringesse (mis sisaldavad hemoglobiini, valku, mis seob ja transpordib hapnikku). Keha poolt toodetud punaste vereliblede arvu (erütropoeesi) reguleerib peenelt erütropoetiin (EPO), neerude sünteesitud glükoproteiin ja minimaalne maks.
Erütropoetiin, mille tootmist reguleerib hapniku kontsentratsioon veres, toimib koos spetsiifilise retseptoriga (EPOR), mis esineb luuüdis punaste vereliblede prekursorrakkudes. Kõrge tsirkuleeriva EPO tase stimuleerib punaste vereliblede tootmist ja põhjustab hematokriti (veresoonte, punaste vereliblede, valgete vereliblede ja vereliistakute protsenti) ja hemoglobiini üldarvu. Lõplik mõju on hapniku transpordi suurenemine kudedesse.
1964. aastal tegi Põhja-Soome suusataja Eero Mäntyranta vastaste pingutused kasutuks, kui võitis kaks olümpia kuldmedalit Innsbruckis, Austrias. Mõne aasta pärast selgus, et Mäntyranta oli EPOR geenis harva esineva mutatsiooni kandja, mis muutis selle aktiivseks isegi madala EPO taseme juuresolekul, suurendades seeläbi punaste vereliblede tootmist, mille tulemusena kasvas hapniku transportimisvõime. 25-50%.
EPO terapeutiline potentsiaal ja kõik faktorid, mis stimuleerivad EPO tootmist, on seotud raske aneemia raviga; geeniteraapia meetodite kasutamise võimalus rekombinantse peptiidi manustamise asemel, tekitades seega EPO spontaanset sünteesi organismis, avaldaks positiivset mõju nii kliinilisest kui ka majanduslikust seisukohast. Esimeses kliinilises uuringus kasutati kroonilise neerupuudulikkusega aneemiaga patsientidel EPO geeniteraapiat, kusjuures ex vivo lähenemisviis andis siiski piiratud tulemusi.
Teine ületatav takistus on paljude kõrvaltoimetega, mis on seotud EPO kasutamisega, samad, mis kujutavad endast suurimat ohtu EPO haldamisel sportlastel. Punaste vereliblede suurenemine vähendab vere voolavust, suurendades selle tahket või korpulaarset osa (hematokrit). See viskoossuse suurenemine põhjustab vererõhu tõusu (hüpertensioon) ja hõlbustab trombide moodustumist, mis pärast moodustumist võivad ummistada veresooned (tromboos). See risk suureneb dehüdratsiooni korral märkimisväärselt, nagu tavaliselt kestvusvõistlustel. Selle aine kõige tõsisemad kõrvaltoimed on südame rütmihäired, äkksurm ja ajukahjustus (insult).
PPARD (peroksisoomi proliferaator-aktiveeritud retseptori delta ): loommudelite uuringud on näidanud veel ühe geeniperekonna olemasolu, mis on võimeline oluliselt suurendama sportlikku jõudlust, PPARD-i (peroksisoomi proliferaator-aktiveeritud retseptori delta) ja alfa-aktivaatorid ja beeta (PPARGC1A ja PPARGC1B). Eriti PPARD-i ekspressioon on võimeline edendama IIb-tüüpi lihaskiudude kiiret kokkutõmbumist (mida nimetatakse ka valgeteks, "kiireks tõmbeks") IIa tüüpi (vahepealne) ja I tüüpi läätsedeks (nimetatakse ka punasteks)., "aeglane tõmblemine"), mis juhtub füsioloogiliselt pärast pidevat füüsilist koormust. IIb kiud võetakse tavaliselt tööle lühikeste harjutuste ajal, mis nõuavad suurt neuromuskulaarset pingutust. Need aktiveeritakse ainult siis, kui aeglase tõmbega kiudude värbamine on maksimaalne. Aeglaselt tõmbuvad lihaskiud (punane, tüüp I või ST, inglise keelest "aeglasest tõmblemisest") on selle asemel tööle võetud madala intensiivsusega, kuid kauakestvate lihastoimingutega. Peenemad kui valge, punased kiud säilitavad rohkem glükogeeni ja kontsentreerivad aeroobse ainevahetusega seotud ensüümid. Mitokondrid on arvukamad ja suuremad, nagu ka kapillaaride arv, mis süstib ühte kiudaineid. Viimane vähendab suuremat hapniku difusiooni verest mitokondritesse, kuna nende vaheline kaugus on väiksem. Just nende rohkete müoglobiini ja mitokondrite sisaldus annab nendele kiududele punase värvi, millest nende nimi tuleneb.
Transgeensete hiiremudelite ("maratoni hiir") uuringud, mis väljuvad PPARD-ist, on näidanud tohutut tõusu füüsilise pingutuse vastu, ilma et lihasmass oleks suurenenud ja võimeline tegelema aeroobse treeninguga.
Määrati ka sünteetiline ühend (GW501516), mis oli võimeline seonduma PPARD retseptoriga ja aktiveerima selle; seetõttu võib see kujutada endast ka inimestele võimalikku dopingainet.
Angiogeneesiga seotud geenid : Geneetilise dopingu potentsiaalsed sihtmärgid on ka geenid, mis kuuluvad vaskulaarse endoteeli kasvufaktori (VEGF), kudede kasvufaktori (TGF) ja hepatotsüütide kasvufaktori (HGF) perekondadesse; nende geenide ekspressioon on tegelikult seotud angiogeneesi suurenemisega (uute veresoonte moodustumine).
Uute veresoonte moodustumine tähendab, et südamele, lihastele, maksale ja ajuile tekib suurem vere ja seega hapniku pakkumine, mille tulemusena suureneb füüsilise pingutuse vastupanuvõime.
Angiogeneesi stimuleerimine on kasulik ka pikaajalise isheemia korral, näiteks müokardi isheemiaga patsientidel; neil patsientidel, kes kasutasid VEGFi ja FGF-i in vivo lihasesiseseid või sise-koronaarseid süste, viidi läbi väga positiivseid tulemusi. Siiski on angiogeneesi stimuleeriva geeniteraapiaga seotud mitmeid kõrvaltoimeid ja riske, näiteks suurenenud risk neoplastiliste haiguste tekke esilekutsumiseks ja retinopaatia ja ateroskleroosi süvenemine.
