PDA

Επιστροφή στο Forum : Γενετικό ντόπινγκ προ των πυλών



slaine
16-12-08, 19:17
«Μοριακά μαγειρέματα» θα χτίζουν τους υπεραθλητές του μέλλοντος. Με γενετικές παρεμβάσεις θα προωθείται η επιλεκτική ανάπτυξη μυών, θα ευνοείται η έκκριση ορμονών και θα υποβοηθείται η ενεργοποίηση πρωτεϊνών που επηρεάζουν την έκφραση των γονιδίων

Στον απόηχο των Ολυμπιακών Αγώνων του Πεκίνου, οι αθλητικές αρχές φοβούνται ότι μια νέα μορφή ντόπινγκ αναδύεται στις μέρες μας. Θεραπευτικές αγωγές οι οποίες διεγείρουν την αναγέννηση και την αύξηση της ισχύος των σκελετικών μυών προστατεύοντάς τους από εκφυλισμό αρχίζουν να εφαρμόζονται σε κλινικές δοκιμές για μυοεκφυλιστικές παθήσεις.

Η αύξηση και η επιδιόρθωση μυών ελέγχονται από χημικά σήματα-πρωτεΐνες, οι οποίες παράγονται από γονίδια. Η μυϊκή απώλεια μπορεί να αναπληρωθεί με ενίσχυση ή αναστολή των σημάτων αυτών με την προσθήκη ενός συνθετικού γονιδίου.

Το γονιδιακό ντόπινγκ αποτελεί την προέκταση τέτοιων τεχνικών στον τομέα της προετοιμασίας αθλητών για Ολυμπιακούς και άλλους αγώνες. Τεχνικές γονιδιακής θεραπείας θα εισάγουν τεχνητά γονίδια στο μυϊκό κύτταρο που θα οδηγούν στην επί πολλά έτη παραγωγή πρωτεϊνών. Οι τελευταίες θα ελέγχουν την παραγωγή μυϊκής μάζας, τη σύνθεση καινούργιων κυτταρικών συστατικών μέσα στις μυϊκές ίνες, τη μεταβολή στον τύπο των ινών καθώς και την προσθήκη νέων ινών.

Οι πρωτεΐνες αυτές δεν διαφέρουν από εκείνες που φυσιολογικά διαθέτει ο μυς, συντίθενται επί τόπου στον μυϊκό ιστό χωρίς να κυκλοφορούν στο αίμα και στα ούρα, άρα δεν είναι δυνατόν να ανιχνευθούν με τις συμβατικές αναλυτικές μεθόδους. Με τη γονιδιακή ενίσχυση θα καταστεί δυνατή η «παραπλάνηση» του γενετικού προγράμματος μιας μυϊκής ίνας ώστε να εκφραστούν εκείνα τα γονίδια που θα καθορίσουν τη διαφοροποίησή της είτε σε ταχύ τύπο (σπρίντερ, κολυμβητές) είτε σε αργό τύπο (μαραθωνοδρόμοι).

Η WADA χρηματοδοτεί ήδη προγράμματα ανίχνευσης γονιδιακού ντόπινγκ διότι πιστεύει ότι θα είναι αδύνατον σε λίγα χρόνια να παρεμποδιστεί η πρόσβαση αθλητών σε αυτές τις τεχνικές γονιδιακής ενίσχυσης. Το γονίδιο ή ο φορέας του θα μπορούν να ανιχνευθούν μόνο με βιοψία μυός και στη συνέχεια γενετική ανάλυση με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR). Το παράγωγο του γονιδίου θα μπορεί να βρεθεί μόνο μέσα στον μυ και θα είναι πανομοιότυπο με το φυσικό του αντίστοιχο.

Πολλοί αθλητές μπορεί να είναι ήδη «μολυσμένοι» από ιούς-φορείς, οπότε τα αγωνιστικά αποτελέσματα θα είναι αμφισβητούμενα. Ο ιδιαίτερα επεμβατικός χαρακτήρας της βιοψίας αποτελεί ένα επιπλέον πρόβλημα.
Μύες και ορμόνες

Η «γονιδιακή θεραπεία», εκτός από τους μυς άμεσα, μπορεί να αφορά και την ερυθροποιητίνη, ορμόνη που εμμέσως αυξάνει την οξυγόνωση των μυών παράγοντας ερυθρά αιμοσφαίρια. Η γονιδιακή μεταφορά της έχει δοκιμαστεί σε πιθήκους και μπαμπουίνους, με αποτελέσματα που επιτείνουν τις ανησυχίες για τους κινδύνους της τεχνικής. Μέσα σε δέκα εβδομάδες διπλασιάστηκε το ποσό των ερυθρών αιμοσφαιρίων καθιστώντας το αίμα τόσο πυκνόρρευστο ώστε απαιτούνταν περιοδική αραίωση για την αποφυγή καρδιακής ανεπάρκειας.

Οι δυσκολίες στην εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας ως μέσου ντόπινγκ είναι τεράστιες. Συνιστά επεμβατική τεχνική (ένεση), ο φορέας του γονιδίου πρέπει να περάσει από ποικίλους φραγμούς-μεμβράνες, το γενετικό υλικό να ενσωματωθεί στο κατάλληλο σημείο, να εκφραστεί σωστά στο νέο μικροπεριβάλλον του και, κυρίως, να μην επηρεάσει - θετικά ή αρνητικά - τον ρυθμό έκφρασης γειτονικών γονιδίων (ίσως το πιο σημαντικό και απρόβλεπτο).

Αλλη προσέγγιση στην πρόκληση μυϊκής υπερτροφίας για ντόπινγκ μπορεί να πραγματοποιηθεί με φάρμακα σχεδιασμένα να εμποδίζουν τη μυοστατίνη (αναστολέας μυϊκής αύξησης). Πειράματα με γενετικά τροποποιημένα ποντίκια δείχνουν ότι η απουσία μυοστατίνης οδηγεί σε υπερτροφία του μυϊκού συστήματος. Εχουν παρασκευασθεί αντισώματα έναντι της ουσίας αυτής, που οδηγούν σε αύξηση της μυϊκής μάζας.

Οι αθλητές θεωρούν ιδιαίτερα ελκυστικές τέτοιες μεθόδους. Τέτοια συστηματικώς χορηγούμενα φάρμακα δεν κατευθύνονται μόνο προς ειδικές μυϊκές ομάδες (σε αντίθεση με τα γονίδια), άρα θα μπορούσαν να ανιχνευθούν σε μια εξέταση αίματος. Ωστόσο έχουν το πλεονέκτημα της εύκολης χορήγησης και της δυνατότητας άμεσης διακοπής εφόσον συντρέχει λόγος.


Ντόπινγκ και ευγονική
Το σύγχρονο ντόπινγκ μπορεί να πάρει τη μορφή μιας μοντέρνας «ευγονικής». Τα γονίδια θεωρούνται ως μερικοί καθοριστές της αθλητικής επίδοσης και πλήρεις καθοριστές του ορίου στο οποίο μπορεί να φθάσει κάποιος αθλητής. Μελλοντικά η καταγραφή του γενετικού υλικού ενός αθλητή μπορεί να αποτελέσει κριτήριο επιλογής του για κάποιο συγκεκριμένο αγώνισμα.

Πρόσφατες μελέτες αναδεικνύουν την εμπλοκή 92 γονιδίων, γενετικών τόπων ποσοτικών χαρακτήρων, 90 αυτοσωματικών και 2 φυλοσύνδετων (όπως και 14 μιτοχονδριακών), επισημαίνοντας ότι οι γενετικές διαφορές είναι ουσιώδεις στη διαμόρφωση αθλητικού φαινοτύπου. Η κατάλληλη μακροχρόνια προπόνηση συμβάλλει στην πλήρη γονιδιακή έκφραση και σε αερόβιες, αναερόβιες, μορφολογικές και λειτουργικές προσαρμογές μετατρέποντας τον γονότυπο σε φαινότυπο.

Δεν μπορεί όμως να τροποποιήσει τον φαινότυπο πέρα από το πλαίσιο που θέτει ο γονότυπος.
Η γενετική «προίκα» είναι το υπόβαθρο πάνω στο οποίο οικοδομούνται οι επιδόσεις. Οι αθλητές του μέλλοντος θα επιλέγονται νωρίς με βάση το γονιδιωματικό και πρωτεομικό τους προφίλ, και θα υφίστανται ειδική δίαιτα, προπόνηση και τεχνολογική υποστήριξη προσαρμοσμένη στα ιδιαίτερα γενετικά χαρακτηριστικά τους.

Η βιοπληροφορική μαζί με τη γνώση ότι συγκεκριμένοι πολυμορφισμοί γονιδίων επηρεάζουν την απόδοση σε ορισμένα αγωνίσματα θα οδηγήσουν στη δημιουργία τράπεζας δεδομένων με βάση την οποία νεαρά άτομα θα κατευθύνονται προς αντίστοιχα αθλήματα, ανάλογα με τον γενετικό πολυμορφισμό που έχουν. Οι κενυάτες αθλητές λόγω γενετικών διαφορών σε ενζυμικά συστήματα έχουν μεγαλύτερη δυνατότητα κατανάλωσης οξυγόνου σε σχέση με ευρωπαίους, και άρα χαμηλότερο ενεργειακό κόστος για το τρέξιμο μεγάλων αποστάσεων.

Αλλοι πολυμορφισμοί σχετίζονται με ποικίλα σωματικά χαρακτηριστικά, ώστε να αποτελέσουν κριτήρια για την κατανομή των μελλοντικών αθλητών στα επί μέρους αγωνίσματα και για την εκτίμηση της προοπτικής τους.


Υπεραθλητές επί μέτρω
Η γενετική μηχανική μπορεί στο μέλλον να δημιουργεί τον κατάλληλο συνδυασμό γονιδίων ώστε να «κατασκευάζει» υπεραθλητές με συγκεκριμένες δυνατότητες, ικανούς για μεγάλες επιδόσεις και ρεκόρ, όπως τα 8 δευτερόλεπτα(!) στο αγώνισμα των 100 μέτρων.

Οι δυσκολίες σε ένα τόσο περίπλοκο πολυγονιδιακό και πολυπαραγοντικό θέμα όπως αυτό του αθλητικού φαινοτύπου είναι μεγάλες, η χαρτογράφηση όμως του ανθρώπινου γονιδιώματος και οι τεχνικές γενετικού ανασυνδυασμού ανοίγουν δρόμους γενετικού χειρισμού και «μοριακής χειρουργικής» των αθλητών στο εγγύς μέλλον.

Τα συμμετέχοντα γενετικά συστήματα είναι πολυάριθμα και ο βαθμός αλληλεπίδρασής τους με περιβαλλοντικούς παράγοντες ποικίλος, αλλά η βάση για τη γενετική προσέγγιση του ντόπινγκ έχει τεθεί.


Πρωτεομική «θεραπεία»
Τα άλματα στον τομέα της πρωτεομικής (καταγραφή του συνόλου των πρωτεϊνών του γονιδιώματος και κατανόηση του ρόλου και της σχέσης μεταξύ τους) μετατοπίζουν το πεδίο της μάχης εναντίον του ντόπινγκ, αλλά και το ίδιο το ντόπινγκ, προς τη δική της κατεύθυνση. Η γονιδιακή θεραπεία θα μετατραπεί σταδιακά σε πρωτεομική θεραπεία - εισαγωγή κατάλληλων μορίων-«πλοηγών» τα οποία θα κατευθύνουν το κύτταρο προς συγκεκριμένη λειτουργική διαφοροποίηση.

Η μεταγραφή των γονιδίων που ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση του μυοκυττάρου ελέγχεται από ειδικές πρωτεΐνες (μυοειδικοί μεταγραφικοί παράγοντες), οι οποίες φιλοξενούνται στον κυτταρικό πυρήνα. Οι πρωτεΐνες αυτές ενεργοποιούνται όταν λάβουν κάποιο «μήνυμα» (ορμόνη ή αυξητικός παράγοντας), το οποίο καταφθάνει από τον εξωκυττάριο χώρο μέσω μεμβρανικών υποδοχέων και ενός καταρράκτη βιοχημικών αντιδράσεων, που το μετάγουν στον πυρήνα, όπου βρίσκονται.

Ρηξικέλευθα, «έξυπνα» φάρμακα στοχεύουν άμεσα στο επίπεδο αλληλεπίδρασης μεταγραφικού παράγοντα - γονιδίου, παρακάμπτοντας, έτσι, το μονοπάτι μεταγωγής του μηνύματος. Αυτό εξασφαλίζει αποτελεσματικότητα και επιλεκτικότητα στη δράση των - ενισχυτικών του μυοειδικού μεταγραφικού παράγοντα - φαρμάκων, μεγιστοποιώντας την αθλητική επίδοση χωρίς ανεπιθύμητες ενέργειες.


Το κυνήγι των πρωτεϊνών
Επιπλέον, αντι-ντόπινγκ μέθοδοι μπορούν να επινοηθούν με βάση την πρωτεομική. Η διαλεύκανση των μηχανισμών μεταγραφής γονιδίων παρέχει τη δυνατότητα για έμμεση ταυτοποίηση ουσιών μέσω του αποτελέσματός τους στη γονιδιακή έκφραση. Δηλαδή, κατανοώντας τον μηχανισμό δράσης της ουσίας θα ανιχνεύεται το τελικό της αποτέλεσμα πάνω στο γονιδίωμα, τη στιγμή που η ίδια η ουσία είναι μη ανιχνεύσιμη με τις συμβατικές μεθόδους αναλυτικής βιοχημείας.

Οι ραγδαίες πρόοδοι στον χώρο της βιοπληροφορικής θα επηρεάσουν το αντι-ντόπινγκ. Σε πολλά κέντρα παγκοσμίως το επιτελείο των μηχανικών ιατρικής διερευνά και διαμορφώνει βάσεις δεδομένων οι οποίες θα αποτελούν δεξαμενές πληροφοριών που θα τροφοδοτούν αντι-ντόπινγκ εργαστήρια. Οι εξελίξεις στη βιοτεχνολογία συντελούν στον αρτιότερο εξοπλισμό και στην τεχνική βελτίωση των εργαστηρίων και των μεθόδων, βοηθώντας στην ορθολογικότερη εφαρμογή της ιατρικής γνώσης.

Η «ολιστική» προσέγγιση του ντόπινγκ προϋποθέτει, πέρα από αθλητική πολιτική βούληση (...), τη δημιουργική συνεργασία επιστημόνων από διαφορετικούς κλάδους με στόχο να αποτραπεί η αποσάθρωση του ολυμπιακού ιδεώδους του «ευ αγωνίζεσθαι».




Το ΒΗΜΑ, 31/08/2008

thegravijia
16-12-08, 20:30
δεχομαι να γινω πειραματοζωο :P