Genetické dopingové a kandidátské geny
Jakýkoli fyziologický proces související s výrobou energie a pohybem by mohl být považován za potenciální cíl genetického dopingu, jehož cílem je dosáhnout vyššího sportovního výkonu.
Vyhlídka genetického dopingu je ve srovnání s jinými formami farmakologického dopingu ještě atraktivnější vzhledem k tomu, že se současnými antidopingovými kontrolami v praxi je prakticky nemožné dokázat, že došlo k genetickému dopingu.
Možné geny kandidáty pro genetické dopování byly rozděleny do skupin na základě jejich účinku ve vztahu k procesům souvisejícím s fyzickým výkonem; nicméně, někteří jsou příbuzní více než jedna skupina zvažovat komplexní biologické funkce ve kterém oni jsou zahrnováni.
Geny související s vytrvalostí (vytrvalost)
Erytropoetin : Výkonnost ve vytrvalostních sportech může být realizována zvýšením transportu kyslíku do tkání, například zvýšením počtu červených krvinek (které obsahují hemoglobin, protein, který váže a transportuje kyslík) do oběhu. Počet červených krvinek produkovaných tělem (erytropoéza) je jemně regulován erytropoetinem (EPO), glykoproteinem syntetizovaným ledvinami a minimálně játry.
Erytropoetin, jehož produkce je regulována koncentrací kyslíku v krvi, interaguje se specifickým receptorem (EPOR) přítomným v prekurzorových buňkách červených krvinek v kostní dřeni. Vysoká hladina cirkulujícího EPO stimuluje tvorbu červených krvinek a vede ke zvýšení hematokritu (procento korpuskulárních prvků v krvi: červených krvinek, bílých krvinek a krevních destiček) a celkového hemoglobinu. Konečným efektem je zvýšení transportu kyslíku do tkání.
Severní finský lyžař Eero Mäntyranta učinil v roce 1964 snahy soupeřů zbytečné tím, že vyhrál dvě olympijské zlaté medaile na hrách v rakouském Innsbrucku. Po několika letech bylo prokázáno, že Mäntyranta je nositelem vzácné mutace v genu EPOR, který ji činil aktivním iv přítomnosti nízkých hladin EPO, čímž se zvyšuje produkce červených krvinek s následným zvýšením transportní kapacity kyslíku. 25-50%.
Terapeutický potenciál EPO a všechny faktory, které stimulují produkci EPO, souvisí s léčbou těžké anémie; možnost použití technik genové terapie namísto podávání rekombinantního peptidu, a tím indukce spontánní syntézy EPO v těle, by měla pozitivní účinky jak z klinického, tak ekonomického hlediska. První klinická studie použila EPO genovou terapii u pacientů s chronickou anémií ledvinového selhání s přístupem ex vivo, který však poskytl omezené výsledky.
Další překážkou, kterou je třeba překonat, je mnoho vedlejších účinků spojených s užíváním EPO, což jsou ty, které představují největší riziko podávání EPO u sportovců. Zvýšení počtu červených krvinek snižuje tekutost krve, zvyšuje její pevnou nebo korpuskulární část (hematokrit). Toto zvýšení viskozity způsobuje zvýšení krevního tlaku (hypertenze) a usnadňuje tvorbu trombů, které, jakmile jsou vytvořeny, mohou okludovat krevní cévy (trombóza). Toto riziko se výrazně zvyšuje v případě dehydratace, jak je tomu obvykle u vytrvalostních závodů. Mezi nejzávažnější vedlejší účinky této látky patří srdeční arytmie, náhlá smrt a poškození mozku (mrtvice).
PPARD (peroxizomální proliferátorem aktivovaný receptor delta ): studie na zvířecích modelech ukázaly existenci jiné rodiny genů schopných významně zvýšit atletický výkon, PPARD (peroxizomový proliferátorem aktivovaný receptorový delta) a alfa ko-aktivátory a beta (PPARGC1A a PPARGC1B). Exprese PPARD je zejména schopna podpořit průchod svalových vláken z typu IIb do rychlé kontrakce (také nazývané bílá, "rychlé škubnutí") k těm typu IIa (intermediární) a čočkám typu I (také nazývaným červená)., "pomalé škubnutí"), což je to, co se děje fyziologicky po neustálém fyzickém cvičení. IIb vlákna jsou obvykle rekrutována během krátkých cvičení, která vyžadují velkou neuromuscular úsilí. Aktivují se pouze tehdy, když je nábor pomalých vláken maximálně omezen. Pomalá svalová vlákna (červená, typ I nebo ST, z anglického „pomalého škubnutí“) jsou namísto toho přijímána v nízkých intenzitách, ale s dlouhodobým působením svalů. Ředší než bílá, červená vlákna si uchovávají více glykogenu a koncentrují enzymy spojené s aerobním metabolismem. Mitochondrie jsou četnější a větší, stejně jako počet kapilár, které vstřikují jedno vlákno. Zmenšená velikost posledně uvedeného usnadňuje difúzi kyslíku z krve do mitochondrií v důsledku menší vzdálenosti mezi nimi. Je to právě bohatý obsah myoglobinu a mitochondrií, které těmto vláknům dodávají červenou barvu, ze které pochází jejich jméno.
Studie na transgenním myším modelu ("marathon mouse"), který nadměrně exprimuje PPARD, ukázaly enormní nárůst rezistence vůči fyzické námaze, aniž by došlo ke zvýšení svalové hmoty a schopnosti řešit aerobní cvičení.
Byla také identifikována syntetická sloučenina (GW501516), která byla schopna se vázat na receptor PPARD a aktivovat ji; jako takový by tedy mohl představovat možné dopingové činidlo také u lidí.
Geny související s angiogenezí : Potenciální cíle genetického dopování jsou také geny patřící do rodiny vaskulárního endotelového růstového faktoru (VEGF), tkáňového růstového faktoru (TGF) a růstového faktoru hepatocytů (HGF); exprese těchto genů je ve skutečnosti korelována se zvýšením angiogeneze (tvorba nových krevních cév).
Tvorba nových cév znamená, že dochází k většímu zásobování srdce, svalů, jater a mozku krví, a tím i kyslíku, což má za následek zvýšení schopnosti odolnosti vůči fyzické námaze.
Stimulace angiogeneze je také užitečná v situacích dlouhodobé ischemie, jako u pacientů s ischémií myokardu; klinické studie provedené na těchto pacientech s použitím in vivo intramuskulárních nebo intrakoronárních injekcí VEGF a FGF měly velmi pozitivní výsledky. Existuje však několik vedlejších účinků a rizik spojených s genovou terapií stimulující angiogenezi, například zvýšené riziko indukce vývoje neoplastických onemocnění a zhoršení retinopatie a aterosklerózy.
