ΓΟΝΙΔΙΑΚΟ ΝΤΟΠΙΝΓΚ Dr. Νικόλαος Κουτλιάνος MD, BSc Επίκουρος Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α. Α.Π.Θ. Doping ονομάζεται η χρήση ουσιών ή και μεθόδων που βελτιώνουν την απόδοση σε έναν αγώνα, ή κατά την προετοιμασία, παραβαίνοντας όμως την αθλητική ηθική και καταστρέφοντας τη σωματική και ψυχολογική υγεία του αθλητή. Η συχνότητα εμφάνισης θετικών δειγμάτων στο σύνολο των αθλημάτων όπως προκύπτει από τον έλεγχο αντι-ντόπινγκ στα διαπιστευμένα εργαστήρια, ανέρχεται παγκοσμίως για το 2011 (σύμφωνα με τα πλέον πρόσφατα δημοσιευμένα από τη WADA αποτελέσματα) σε 2,0%. Γονιδιακό ή κυτταρικό doping, όπως καθορίζεται από τον ισχύοντα κατάλογο απαγορευμένων ουσιών της WADA (2013) είναι η μέθοδος που έχει την ικανότητα ενίσχυσης της αθλητικής απόδοσης και ειδικότερα: «α. η μεταφορά πολυμερών νουκλεϊκών οξέων ή αναλόγων τους, β. η χρήση φυσιολογικών ή γενετικά τροποποιημένων κυττάρων». Από το 1953 και την ανακάλυψη της διπλής έλικας του DNA από τους J. Watson και F. Crick έχει συντελεστεί σημαντική πρόοδος στη μελέτη του ανθρώπινου γονιδιώματος με την ολοκλήρωση της αποκρυπτογράφησής του το 2003. Δυστυχώς, όμως, οι θεραπευτικές μέθοδοι και τεχνικές που χρησιμοποιούνται στα πολλά υποσχόμενα πρωτόκολλα γονιδιακής παρέμβασης με σκοπό τη θεραπεία ασθενειών είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν στον αθλητισμό για την αύξηση της αθλητικής απόδοσης καθώς περισσότερα από 500 γονίδια του ανθρώπου συνδέονται με τη διαμόρφωση της αθλητικής του απόδοσης. Το γενετικό doping αφορά κυρίως την πρόσληψη τεχνητών γονιδίων από τους υγιείς αθλητές με την τεχνική διαδικασία της γονιδιακής θεραπείας. Σε αυτή δηλ. την εναλλακτική διαδικασία μεταφέρεται και ενσωματώνεται στο γονιδίωμα, ετερόλογο DNA με τη χρήση πρωτοκόλλων γονιδιακής θεραπείας με αποτέλεσμα να δημιουργούνται οι γενετικά τροποποιημένοι αθλητές. Απώτερος σκοπός των πειραμάτων είναι η τροποποίηση του γενετικού υλικού των αθλητών, προκειμένου να αποκτήσουν βελτιωμένα ή εντελώς νέα βιολογικά χαρακτηριστικά στο βωμό της αθλητικής δάκρισης. Το τεχνητό γονίδιο παράγει ένα κατάλληλο αγγελιοφόρο (mrna), το οποίο μεταφράζεται στην πρωτεΐνη-στόχο του πρωτοκόλλου γονιδιακής παρέμβασης. Ο σκοπός της γονιδιακής θεραπείας σε ότι αφορά τον τύπο πρόσληψης τεχνητών γονιδίων από τους αθλητές είναι κυρίως να καταστήσει ικανό το σώμα από μόνο του
να παράγει ουσίες που χορηγούνται σήμερα εξωγενώς υπό τη μορφή φαρμάκων και να αντικαταστήσει γονίδια που παρουσιάζουν έλλειψη έκφρασης με φυσιολογικά γονίδια. Το μεγαλύτερο πρόβλημα σήμερα στη γονιδιακή θεραπεία είναι η έλλειψη ρύθμισης της υπερέκφρασης των τεχνητών (ανασυνδυασμένων ή χιμαιρικών γονιδίων). Το γονίδιο εισέρχεται για θεραπεία, αλλά δεν είναι δυνατό με την υπάρχουσα βιοτεχνολογία να διασφαλιστεί ότι θα έχει μόνο τις προσδοκώμενες επιδράσεις και όχι επικίνδυνες παρενέργειες. Προκειμένου να εισαχθεί το εξωγενές γονίδιο στα κύτταρα και στον οργανισμό απαιτούνται ειδικοί φορείς (vectors), όπως χημικά, φυσικά, ιικά συστήματα μεταφοράς γονιδίων (αδενοϊοί, ρετροϊοί, αδενοσυνδεδεμένοι ιοί) και μη ιικά συστήματα (λιποσωμάτια, γυμνό DNA, τεχνητά χρωμοσώματα), εμφυτεύματα κυττάρων. Tα επιθυμητά γονίδια εισάγονται ex vivo, in vivo, ή in situ κατά την γονιδιακή θεραπεία. Η ανάπτυξη της γονιδιακής θεραπείας για τη θεραπεία ασθενειών, όπως η αναιμία (γονίδιο της ερυθροποιητίνης, EPO έρευνες σε πειραματόζωα κατέδειξαν τιμή αιματοκρίτη μέχρι και 75%), η μυϊκή δυστροφία (γονίδιο που προσομοιάζει με τον παράγοντα αύξησης-1 της ινσουλίνης), και ασθένειες των περιφερικών αγγείων (γονίδιο του αγγειακού επιθηλιακού παράγοντα αύξησης) αποτελούν τις πιο πιθανές μεθόδους γονιδιακού doping. Επιπρόσθετα, η μυοστατίνη που αποτελεί ένα αρνητικό ρυθμιστή του σχηματισμού μυών παρουσιάζει αυξημένη πιθανότητα χρήσης με σκοπό την παράνομη βελτίωση της αθλητικής απόδοσης και ειδικότερα της μυικής δύναμης. Αυξημένη μυϊκή ισχύς και μέγεθος παρατηρήθηκε σε περιπτώσεις που υπήρχε έλλειψη του γονιδίου της μυοστατίνης. Οι Βελγικές αγελάδες Blue και Piedmontese, φέρουν μια κληρονομήσιμη γενετική μετάλλαξη, η οποία παράγει μια μη κανονική μετάφραση της μυοστατίνης. H απουσία της μυοστατίνης παρεμβαίνει επίσης, περιοριστικά στην εναπόθεση λίπους, παρέχοντας στο σώμα ιδιαίτερα μυώδη εμφάνιση. Φαίνεται ότι στο προσεχές μέλλον η προσπάθεια του «γονιδιακού» ντόπινγκ θα επικεντρώνεται στους εξής στόχους: α) Αύξηση της έκκρισης ερυθροποιητίνης, β) αύξηση της μάζας των σκελετικών μυών και της καρδιάς, γ) αύξηση της αγγειοβρίθειας στους σκελετικούς μύες, δ) αύξηση έκκρισης αναλγητικών πεπτιδίων και ορμονών. Όμως, η ενσωμάτωση φορέων ιών στο γονιδίωμα του ξενιστή επιφέρει αυξημένο κίνδυνο μεταλλαξιγένεσης. Άτυπη ρύθμιση της αύξησης των κυττάρων, της τοξικότητας από χρόνιες υπερεκφράσεις του παράγοντα αύξησης και των κιτοκινών,
καθώς και της κακοήθειας των κυττάρων αποτελούν πιθανούς κινδύνους, αλλά ελλοχεύουν, ενδεχομένως και κίνδυνοι οι οποίοι προς το παρόν δεν είναι γνωστοί.. Επιπλέον, έχουν καταγραφεί περιπτώσεις προσβολής όχι μόνο των σωματικών κυττάρων αλλά και των φυλετικών χρωμοσωμάτων με αποτέλεσμα τη δυνατότητα μεταβίβασης του γενετικά τροποποιημένου υλικού αλλά και των επιπλοκών έκφρασής του και στους απογόνους. Σε αντίθεση με τα φάρμακα, που βελτιώνουν την απόδοση των αθλητών, τα πρωτόκολλα θεραπείας γονιδίου δεν είναι δυνατόν επί του παρόντος να ανιχνευθούν αξιόπιστα με τους συνηθισμένους ελέγχους ντόπινγκ που γίνονται σε δείγματα αίματος ή ούρων. Εκτός από το γεγονός ότι σύμφωνα με τις υπάρχουσες τεχνικές ανίχνευσης απαιτείται βιοψία ιστού (δεν επιτρέπεται στον έλεγχο αντι-ντόπινγκ) και μετέπειτα εμπεριστατωμένη ανάλυση DNA σε εργαστήριο, εκφράζονται βάσιμες ανησυχίες για πλήρη αδυναμία ανίχνευσης του γονιδιακού ντόπινγκ ιδιαίτερα επί συνδυασμένης λήψης διαφόρων γονιδίων. Η WADA, η Διεθνής Ολυμπιακή Επιτροπή και άλλοι διεθνείς κυρίως οργανισμοί κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου και συμμετέχουν ενεργά με τη διενέργεια ερευνητικών προγραμμάτων στην προσπάθεια για τη γρηγορότερη δυνατή εφαρμογή αξιόπιστων μεθόδων ανίχνευσης του γονιδιακού ντόπινγκ. Η εκπαίδευση και η ενημέρωση για τις επιπτώσεις στην υγεία από τη χρήση και κατάχρηση των απαγορευμένων ουσιών και μεθόδων και ειδικότερα του γενετικού ντόπινγκ αποτελούν τα ισχυρότερα όπλα για την καταπολέμηση της ευρείας χρήσης απαγορευμένων μεθόδων ντόπινγκ και της πολυφαρμακίας. Μέριμνα, όλων των επιστημονικών φορέων θα πρέπει να αποτελέσει η συλλογή πληροφοριών για τις οξείες και χρόνιες επιπτώσεις στην υγεία των αθλητών από τη χρήση αυτής της μεθόδου, με σκοπό την πληροφόρηση των άμεσα ενδιαφερομένων και τη διάδοση της επιστημονικής γνώσης στο ευρύ κοινό από τη σχολική ακόμη ηλικία. Το Εργαστήριο Αθλητιατρικής του ΑΠΘ σε συνεργασία με άλλα ευρωπαϊκά αθλητιατρικά κέντρα και πανεπιστημιακά εργαστήρια προχώρησε στη δημιουργία ιστοσελίδας που παρουσιάζει όλες τις διαθέσιμες σύγχρονες επιστημονικές πληροφορίες αναφορικά με το θέμα των ιατρικών επιπτώσεων στην υγεία από το ντόπινγκ. Η διεύθυνση της ιστοσελίδας είναι: www.doping-prevention.com και ο επισκέπτης μπορεί να αναζητήσει χρήσιμες πληροφορίες αναφορικά με τις ιατρικές επιπτώσεις όλων των απαγορευμένων κατηγοριών φαρμάκων και μεθόδων στον αθλητισμό πάνω στο σύνολο των οργανικών συστημάτων. Επιπλέον, η ανωτέρω γνώση προσφέρεται και με τη μορφή διαβαθμισμένων διαφανειών σε τρία επίπεδα
εξειδίκευσης ώστε να είναι προσιτή όχι μόνο στο επιστημονικό και περισσότερο ειδικό προσωπικό αλλά και στους αθλητές, τους μαθητές και το ευρύ κοινό. Βιβλιογραφία Barton-Davis E.R., Shoturma D.I., Musaro A., Rosenthal N., Sweeney H.L. (1998). Viral mediated expression of insulin-like growth factor I blocks the agingrelated loss of skeletal muscle function. Proc Natl Acad Sci U S A., 95(26): 15603-7. Bogdanovich S., Krag T.O., Barton E.R., Morris L.D., Whittemore L.A., Ahima R.S., Khurana T.S. (2002). Functional improvement of dystrophic muscle by myostatin blockade. Nature, 420(6914): 418-21. Diamanti-Kandarakis E., Konstantinopoulos P.A., Papailiou J., Kandarakis S.A., Andreopoulos A., Sykiotis G.P. (2005). Erythropoietin abuse and erythropoietin gene doping: detection strategies in the genomic era. Sports Med, 35(10): 831-40. Fallahi A., Ravasi A., Farhud D. (2011). Genetic doping and health damages. Iran J Public Health, 40(1):1-14. Haisma H.J., de Hon O. (2006). Gene doping. Int J Sports Med, 27(4): 257-66. Larin Z., Mejía J.E. (2002). Advances in human artificial chromosome technology. Trends Genet,18(6): 313-9. Oliveira RS, Collares TF, Smith KR, Collares TV, Seixas FK. (2011). The use of genes for performance enhancement: doping or therapy? Braz J Med Biol Res, 44(12): 1194-201. Rubio JC, Martín MA, Rabadán M, Gómez-Gallego F, San Juan AF, Alonso JM, Chicharro JL, Pérez M, Arenas J, Lucia A. (2005). Frequency of the C34T
mutation of the AMPD1 gene in world-class endurance athletes: does this mutation impair performance? J Appl Physiol, 98(6): 2108-12. Timmons JA, Jansson E, Fischer H, Gustafsson T, Greenhaff PL, Riden J, et al. (2005). Modulation of extracellular matrix genes reflects the magnitude of physiological adaptation to aerobic exercise training in humans. BMC Biol, 2(3): 19. Van der Gronde T, de Hon O, Haisma HJ, Pieters T. (2013). Gene doping: an overview and current implications for athletes. Br J Sports Med, Jan 15. [Epub ahead of print]. Zhou S, Murphy JE, Escobedo JA, Dwarki VJ. (1998). Adeno-associated virusmediated delivery of erythropoietin leads to sustained elevation of hematocrit in nonhuman primates. Gene Ther, 5(5): 665-70.