Artikel aus der Abschlussarbeit von Dr. Boscariol Lorenzo
Die jüngsten Fortschritte auf dem Gebiet der Gentherapie eröffnen neue und interessante Perspektiven für die Behandlung verschiedener Pathologien. Da die ersten Gentherapie-Tests mit Proteinen durchgeführt wurden, die eng mit Doping zusammenhängen (z. B. Erythropoetin und Wachstumshormon), ist der Zusammenhang zwischen diesem und dem Sport offensichtlich.
Theoretisch können alle in unserem Körper vorhandenen Proteinebenen durch Gentherapie moduliert werden.
Die Konferenz über genetisches Doping, die im März 2002 von der WADA [Pound R, WADA 2002] abgehalten wurde, und der "Europäische Kongress für Harmonisierung und zukünftige Entwicklungen in der Anti-Doping-Politik", der im Jahr 2002 stattfand Arnhem, Holland, gab im selben Jahr Wissenschaftlern, Ärzten, Ärzten, Regierungen, Anti-Doping-Organisationen und Pharmaunternehmen die Möglichkeit, Informationen über die Forschungsergebnisse und Methoden zur Überprüfung dieser neuen Dopingmethode auszutauschen .
Ab dem 1. Januar 2003 hat das Internationale Olympische Komitee (IOC) Gendoping in die Liste der verbotenen Stoff- und Methodenklassen aufgenommen [WADA, 2007]. Seit 2004 ist die WADA für die Veröffentlichung der internationalen Dopingliste verantwortlich, die jedes Jahr aktualisiert wird. Die in dieser Liste enthaltene Methode des genetischen Dopings ist definiert als die nichttherapeutische Verwendung von Zellen, Genen, genetischen Elementen oder die Modulation der genetischen Expression mit dem Ziel, die sportlichen Leistungen zu verbessern.
Dieser Artikel zielt darauf ab:
- zu klären, ob es im Sport tatsächlich möglich ist, das ständig wachsende Wissen aus der Gentherapie, einem neuen und vielversprechenden Zweig der traditionellen Medizin, zu nutzen;
- Ermittlung der Möglichkeiten, wie Gentherapie zur Leistungssteigerung eingesetzt werden kann.
In der Vergangenheit haben auch Medikamente, die sich noch in einer experimentellen Forschungsphase befanden, in der Welt des Sports Platz gefunden. Aus diesem Grund äußerten sowohl die Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) als auch das Internationale Olympische Komitee (IOC) Bedenken.
"Die Athleten wurden nicht alle gleich geboren" : Dies ist das Zitat von Sir Roger Bannister, dem ersten Mann, der die Meile in weniger als 4 Minuten zurückgelegt hat. Menschen unterschiedlicher ethnischer Herkunft sind möglicherweise den anderen überlegen. Denken Sie nur an westafrikanische Rennfahrer, die Kurzstreckenrennen dominieren, oder an Athleten aus Ostafrika, die den Marathon gewinnen. Auf der anderen Seite dominieren Kaukasier in Schwimmwettbewerben.
In diesem Zeitalter der Genetik und Genomik wird es möglich sein, die Gene zu identifizieren, die die genetische Veranlagung einer Person für eine bestimmte Sportart bestimmen [Rankinen T at al., 2004]. Das Studium der Gene in jungen Jahren kann der beste Weg sein, einen großartigen Sportler aus einem Kind zu entwickeln und ein spezifisches persönliches Trainingsprogramm zu erstellen. Diese Studie für Sportler kann auch verwendet werden, um bestimmte Trainingsmethoden mit dem Ziel zu identifizieren, die genetische Veranlagung für diese Art von Training zu erhöhen [Rankinen T at al., 2004].
Aber wird die Untersuchung der Gene zu besseren Athleten führen? Marion Jones und Tim Montgomery waren beide 100-Meter-Speed-Champions, sie hatten im Sommer 2003 ein Baby. Sogar Steffi Graf und Andre Agassi (beide Nummer 1 der Tennis-Weltmeisterschaften) haben Kinder. Diese Kinder werden höchstwahrscheinlich anderen vorgezogen, aber es gibt auch andere Faktoren wie umweltbedingte und psychologische, die darüber entscheiden, ob sie Meister werden oder nicht.
Gentherapie kann als Übertragung von genetischem Material in menschliche Zellen zur Behandlung oder Vorbeugung einer Krankheit oder Funktionsstörung definiert werden. Dieses Material wird durch DNA, RNA oder durch genetisch veränderte Zellen dargestellt. Das Prinzip der Gentherapie beruht auf der Einführung eines therapeutischen Gens in die Zelle, um das fehlende Gen zu kompensieren oder das abnormale zu ersetzen. Im Allgemeinen wird DNA verwendet, die das therapeutische Protein codiert und aktiviert wird, wenn es den Kern erreicht.
"Die meisten Sportler nehmen Drogen" [De Francesco L, 2004]. Eine Umfrage des Drogenforschungszentrums ergab, dass weniger als 1% der niederländischen Bevölkerung Dopingprodukte mindestens einmal eingenommen hat, insgesamt rund 100.000 Menschen. 40% dieser Menschen nehmen seit Jahren Doping und die meisten von ihnen machen Krafttraining oder Bodybuilding. Der Einsatz von Dopingmitteln im Spitzensport scheint für die Allgemeinbevölkerung über 1% zu liegen, die genaue Zahl ist jedoch nicht bekannt. Der Prozentsatz der Elite-Athleten, die positiv auf Dopingkontrollen getestet wurden, schwankte in den letzten Jahren zwischen 1, 3% und 2, 0% [DoCoNed, 2002].
Die von der WADA formulierte Definition von Gendoping lässt Raum für Fragen: Was genau bedeutet nichttherapeutisch? Können Patienten mit gentherapeutisch behandelten Muskelstörungen zu den Wettbewerben zugelassen werden? Dieselbe Überlegung gilt für Krebspatienten, die mit einer Chemotherapie behandelt wurden und nun das für Erythropoetin kodierende EPO-Gen erhalten, um die Wiederherstellung der Knochenmarkfunktion zu beschleunigen.
Aktuelle gentherapeutische Forschungen werden auch durchgeführt, um den Heilungsprozess einer Wunde zu beschleunigen oder Muskelschmerzen nach einem Training zu lindern. Solche Praktiken werden möglicherweise nicht von allen als "therapeutisch" angesehen, und ihre leistungssteigernden Eigenschaften können in Frage gestellt werden.
Aus klinischer Sicht wäre es angemessener, die Definition von Gendoping besser zu spezifizieren, insbesondere im Hinblick auf den unsachgemäßen Einsatz von Gentransfertechnologien.
Die WADA (Abschnitt M3 des Welt-Anti-Doping-Kodex (Fassung vom 1. Januar 2007) begründete das Verbot von Gendoping durch folgende Punkte: a) Nachgewiesene wissenschaftliche Beweise, pharmakologische Wirkung oder Erfahrung, dass die in der Liste enthaltenen Stoffe oder Methoden die Fähigkeit zur Steigerung der sportlichen Leistung; b) Die Verwendung des Stoffes oder der Methode birgt ein reales oder vermutetes Risiko für die Gesundheit des Athleten. c) Doping verstößt gegen den Sportgeist. Dieser Geist wird in der Einführung des Kodex unter Bezugnahme auf eine Reihe von Werten wie Ethik, Fairplay, Ehrlichkeit, Gesundheit, Spaß, Freude und Einhaltung der Regeln beschrieben.
Im Gegensatz zu Therapien an somatischen Zellen sind Veränderungen der Keimbahn dauerhaft und werden auch auf die Nachkommen übertragen. In diesem Fall bestehen neben dem möglichen Risiko für die Gesundheit der Athleten auch Risiken für Dritte wie Nachwelt, Eltern oder Partner.
Auf dem Gebiet der Pharmakogenetik, dessen Entwicklung von den gemeinsamen Anstrengungen der Wissenschaft und der pharmazeutischen Industrie abhängt, besteht das Hauptziel darin, für jeden von uns eine "maßgeschneiderte" Medizin zu entwickeln. Bekanntlich haben viele Arzneimittel eine völlig unterschiedliche Wirkung, je nachdem, wer sie einnimmt. Dies liegt daran, dass ihre Entwicklung generisch ist und die individuellen genetischen Merkmale nicht berücksichtigt. Wenn sich die Pharmakogenetik in der Welt des Sports ausbreiten würde, könnte die bloße Idee des Wettbewerbs zwischen scheinbar gleichen Athleten, die sich auf mehr oder weniger vergleichbare Weise vorbereiten, hinfällig werden.
Klinische experimentelle Daten der Gentherapie zeigten sehr ermutigende Ergebnisse bei Patienten mit schwerer kombinierter Immunschwäche [Hacein-Bey-Abina S et al., 2002] und Hämophilie B [Kay MA et al. 2000]. Darüber hinaus hat die angiogene Therapie durch Vektoren, die den Wachstumsfaktor des Gefäßendothels zur Behandlung von Herzkrankheiten exprimieren, gute Ergebnisse bei Angina erzielt [Losordo DW et al., 2002].
Wenn der Transfer von Genen, die für Gewebewachstumsfaktoren kodieren, verwendet wurde [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003], die Behandlung der verschiedenen mit Sport verbundenen Schäden, wie Bandriss oder Muskelriss könnte theoretisch zu einer besseren Regeneration führen. Diese Ansätze werden nun an Tiermodellen evaluiert, aber in den kommenden Jahren werden sicherlich auch klinische Studien am Menschen aktiviert.
1964 machte der nordfinnische Skifahrer Eero Mäntyranta die Bemühungen der Gegner nutzlos, indem er bei den Spielen in Innsbruck zwei olympische Goldmedaillen gewann. Nach einigen Jahren konnte gezeigt werden, dass Mantyranta ein Träger einer seltenen Mutation im Erythropoetin-Rezeptor-Gen ist, die unter Beeinträchtigung der normalen Rückkopplungskontrolle der Anzahl roter Blutkörperchen eine Polyzythämie mit einem Anstieg von 25-50% bewirkt Sauerstofftransportkapazität. Eine Erhöhung der Sauerstoffmenge im Gewebe bedeutet eine Erhöhung der Ermüdungsbeständigkeit. Mäntyranta hatte, was jeder Athlet will: EPA. Athleten der Zukunft können möglicherweise ein Gen in den Körper einbringen, das die Wirkung der genetischen Mutation nachahmt, die auf natürliche Weise in Mäntyranta vorkommt und der Leistung förderlich ist.
Der insulinähnliche Wachstumsfaktor (IGF-1) wird sowohl von der Leber als auch vom Muskel produziert und seine Konzentration hängt von der des menschlichen Wachstumshormons (hGH) ab.
Training, schlägt Sweeney vor, stimuliert Muskelvorläuferzellen, sogenannte "Satelliten", um empfänglicher für IGF-I zu sein
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. Die Anwendung dieser Behandlung bei Sportlern würde bedeuten, dass die Brachialmuskeln des Tennisspielers, die Wade des Läufers oder der Bizeps des Boxers gestärkt werden. Es wird angenommen, dass diese Therapie relativ sicherer ist als EPO, da die Wirkung nur auf den Zielmuskel beschränkt ist. Dieser Ansatz wird wahrscheinlich bereits in den nächsten Jahren auf Menschen angewendet.
Eine Isoform des insulinähnlichen Wachstumsfaktors 1 (IGF-1), des mechanischen Wachstumsfaktors (FGM), wird durch mechanische Stimuli wie z.B. Muskelübungen. Dieses Protein spielt neben der Stimulierung des Muskelwachstums eine wichtige Rolle bei der Reparatur von verletztem Muskelgewebe (wie dies beispielsweise nach intensivem Training oder Wettkampf geschieht).
MGF wird im Muskelgewebe produziert und zirkuliert nicht im Blut.
VEGF stellt den Wachstumsfaktor des Gefäßendothels dar und kann verwendet werden, um das Wachstum neuer Blutgefäße zu fördern. Die VEGF-Therapie wurde entwickelt, um bei Patienten mit ischämischer Herzkrankheit einen koronaren Bypass zu erzeugen oder um älteren Menschen mit peripherer Arteropathie zu helfen. Gene, die für VEGF kodieren, können das Wachstum neuer Blutgefäße fördern und eine größere Sauerstoffversorgung des Gewebes ermöglichen.
Bisher wurden Gentherapieexperimente für Krankheiten wie Herzischämie durchgeführt [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW et al., 2002; Tio RA et al., 2005] oder periphere arterielle Insuffizienz
[Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S. et al., 2003]. Wenn diese Behandlungen auch bei Sportlern angewendet würden, würde dies zu einer Erhöhung des Sauerstoff- und Nährstoffgehalts in den Geweben führen, vor allem aber zu der Möglichkeit, die Erschöpfung der Muskeln, sowohl des Herzens als auch des Skeletts, zu verschieben.
Da VEGF bereits in vielen klinischen Studien eingesetzt wird, wäre genetisches Doping bereits möglich!
Die normale Differenzierung der muskuloskelettalen Masse ist von grundlegender Bedeutung für die korrekte Funktionsweise des Organismus; Möglich wird diese Funktion durch die Wirkung von Myostatin, einem Protein, das für das Wachstum und die Differenzierung der Skelettmuskulatur verantwortlich ist.
Es wirkt als negativer Regulator und hemmt die Proliferation von Satellitenzellen in Muskelfasern.
Experimentell wird Myostatin in vivo verwendet, um die Muskelentwicklung in verschiedenen Säugetiermodellen zu hemmen.
Myostatin ist sowohl im muskuloskelettalen als auch im kardialen Bereich mit einem autokrinen und einem parakrinen Mechanismus aktiv. Ihre physiologische Rolle ist noch nicht ganz klar, obwohl die Verwendung von Myostatin-Inhibitoren wie beispielsweise Follistatin eine dramatische und weit verbreitete Zunahme der Muskelmasse verursacht [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. Solche Inhibitoren können den Regenerationszustand bei Patienten verbessern, die an schweren Krankheiten wie Duchenne-Muskeldystrophie leiden [Bogdanovich S et al., 2002].
Diese Supertopi waren in der Lage, die Treppe mit schweren Gewichten am Heck zu erklimmen. Im selben Jahr zeigten drei weitere Forschungsgruppen, dass der Phänotyp des üblicherweise als "Doppelmuskel" bezeichneten Rindes auf einer Mutation des Myostatin-Kodierungsgens beruht [Grobet et al., 1997; Kambadur et al., 1997; McPherron & Lee, 1997].
Kürzlich wurde bei einem deutschen Kind, das außergewöhnliche Muskelmasse entwickelte, eine homozygote mstn - / - Mutation entdeckt. Die Mutation wurde als die Wirkung der Hemmung der Myostatin-Expression beim Menschen angegeben. Das Kind entwickelte bei der Geburt gute Muskeln, aber mit zunehmendem Alter nahm auch die Muskelmasse zu und im Alter von 4 Jahren war es bereits in der Lage, Gewichte von 3 kg zu heben. Er ist der Sohn eines ehemaligen Profisportlers und seine Großeltern waren als Männer vieler Schicksale bekannt.
Die genetische Analyse von Mutter und Kind ergab eine Mutation des Myostatin-Gens mit dem Ergebnis einer fehlgeschlagenen Proteinproduktion [Shuelke M et al., 2004].
Sowohl bei Versuchen der Gruppe von Se-Jin Lee an der Maus als auch bei denen des Kindes war der Muskel sowohl im Querschnitt (Hypertrophie) als auch in der Anzahl der Myofibrillen (Hyperplasie) gewachsen [McPherron et al., 1997].
Schmerz ist eine unangenehme sensorische und emotionale Erfahrung, die mit tatsächlichen oder potenziellen Gewebeschäden verbunden ist und anhand solcher Schäden beschrieben wird [iasp]. Aufgrund seiner Unannehmlichkeit kann das Gefühl des Schmerzes nicht ignoriert werden und veranlasst das Subjekt, die dafür verantwortlichen (schädlichen) Reize zu meiden; Dieser Aspekt konfiguriert die Schutzfunktion des Schmerzes.
Im Sport könnte der Einsatz von starken schmerzlindernden Medikamenten dazu führen, dass Sportler trainieren und über die normale Schmerzgrenze hinaus konkurrieren.
Dies kann erhebliche Gesundheitsrisiken für den Sportler mit sich bringen, da sich die Läsion erheblich verschlimmern und zu einer dauerhaften Verletzung werden kann. Der Gebrauch dieser Medikamente kann den Sportler auch zu einer psycho-physischen Abhängigkeit von ihnen führen.
Eine Alternative zu den legalen Schmerzmitteln könnte die Verwendung von analgetischen Peptiden wie Endorphinen oder Enkephalinen sein. Präklinische Tierversuche haben gezeigt, dass die Gene, die diese Peptide codieren, einen Einfluss auf die Wahrnehmung von entzündlichen Schmerzen haben [Lin CR et al., 2002; Smith O, 1999].
Die Gentherapie zur Schmerzlinderung ist jedoch noch weit von ihrer klinischen Anwendung entfernt.
Zweiter Teil: Risiken von Gendoping "
Herausgegeben von : Lorenzo Boscariol
