Sunkiau aptikti nei EPO, genų dopingas yra mažiau žinomas kovos už švarų dviratį frontas
Dopingo ir antidopingo vartojimo istorija yra panaši į Wile'ą E. Coyote'ą, kuris vejasi kelių bėgiką: nesvarbu, kaip arti Wile'as E. prisiartintų prie kelių bėgiko, pastarasis visada yra vienu žingsniu priekyje. Tai dar labiau tinka naujam, šešėliniam dopingo kampui, kuris gali atrodyti kaip mokslinės fantastikos scenarijus, bet iš tikrųjų egzistuoja mažiausiai du dešimtmečius: genų (arba genetinis) dopingas.
Tačiau nepaisant spartaus genų dopingo vystymosi, nauja genų dopingo tyrimo metodika gali tapti svarbiu posūkio tašku prieš genų naudojimą veiklos gerinimo tikslais.
ADOPE (Advanced Detection of Performance Enhancement) buvo pristatytas Stirlingo universitete, Škotijoje, rugsėjo pradžioje ir yra vienas iš nedaugelio žinomų testų prieš genų dopingą.
Metodą sukūrė Delfto technikos universiteto (Nyderlandai) mokslininkų grupė ir jis varžysis su daugiau nei 300 kitų komandų 2018 m. Genetically Engineered Machine konkurse; apdovanojimų ceremonija vyks Bostone, MA, spalio 28 d.
Pirmiausia: kas yra genų dopingas?
Genų dopingas yra „netinkamas“genų terapijos naudojimas siekiant pagerinti našumą. Kita vertus, genų terapija yra metodas, kai ligoms gydyti ar užkirsti kelią naudojami genai, o ne vaistai ar operacijos.
Terapija susideda iš išorinės genetinės medžiagos tiekimo į paciento ląsteles. Genetinė medžiaga, kurioje yra specifinė ekspresija, kuri aktyvuoja ligai gydyti naudojamus b altymus, įterpiama į ląsteles naudojant išorinį vektorių (paprastai virusą).
Paimkime, pavyzdžiui, EPO. Eritropoetinas – b altymas, kuris skatina raudonųjų kraujo kūnelių gamybą kaulų čiulpuose ir dėl to padidina hemoglobino kiekį organizme bei deguonies tiekimą į audinius – paprastai išskiriamas per inkstus.
EPO injekcijos buvo liūdnai pagarsėjęs našumo pagerinimas, kuriuo dviratininkai piktnaudžiavo keletą metų, ypač 90-aisiais.
Nr.
Tačiau alternatyva genų dopingui, kuri padidina EPO gamybą, nes į sportininką įterpiama nauja genetinė medžiaga, galiausiai atrodytų kaip natūralus sportininko fiziologijos produktas, o ne kaip uždrausta medžiaga.
Nors genų terapija vis dar taikoma retoms ligoms, kurios neišgydomos (pvz., sunkiam kombinuotam imunodeficitui, aklumui, vėžiui ir neurodegeneracinėms ligoms), mokslininkai prisipažino, kad sporto pasaulio žmonės kreipėsi į juos ir prašė pasinaudoti šios terapijos kaip būdas pagerinti jų sportinius rezultatus.
WADA ir genų dopingas
Pasaulio antidopingo agentūra (WADA) 2002 m. surengė pirmąjį seminarą apie genų dopingą ir jo grėsmes, o po metų ši praktika buvo įtraukta į WADA nelegalių medžiagų ir metodų sąrašą.
Nuo to laiko WADA dalį savo išteklių skiria genų dopingo aptikimui (įskaitant kelių genų dopingo ekspertų grupių ir grupių sukūrimą), o 2016 m. buvo atliktas įprastas EPO genų dopingo tyrimas. WADA akredituotoje laboratorijoje Australijoje, Australijos sporto narkotikų testavimo laboratorijoje.
Tačiau genų dopingo tyrimo metodikos gali būti sudėtingos ir reikalauti plačių žinių apie konkrečią DNR seką, kad būtų galima atlikti tikrąjį testavimą.
Kita vertus, ADOPE siūlomas metodas orientuotas į tikslinį sekos nustatymą ir sujungia naudingus kitų metodų principus potencialiai veiksmingesniu ir tikslingesniu būdu.
ADOPE testavimo metodika
ADOPE tyrimo metodika buvo sukurta atliekant tyrimus su galvijų krauju ir sudaryta iš dviejų fazių: pirmoji fazė yra išankstinio patikrinimo fazė, skirta potencialiam kraujui, kurio sudėtyje yra genų, o antroji - specifinėms genetinėms sekoms. patikrinkite, ar DNR tikrai buvo legiruotas genais, ar ne.
„Išankstiniame patikrinime“, – aiškina Jardas Mattensas, TU Delfto komandos, sukūrusios ADOPE, žmogiškosios praktikos vadovas, „mes toliau plėtojame vadinamųjų dekstrinu padengtų aukso nanodalelių naudojimą genų dopingo aptikimui.
'Principas pagrįstas tuo, kad aukso nanodalelės sukelia laipsnišką kiekybinį mėginio spalvos pasikeitimą, kai jame yra „dopingo“DNR.'
Siekdama dirbti su „genais legiruota DNR“ir ją išbandyti, tačiau nereikalaujant, kad sportininkai ar gyvūnai iš tikrųjų naudotų genus, TU Delfto komanda galvijų kraują dirbtinai „smeigė“keliomis papildomomis DNR sekomis.
Jų bandymų tikslas buvo nustatyti ir rasti „genų legiruotas“sekas, kurias jie įtraukė į kraują.
„Mes naudojame galvijų kraują kaip gerą žmogaus kraujo pakaitalą, nes principas veikia taip pat“, – aiškina Mattensas.
'Atlikdami bandymą, į šį galvijų kraują įdedame keletą skirtingų koncentracijų DNR, kad imituotume koncentracijos raidą laikui bėgant pagal tai, ką anksčiau modeliavome žmonėms.
'Nuo to momento mūsų aptikimo metodas bus toks pat, o DNR, kurią įtraukėme į galvijų kraują, turėtų būti aptikta mūsų metodu.'
Kai galimas genų legiruotas kraujas nustatomas dėl pakitusios jo spalvos, seka antrasis tyrimo etapas, nukreiptas į specifines sekas, kurios buvo pridėtos prie kraujo.
'Siekdami patikrinti šį pradinį patikrinimą, – tęsia Mattensas, – naudojame techniškai unikalų ir naujovišką CRISPR-Cas – Transposase sulietą b altymą.
'Tai gali būti laikoma nanomašina, galinčia konkrečiai aptikti specifinius genų dopingo DNR skirtumus.'
CRISPR arba CRISPR-Cas9 (arba genų redagavimas) yra kitokia ir pažangesnė technika, leidžianti genetikams, kurie naudoja dvi molekules – fermentą, vadinamą Cas9, ir RNR gabalėlį, kad sukurtų pokytį (mutacija) į DNR.
Šią techniką WADA taip pat uždraudė nuo 2018 m. pradžios kaip pažangesnę genų dopingo techniką, tačiau ADOPE atveju CRISPR-CAS metodas naudojamas modifikuotai DNR surasti, o ne modifikuoti.
ADOPE specifiškumas
ADOPE sukurtas testavimo modelis buvo specialiai sukurtas ir sukurtas siekiant aptikti geną, leidžiantį žmogaus organizme gaminti EPO, tačiau kadangi metodika yra labai universali, Delfto TU mokslininkai teigia, kad Išplėstas, kad būtų galima aptikti bet kokį genų dopingą.'
Remiantis ciklu, kurio metu EPO veikia organizme, labiausiai tikėtinas laikas, kai sportininkai vartotų dopingą naudodami šį specifinį geną, būtų gerokai prieš varžybas, tačiau tuo pačiu metu kiti genai, nukreipti į skirtingus b altymus ir fiziologiniai. patobulinimai, gali turėti daug greitesnį poveikį.
Štai kodėl ADOPE siekia atlikti reguliarius antidopingo testus per visą treniruočių ir lenktynių kalendorių.
Tačiau, kadangi manoma, kad vadinamosios „ląstelių neturinčios DNR“, kuriai taikomi tyrimai, šlapime bus labai mažai (nors ir čia), kol kas ADOPE veikia tik tiriant kraujo mėginius ir jį aptinkant. langas vis dar ribotas.
„Remiantis 2011 m. Ni ir kt. atliktu eksperimentiniu bandymu su nežmoginiais primatais, – sako Mattensas, – tikimės, kad aptikimo langas truks vos kelias savaites.
'Tolimesnis metodo tobulinimas gali paskatinti tą patį metodą ateityje taikyti ir šlapimui.'
Skirtumas tarp ADOPE ir kitų metodų
„Dauguma [kitų genų dopingo bandymų] metodų remiasi PGR pagrįstomis reakcijomis [polimerazės grandininė reakcija: metodas, leidžiantis kopijuoti specifinę DNR sritį in vitro], kurios turi daug trūkumų“, – pridūrė Mattensas.
'Šios reakcijos yra gana sudėtingos ir reikalauja daug išankstinių žinių apie DNR seką. Be to, naudojant šias antidopingo testavimo technologijas, tikimybė išvengti aptikimo žymiai padidėja.'
Arba kai kurios kitos testavimo praktikos sutelktos į visą genomo seką; tai yra visa genetinė medžiaga, esanti ląstelėje arba organizme.
Tačiau šio požiūrio trūkumas yra tas, kad reikia atsižvelgti į visą genomo seką, o tai užima daug laiko, neefektyvu ir taip pat gali būti vertinama kaip sportininkų privatumo pažeidimas.
„Mūsų požiūris, – sako Mattensas, – pagrindinis dėmesys skiriamas tiksliniam sekos nustatymui, kuris derina naudingus abiejų metodų principus ir vienas kitą papildo.
'Jis naudoja PGR specifiškumo principą, tačiau tam reikia tik vienos transgeno tikslinės vietos (tačiau paieškai reikia kelių vietų), todėl tikimybė išvengti aptikimo žymiai mažesnė.
'[ADOPE] naudoja viso genomo sekos nustatymo principą, tačiau efektyviau ir tikslingiau, smarkiai sumažindamas duomenų kiekį.
'Todėl manome, kad tikslinė sekos nustatymas yra daug geresnis būdas ir genų dopingo aptikimo ateitis.'
