Можно ли обнаружить генный допинг у спортсменов

Только самые невнимательные профессиональные спортсмены будут использовать анаболические стероиды или лошадиные дозы эритропоэтина, потому что обнаружение этого типа допинга — пустяковая задача для современных лабораторий. Это не значит, что таких «отчаянных» нет. Примеры ведущих спортсменов, осужденных за допинг, говорят сами за себя.

Современная наука располагает технологиями, которыми можно практически безнаказанно злоупотреблять для поддержки спортсменов. К ним относятся, среди прочего: генная инженерия. По мнению некоторых экспертов, так называемый генный допинг применяется уже несколько десятилетий.

Что такое генный допинг?

Согласно определению Всемирного антидопингового агентства (ВАДА), опубликованному в 2001 году, генный допинг определяется как «не терапевтическое использование генов, генетических элементов или клеток, которые обладают способностью улучшать спортивные результаты».

Это определение со временем претерпело множество изменений и теперь генным допингом считается:

• Перенос нуклеиновой кислоты.
  
• Использование нормальных клеток (т.е. клеточная терапия) или генетически модифицированных клеток.

Генный допинг основан на так называемой генной терапии заболеваний, вызванных специфической мутацией гена, которые неизлечимы стандартными медицинскими процедурами.

Типичным примером таких заболеваний, являются врожденные мышечные дистрофии.

Потеря мышечной массы в старости

Мы не осознаём, что мышечная ткань — самый большой и метаболически эффективный орган человеческого тела. Общеизвестно, что с возрастом мышечная масса уменьшается. В пожилом возрасте эта потеря может достигать 80% по сравнению с тем периодом, когда человек был в лучшей форме. Мышечная масса заменяется жировой и соединительной тканью, мышцы ослабевают. При упомянутых выше врожденных мышечных дистрофиях (например, мышечной дистрофии Дюшенна) этот процесс усиливается; мышцы таких больных людей не имеют способности к восстановлению и регенерации, и теряют свою функцию.

Злоупотребления в спорте?

Хотя генный допинг стал предметом обсуждения в СМИ лишь в последние несколько лет, мало кто знает, что вопрос генного допинга был включен в программу монотематической конференции, организованной Медицинской комиссией Международного олимпийского комитета (МОК) уже в 2001 году.

Конференция под названием «Генная терапия и ее будущее влияние на спорт» завершилась настоятельной рекомендацией интенсивно заняться этим вопросом и, в частности, методами обнаружения возможного генного допинга. В том же году появились непроверенные сообщения бывшего чемпиона по конькобежному спорту и врача Иоганна Олава Косса, который заявил, что в спорте уже происходят манипуляции с генами.

В 2003 году генный допинг впервые был включен в допинг-лист Международного олимпийского комитета (МОК), а год спустя – в допинг-лист Всемирного антидопингового агентства (ВАДА). Уже в 2004 году, перед летними Олимпийскими играми в Афинах, с горечью отмечалось, что это, вероятно, будут последние Олимпийские игры без генетически измененных спортсменов, и предполагалось, что генный допинг станет реальностью в последующие годы.

К счастью, эти опасения не оправдались – до сих пор ни один спортсмен не был осужден за генный допинг (хотя современная наука располагает средствами для выявления генного допинга). Как заявил проф. Саймон из Университета Майнца в своей статье 2017 года, анализирующей современное состояние наших знаний в этой области, генный допинг может стать угрозой самое раннее через 20 лет. Эта гораздо более скептическая точка зрения основана, в частности, на том факте, что, хотя за последние 28 лет было проведено почти 2500 клинических испытаний генной терапии, только два подхода нашли клиническое применение. Генная терапия по-прежнему сопряжена со значительным риском и неопределенностью.

Конечно, интересно упомянуть и о других направлениях исследований в области генной терапии. Помимо классической генной терапии (перенос гена в клетку с помощью вектора), применяются такие методы лечения, как:

• стволовые клетки,
  
• терапевтические олигонуклеотиды (основанные на принципе РНК-интерференции)
  
• редактирование генов (с использованием CRISPR/Cas9 или других новых технологий).

Конкретные применения генного допинга

• Улучшение переноса кислорода (например, за счет использования генов эритропоэтина или его рецептора)
  
• Лечение ран (особенно с помощью переноса стволовых клеток)
  
• Увеличение мышечной массы (например, за счет использования генов миостатина, фоллистатина или инсулиноподобного фактора роста-1; IGF-1).
  
• Улучшение кровотока в тканях (например, посредством гена фактора роста эндотелия сосудов; VEGF)
  
• Подавление боли, стимуляция организма (например, через гены эндорфинов или энкефалинов).

Можно ли обнаружить генный допинг?

Это слишком радикальное вмешательство, которое оставляет неизгладимый след в ДНК подвергшихся манипуляциям клеток. Это правда, что генетикам нелегко обнаружить данное изменение, поскольку оно может идеально имитировать изменение, вызванное спонтанной мутацией. Однако технологии CRISPR/Cas9 предлагают более элегантные методы, не требующие изменений в ДНК.

Благодаря CRISPR/Cas9 можно изменить экспрессию точно выбранных генов, т.е. ингибировать их активность или, наоборот, «затормозить» гены. Результаты такого допинга тогда выглядят очень естественно. В конце концов, прирост производительности от тренировок также является следствием изменений в экспрессии генов, когда некоторые гены замедляются, а другие активируются.

Технологию CRISPR/Cas9 начинают тестировать в терапевтических целях, например, при лечении наследственной анемии. Однако планка там очень высока. Эффект от лечения должен быть постоянным или хотя бы длительным, максимально выраженным и на 100% безопасным. Ничего из этого не относится к генному допингу. Спортсмену нужен лишь временный эффект для оптимального выступления в ключевых соревнованиях.

Восьмичасовое испытание

Команда биохимиков под руководством Марио Тевиса из Deutsche Sporthochschule в Кёльне решила разработать тест для выявления генного допинга с использованием технологии CRISPR/Cas9. Результаты их исследований были опубликованы в ведущем научном журнале Analytical Chemistry.

CRISPR/Cas9 состоит из двух основных компонентов. Одним из них является короткоцепочечная рибонуклеиновая кислота. Благодаря этому наследственная информация направляется в точно выбранное место. Поэтому цепи РНК изменяются в зависимости от места, куда они направлены. Более того, они не отличаются особой стабильностью.

Обнаружить их будет довольно сложно. Поэтому Тевис и его коллеги сосредоточились на обнаружении второго компонента — белка Cas9. Это универсальный инструмент для множества различных вмешательств.

Исследователи добавили тестовое количества белка Cas9 в человеческую плазму, а затем проанализировали ее. Белок Cas9 обнаруживался достоверно. Затем они ввели CRISPR/Cas9 лабораторным мышам и попытались обнаружить белок Cas9 в их крови. Они обнаружили, что уровень белка в крови достигал пика примерно через два часа после инъекции и все еще был обнаружен через восемь часов.

Авторы исследования признают, что им предстоит еще много работы, прежде чем виновных спортсменов смогут осудить за генный допинг с использованием технологии CRISPR/Cas9. Однако, по их словам, первый шаг уже сделан. Допинг, обнаруживаемый в течение восьми часов после приема, по-прежнему представляет собой вполне приемлемый риск и сильное искушение для некоторых спортсменов. Между тем, все, кто его употребляет, могут посмеяться в лицо допинг-комиссарам.

В некоторых видах спорта контроль за допингом осуществляется с помощью так называемых биологических паспортов, это база данных результатов повторных измерений выбранных физиологических показателей. Если исследуемые физиологические параметры значительно колеблются, ситуацию следует тщательно изучить, поскольку это может быть следствием допинга.

При систематическом применении генный допинг может не проявиться таким образом, чтобы вызвать подозрения. Ведь многие спортсмены также умело обманывали с помощью классического допинга, например, переливания крови, а допинг-комиссары не делали необходимых выводов из их биологического паспорта.