Doping di truyền và gen ứng cử viên
Mỗi quá trình sinh lý liên quan đến sản xuất năng lượng và chuyển động có thể được coi là mục tiêu tiềm năng của doping di truyền, nhằm đạt được hiệu suất thể thao lớn hơn.
Hơn nữa, triển vọng của doping di truyền, so với các dạng doping thuốc khác, thậm chí còn hấp dẫn hơn do thực tế là với các biện pháp kiểm soát chống doping hiện nay, thực tế không thể chứng minh rằng đã có doping di truyền.
Các gen ứng cử viên có thể cho doping di truyền đã được chia thành các nhóm dựa trên tác động của chúng liên quan đến các quá trình liên quan đến hiệu suất vật lý; tuy nhiên một số có liên quan đến nhiều nhóm xem xét các chức năng sinh học phức tạp mà chúng có liên quan.
Các gen liên quan đến khả năng chống lại căng thẳng (sức chịu đựng)
Erythropoietin : Hiệu suất trong các môn thể thao sức bền có thể được thực hiện bằng cách tăng vận chuyển oxy đến các mô, ví dụ bằng cách tăng số lượng tế bào hồng cầu (có chứa hemoglobin, một loại protein liên kết và mang oxy) vào tuần hoàn. Số lượng tế bào hồng cầu do cơ thể sản xuất (hồng cầu) được điều hòa tốt bởi erythropoietin (EPO), một glycoprotein được tổng hợp bởi thận và đến một phần tối thiểu của gan.
Erythropoietin, có sản xuất được điều hòa bởi nồng độ oxy trong máu, tương tác với một thụ thể cụ thể (EPOR) có trong các tế bào tiền thân của các tế bào hồng cầu trong tủy xương. Nồng độ EPO tuần hoàn cao kích thích sản xuất hồng cầu và dẫn đến tăng hematocrit (tỷ lệ các yếu tố cơ thể có trong máu: hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu) và tổng số huyết sắc tố. Hiệu quả cuối cùng là sự gia tăng vận chuyển oxy đến các mô.
Năm 1964, vận động viên trượt tuyết Bắc Phần Lan Eero Mäntyranta đã khiến những nỗ lực của đối thủ trở nên vô ích khi giành được hai huy chương vàng Olympic tại Thế vận hội ở Áo. Sau một số năm, người ta đã chứng minh rằng Mäntyranta là người mang đột biến hiếm trong gen cho EPOR khiến nó hoạt động ngay cả khi có nồng độ EPO thấp, do đó làm tăng sản xuất tế bào hồng cầu do tăng khả năng vận chuyển oxy của 25-50%.
Tiềm năng điều trị của EPO và tất cả các yếu tố kích thích sản xuất EPO có liên quan đến việc điều trị thiếu máu nặng; khả năng sử dụng các kỹ thuật trị liệu gen thay vì sử dụng peptide tái tổ hợp, do đó tạo ra sự tổng hợp tự phát của EPO trong sinh vật, sẽ có tác dụng tích cực cả từ quan điểm lâm sàng và kinh tế. Thử nghiệm lâm sàng đầu tiên sử dụng liệu pháp gen cho EPO ở bệnh nhân thiếu máu suy thận mạn tính, với phương pháp ex vivo tuy nhiên cho kết quả hạn chế.
Một trở ngại khác cần khắc phục là nhiều tác dụng phụ liên quan đến việc sử dụng EPO, cũng chính là những rủi ro lớn nhất của việc quản lý EPO ở vận động viên. Sự gia tăng các tế bào hồng cầu trong thực tế làm giảm tính lưu động của máu, làm tăng phần rắn hoặc phần cơ của nó (hematocrit). Sự tăng độ nhớt này gây ra sự gia tăng huyết áp (tăng huyết áp) và tạo điều kiện cho sự hình thành cục máu đông, một khi được hình thành, có thể làm tắc nghẽn mạch máu (huyết khối). Nguy cơ này tăng đáng kể trong trường hợp mất nước, như thường thấy trong các cuộc đua sức bền. Trong số các tác dụng phụ nghiêm trọng nhất của chất này cũng bao gồm rối loạn nhịp tim, đột tử và tổn thương não (đột quỵ).
PPARD (peroxisome proliferator-activator delta ): các nghiên cứu trên mô hình động vật đã cho thấy sự tồn tại của một họ gen khác có thể làm tăng đáng kể hiệu suất thể thao, PPARD (delta delta thụ thể kích hoạt peroxisome) và đồng hoạt hóa alpha và beta (PPARGC1A và PPARGC1B). Sự biểu hiện của PPARD đặc biệt có thể thúc đẩy sự đi qua của các sợi cơ IIb co thắt nhanh (còn gọi là trắng, "co giật nhanh") đến các thấu kính loại IIa (trung gian) và loại I (còn gọi là đỏ, "co giật chậm"), đó là những gì xảy ra về mặt sinh lý do tập thể dục liên tục. Sợi IIb thường được tuyển dụng trong các bài tập ngắn hạn đòi hỏi sự tham gia của cơ thần kinh lớn. Chúng chỉ được kích hoạt khi việc tuyển dụng các sợi co giật chậm là tối đa. Các sợi cơ co giật chậm (màu đỏ, loại I hoặc ST, từ tiếng Anh "chậm co giật") thay vào đó được tuyển dụng vào các hoạt động cơ chất lượng thấp nhưng kéo dài. Mỏng hơn màu trắng, các sợi màu đỏ giữ lại nhiều glycogen và tập trung các enzyme liên quan đến chuyển hóa hiếu khí. Ty thể có số lượng nhiều hơn và lớn hơn, giống như số lượng mao mạch chiếu xạ sợi đơn. Kích thước giảm sau này tạo điều kiện cho sự khuếch tán oxy từ máu đến ty thể, do khoảng cách nhỏ hơn ngăn cách chúng. Chính hàm lượng dồi dào của myoglobin và ty thể tạo cho các sợi này màu đỏ, từ đó nó có được tên của chúng.
Các nghiên cứu trên mô hình chuột biến đổi gen (chuột "marathon") thể hiện qua PPARD đã cho thấy sự gia tăng lớn về khả năng chống lại nỗ lực thể chất, mà không làm tăng khối lượng cơ bắp và khả năng đối phó với bài tập aerobic.
Một hợp chất tổng hợp (GW501516) cũng đã được xác định, có thể liên kết với thụ thể PPARD và kích hoạt nó; do đó, nó có thể đại diện cho một tác nhân doping có thể có ở cả con người.
Các gen liên quan đến sự hình thành mạch : Các mục tiêu tiềm năng của doping di truyền bao gồm các gen thuộc yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF), yếu tố tăng trưởng mô (TGF) và yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF); sự biểu hiện của các gen này trên thực tế có liên quan đến sự gia tăng sự hình thành mạch (sự hình thành các mạch máu mới).
Sự hình thành các mạch mới có nghĩa là có một nguồn cung cấp máu lớn hơn, và do đó oxy, đến tim, cơ bắp, gan và não, do đó tăng khả năng chống lại sự gắng sức.
Kích thích sự hình thành mạch cũng hữu ích trong các tình huống thiếu máu cục bộ kéo dài, chẳng hạn như ở bệnh nhân thiếu máu cơ tim; Các thử nghiệm lâm sàng được thực hiện trên những bệnh nhân sử dụng thuốc tiêm cơ bắp in vivo hoặc tiêm trong mạch vành của VEGF và FGF đã cho kết quả rất khả quan. Tuy nhiên, có một số tác dụng phụ và rủi ro liên quan đến liệu pháp gen kích thích sự hình thành mạch, chẳng hạn như tăng nguy cơ gây ra sự phát triển của bệnh neoplastic và làm xấu đi bệnh võng mạc và xơ vữa động mạch.
