Teže je otkriti nego EPO, genski doping je manje prijavljeni front u borbi za čist biciklizam
Istorija dopinga i anti-dopinga je nešto poput Wile E. Coyotea koji juri za Road Runnerom: bez obzira koliko se Wile E. približio Road Runneru, ovaj drugi je uvijek korak ispred. Ovo se čini još važnijim za novi, mračni kutak dopinga koji može zvučati kao naučna fantastika, ali zapravo postoji već najmanje dvije decenije: genski (ili genetski) doping.
Ali uprkos brzom razvoju genskog dopinga, nova metodologija testiranja genskog dopinga može predstavljati važnu prekretnicu protiv upotrebe gena u svrhu poboljšanja performansi.
ADOPE (Advanced Detection of Performance Enhancement) predstavljen je početkom septembra na Univerzitetu Stirling u Škotskoj i jedan je od rijetkih poznatih testova protiv genskog dopinga..
Metodu je razvila grupa naučnika sa Tehničkog univerziteta u Delftu, Holandija, a takmičiće se protiv više od 300 drugih timova na takmičenju Genetski inženjering mašina 2018.; Ceremonija dodele nagrada će se održati u Bostonu, MA, 28. oktobra.
Prvo prvo: šta je genski doping?
Genski doping je 'zloupotreba' genske terapije u svrhu poboljšanja performansi. Genska terapija, s druge strane, je tehnika koja koristi gene, a ne lijekove ili operacije za liječenje ili prevenciju bolesti.
Terapija se sastoji u isporuci vanjskog genetskog materijala u ćelije pacijenta. Genetski materijal – koji sadrži specifičnu ekspresiju koja aktivira proteine koji se koriste za liječenje bolesti – ubacuje se u ćelije pomoću vanjskog vektora (obično virusa).
Uzmimo EPO, na primjer. Eritropoetin – protein koji stimulira proizvodnju crvenih krvnih zrnaca u koštanoj srži, a time i povećava nivoe hemoglobina u tijelu i dopremanje kisika u tkiva – normalno luče bubrezi.
EPO injekcije su ozloglašeno poboljšanje performansi koje su biciklisti zloupotrebljavali nekoliko godina, posebno 90-ih.
Danas, iako se još uvijek prijavljuju slučajevi pozitivnosti EPO-a, postalo je teže izbjeći ovu praksu jer antidoping kontrole danas mogu prilično efikasno otkriti vanjski EPO.
Međutim, alternativa genskog dopinga, koja povećava proizvodnju EPO-a ubacivanjem novog genetskog materijala u sportistu, na kraju bi izgledala kao prirodni proizvod fiziologije samog sportiste, a ne kao zabranjena supstanca..
Iako se genska terapija i dalje koristi samo za rijetke bolesti koje nemaju lijeka (poput teške kombinovane imunodeficijencije, sljepoće, raka i neurodegenerativnih bolesti), naučnici su priznali da su im ljudi iz svijeta sporta prilazili i tražili od njih da koriste ove terapije kao način da poboljšaju svoje sportske performanse.
WADA i genski doping
Svjetska antidoping agencija (WADA) organizirala je prvu radionicu na kojoj se raspravljalo o genskom dopingu i njegovim prijetnjama 2002. godine, dok je ta praksa naveden na WADA-inoj listi ilegalnih supstanci i metoda godinu dana kasnije.
Od tada WADA posvećuje dio svojih resursa kako bi omogućila otkrivanje genskog dopinga (uključujući stvaranje nekoliko grupa i panela stručnjaka za genski doping), a 2016. godine implementiran je rutinski test za EPO genski doping u WADA akreditiranoj laboratoriji u Australiji, Australian Sports Drug Testing Laboratory.
Međutim, metodologije testiranja genskog dopinga mogu biti naporne i zahtijevaju široko znanje o specifičnoj sekvenci DNK za stvarnu praksu testiranja.
Metoda koju predlaže ADOPE, s druge strane, fokusira se na ciljano sekvenciranje i kombinuje korisne principe drugih metoda na potencijalno efikasniji i ciljaniji način.
Metodologija ADOPE testiranja
ADOPE metodologija testiranja razvijena je kroz testove provedene na krvi goveda i strukturirana je u dvije faze: prva je faza pre-skrininga koja cilja na potencijalnu krv dopiranu genom, dok druga cilja na specifične genetske sekvence za provjerite da li je DNK zaista genski dopiran ili ne.
'U pretprogramu,' objašnjava Jard Mattens, menadžer ljudskih praksi tima TU Delft koji je razvio ADOPE, 'mi dalje razvijamo upotrebu takozvanih zlatnih nanočestica prekrivenih dekstrinom za detekciju genskog dopinga.
'Princip se zasniva na činjenici da nanočestice zlata izazivaju postepenu kvantificiranu promjenu boje uzorka kada sadrži "doping" DNK.'.
Da bi radio na i testirao 'genski dopiranu DNK' – ali bez potrebe da se stvarno dopinguju genski sportisti ili životinje – tim TU Delfta je umjetno 'ubacio' goveđu krv s nekoliko komplementarnih DNK sekvenci.
Cilj njihovih testova bio je da ciljaju i pronađu 'genski dopirane' sekvence koje su dodali u krv.
'Koristimo goveđu krv kao dobru zamenu za ljudsku krv jer princip funkcioniše na isti način,' objašnjava Mattens.
'Za naš test, ovoj goveđoj krvi dodajemo nekoliko tipova DNK u različitim koncentracijama kako bismo oponašali razvoj koncentracije tokom vremena prema onome što smo prethodno modelirali za ljude.
'Od tog trenutka naša metoda detekcije će biti ista i DNK koju smo dodali u goveđu krv treba da bude otkriven našom metodom.'.
Kada je potencijalna krv dopirana genom identifikovana zbog promene njene boje, sledi druga faza testa, ciljajući na specifične sekvence koje su dodate krvi.
'Da bismo potvrdili ovaj početni skrining,' nastavlja Mattens, 'koristimo tehnički jedinstven i inovativan CRISPR-Cas – Transposase fuzioni protein.
'Ovo se može posmatrati kao nanomašina koja je u stanju da specifično detektuje specifične razlike prisutne u DNK genskog dopinga.'
CRISPR, ili CRISPR-Cas9 (ili uređivanje gena), je drugačija i naprednija tehnika koja omogućava genetičarima koji koriste dva molekula – enzim koji se zove Cas9 i dio RNK – kako bi proizveli promjenu (mutacija) u DNK.
Ovu tehniku je WADA također zabranila od početka 2018. godine kao napredniju tehniku genskog dopinga, ali u slučaju ADOPE-a CRISPR-CAS tehnika se koristi za pronalaženje modificiranog DNK umjesto da se modificira.
Specifičnost ADOPE
Model testiranja koji je razvio ADOPE posebno je zamišljen i razvijen za otkrivanje gena koji omogućava proizvodnju EPO u ljudskom tijelu, ali kako je metodologija veoma raznovrsna, istraživači TU Delft tvrde da se može 'prošireno za otkrivanje bilo koje vrste genskog dopinga.'
Na osnovu ciklusa tokom kojeg je EPO efikasan u tijelu, najvjerovatnije vrijeme kada bi se sportisti dopingirali koristeći ovaj specifični gen bilo bi mnogo prije takmičenja – ali u isto vrijeme, drugi geni, ciljani na različite proteine i fiziološke poboljšanja, mogu imati mnogo brži efekat.
Zato ADOPE ima za cilj da implementira redovne antidoping testove kroz ceo kalendar treninga i trka.
Međutim, kako se očekuje da će takozvana 'bezćelijska DNK' ciljana testovima biti vrlo malo u urinu (iako je prisutna i ovdje), ADOPE za sada radi samo na uzorcima krvi i njegovoj detekciji prozor je i dalje ograničen.
'Na osnovu eksperimentalnog testa sa neljudskim primatima od strane Ni i drugih 2011. godine, ' kaže Mattens, 'očekujemo da će period detekcije biti samo nekoliko sedmica.
'Dalji razvoj metode mogao bi učiniti da ista metoda funkcionira i za urin u budućnosti.'
Razlika između ADOPE-a i drugih pristupa
'Većina [drugih genskih doping testiranja] pristupa se oslanja na reakcije zasnovane na PCR-u [lančana reakcija polimeraze: tehnika koja pravi kopije specifičnog DNK regiona in vitro], koje imaju mnoge nedostatke, ' dodaj Mattens.
'Ove reakcije su relativno naporne i zahtijevaju opsežno prethodno znanje o sekvenci DNK. Nadalje, korištenjem ovih tehnologija antidoping testiranja, značajno je veća vjerovatnoća izbjegavanja otkrivanja.'
Alternativno, neke druge prakse testiranja se fokusiraju na čitav niz genoma; to jest, cijeli genetski materijal prisutan u ćeliji ili organizmu.
Ali loša strana ovog pristupa je to što se mora uzeti u obzir ceo niz genoma, što je dugotrajno, neefikasno i takođe se može posmatrati kao invazija na privatnost sportista..
'Naš pristup,' kaže Mattens, 'fokusira se na ciljano sekvenciranje, koje kombinuje korisne principe oba pristupa na komplementaran način.
'Koristi princip specifičnosti PCR-a, međutim zahtijeva samo jedno ciljno mjesto na transgenu (ali zahtijeva više mjesta za pretragu), što čini vjerovatnoću izbjegavanja otkrivanja značajno manjom.
'[ADOPE] koristi princip sekvenciranja čitavog genomskog sekvenciranja, međutim na efikasniji i ciljaniji način, dramatično smanjujući količinu podataka.
'Kao rezultat toga vjerujemo da je ciljano sekvenciranje mnogo bolji pristup i budućnost detekcije genskog dopinga.'.
