I recenti progressi biotecnologici hanno permesso la manipolazione delle sequenze genetiche per curare diverse malattie in un processo chiamato terapia genica. Tuttavia il progresso della terapia genica ha aperto la porta alla possibilità di utilizzare la manipolazione genetica per migliorare le prestazioni atletiche.

Il doping genetico o cellulare è definito come l’uso non terapeutico di geni, elementi genetici e/o cellule con il fine di migliorare la prestazione sportiva. La terapia genica può essere definita come il trasferimento di materiale genico nelle cellule umane per il trattamento o la prevenzione di una malattia o disfunzione. Tale materiale è rappresentato da DNA, RNA, da sostanze in grado di interagire direttamente con essi, oppure da cellule geneticamente alterate. Il principio della terapia genica si basa sull’introduzione all’interno della cellula di un gene terapeutico, oppure sulla diretta attivazione di determinati geni o anche sulla inibizione della trascrizione di geni specifici.

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La terapia genica

Diversi sono i meccanismi con cui si può interagire con un gene: veicolando geni nelle cellule, modificandone la codificazione ed alterandone l’espressione. Per la terapia genica vi sono diversi possibili sistemi di veicolazione di un gene all’interno di una cellula. Per ottenere questo risultato è necessario un sistema di trasmissione (vettore) che trasferisce il materiale genetico all’interno della cellula bersaglio. I virus si sono evoluti specificamente per trasferire il loro materiale genetico nelle cellule per replicare se stessi e, quindi, sono potenziali vettori utilizzati nella terapia genica. Altri possibili vettori sono i plasmidi. I plasmidi attualmente rappresentano il metodo meno costoso in quanto di più semplice manipolazione, ma anche il meno efficiente. Vettori virali invece sono già ampiamente utilizzati nella terapia genica, per inserire il DNA esogeno nel genoma della cellula bersaglio da trattare.

I geni possono essere manipolati in modo specifico con l’uso di diverse molecole. Sequenze di RNA antisenso possono essere utilizzato per legare l’mRNA di un gene e impedire l’espressione della proteina prodotta, bloccando o causando la distruzione del mRNA. Infine, è possibile sviluppare molecole in grado di modificare specificamente l’attività di un promotore (sostanza che lega il codice genetico e attiva la trascrizione di un determinato gene) o l’efficienza della traduzione aumentando o diminuendo l’attività del gene, in questo caso si attiva l’espressione endogena del gene senza introdurlo dall’esterno. Nelle pratiche di doping genetico, ultima frontiera delle frodi sportive, si utilizzano le tecniche di manipolazione genica per promuovere la produzione di proteine utili al fine di migliorare le prestazioni atletiche.

Dato che esiste un elevato rischio che la manipolazione genica possa essere applicata anche per cercare di migliorare la performance sportiva, l’Agenzia Mondiale Anti-Doping ha già provveduto, inserendo il doping genetico nella lista dei metodi e delle sostanze proibite. La WADA considera doping genetico l’uso di agenti farmacologici o biologici che alterano l’espressione genica, oppure il trasferimento di cellule o elementi genetici (DNA e RNA). Essendo, in teoria, possibile manipolare qualunque gene, tutti i livelli di proteine presenti all’interno del nostro organismo possono essere modulati attraverso la terapia genica. Di conseguenza si possono manipolare anche geni in grado di modificare le capacità fisiche. Sulla base di questo principio sono già stati individuati possibili bersagli di una terapia atta a migliorare le capacità atletiche.

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I seguenti geni sono correlati alle capacità di resistenza aerobica:

• enzima di conversione dell’angiotensina (ACE)
• eritropoietina (EPO), aumenta l’eritropoiesi
• fattori di crescita angiogenici per esempio VEGF
• recettore δ attivante la proliferazione dei perossisomi (PPAR-δ), codificante enzimi di ossidazione degli acidi grassi, ha già dimostrato di aumentare la resistenza in topi transgenici
• fattore inducibile dell’ipossia (HIF) che agisce sull’eritropoiesi
• PGC1α può aumentare la resistenza alla fatica e le capacità aerobiche

I seguenti geni sono invece correlati con la crescita della massa muscolare:

• fattore di crescita Meccanico (MGF)
• fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1)
• altri fattori di crescita
• proteina legante il fattore di crescita-insulino simile (IGFBP)
• ormone della crescita (GH)
• recettore muscolare degli androgeni
• recettore muscolare dei glucocorticoidi
• proteina legante gli ormoni sessuali (SHBG)
• miostatina che è un inibitore della crescita muscolare

Altri geni possono aumentare la soglia di resistenza a dolore e fatica:

• endorfine ed encefaline
• recettori dei neurotrasmettitori
• enzimi del metabolismo dei neurotrasmettitori
• proteine trasportatrici di dopamina, noradrenalina e serotonina

Su alcuni dei suddetti geni esistono già studi in grado di dimostrare come la terapia genica sia in grado di migliorare le capacità fisiche. Per esempio è stata analizzata l’efficacia dell’iniezione intramuscolare del gene EPO con l’applicazione di impulsi elettrici per ottimizzare il processo di trasduzione (Fattori). Il gene è stato elettro-iniettato in topi, conigli e scimmie per testarne la produzione di proteine ​​e gli effetti biologici. Lo studio ha concluso che il gene iniettato di EPO ha determinato una maggiore concentrazione di eritropoietina circolante, mostrando quindi un grande potenziale nella terapia genica per la produzione di EPO.

L’inibizione della miostatina, un membro della superfamiglia del fattore di crescita trasformante (TGF)-β, regolatore negativo della crescita dei muscoli scheletrici, è resa possibile con la somministrazione di anticorpi specifici o farmaci che si legano alla miostatina stessa. Tale terapia ha già dimostrato di determinare una drammatica crescita dei tessuti muscolari. Già alcuni esperimenti di manipolazioni genica di questo gene in topi hanno creato super roditori.

Nel doping genetico, più copie del gene che codifica per l’IGF-1 potrebbero essere inserite nel muscolo scheletrico, generando un aumento incontrollato della massa muscolare a causa di ipertrofia ed iperplasia delle cellule muscolari. Questa inserzione genica somatica potrebbe essere realizzato attraverso l’utilizzo di due vettori alternativi: plasmidi o virus.

Questa nuova forma di doping determina non poche difficoltà nel realizzare dei test di rilevazione. La rilevazione del doping genetico potrebbe essere realizzata mediante un certo numero di approcci, coinvolgendo sia metodi diretti che indiretti, tuttavia attualmente questi test sono ancora in fase di ottimizzazione.

Un possibile test chiaro e veloce si può basare su una semplice analisi del sangue, tramite un esame in grado di rivelare Dna estraneo presente nel sangue periferico. Le prime sperimentazioni sono state condotte su cavie da laboratorio alle quali era stato praticato doping genetico intra-muscolo.

Le analisi effettuate hanno mostrato che il test è efficace anche su piccole quantità di sangue e fino a 56 giorni dopo la somministrazione. La validità dell’esame è stata poi confermata su 327 campioni di sangue prelevati da atleti sia professionisti sia dilettanti.

Oppure è possibile sfruttare le risposte immunitarie, in quanto i metodi più efficaci di modificazione genetica implicano l’uso di vettori virali. Nella maggior parte dei casi, questi vettori portano a risposte immunitarie che limitano il trattamento ripetuto. Queste risposte immunitarie potrebbero essere usate come indicatore di possibili manipolazioni genetiche.

Possibili metodi per rilevare il doping genetico (Oliveira).

Sicuramente questa nuova frontiera della medicina e di conseguenza anche del doping porterà nei prossimi anni numerosi nuovi farmaci dopanti dal potenziale ancora inimmaginabile. Poter interagire direttamente con geni che influenzano le capacità fisiche potrà trasformare gli uomini in superuomini, potrà rendere i corpi macchine perfette, tuttavia oltre alle possibilità illimitate cui potrà portare la terapia genica anche i rischi derivanti da un suo abuso sono ancora di portata inconcepibile. Solo la storia futura potrà un giorno mostrare di cosa è capace un uomo se manipolato geneticamente in modo appropriato.

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