Doping genetico: modifica il DNA col gene dello sprint, della potenza muscolare, della resistenza…

Posted on 12/03/2017 by Staff di Medicina OnLine

MEDICINA ONLINE DEATH DEAD MORTE BODY BUILDING DOPING LETTERA MUSCOLI COME RICONOSCERE UN DOPATO IN PALESTRA ATLETA TEST ANTIDOPING IPPOLITO RECORD Vogliamo campioni che conseguano record sempre più ardui e Olimpiadi che ci lascino esterrefatti? Allora, facciamo largo al doping genetico. Lasciamo che gli atleti modifichino il loro dna, guadagnando una marcia in più. È la proposta-shock avanzata su Nature da Juan Enriquez e Steve Gullan, volti storici di Harvard, oggi a capo della Excel Venture Management, azienda che investe in progetti di biotecnologie. “ Man mano che le modifiche genetiche diventeranno più comuni, aumenterà l’accettazione di questa forma di doping, purché fatta in modo sicuro”, pronosticano gli autori.

Così, dopo le polemiche e le accuse di doping genetico sui tempi straordinari di Ye Shiwen(la 16enne cinese che ha battuto ogni record nei 400 misti, correndo nell’ultima vasca anche più velocemente degli uomini), il tema della modfica genetica degli atleti torna di attualità. E rischia di rimanerci per molto tempo.

D’altronde, le regole dei giochi olimpici non sono immutabili. Un tempo alle donne era concesso di partecipare solo nel tennis, nel golf e nel cricket. Fino a qualche anno fa non esistevano competizioni come lo snowboard o il bmx (bicycle motocross) e Oscar Pistorius, nel 2008 escluso dalle competizioni per le sue protesi alle gambe, quest’anno può finalmente correre sulla pista di Londra. Come dire: quel che oggi sembra inconcepibile (il doping genetico è bandito dalla Word Anti-Doping Agency alla stregua degli altri metodi), un giorno potrebbe essere la norma.

Ormai è chiaro che chi nasce con i geni giusti ha la strada spianata verso il successo sportivo, mentre chi non è stato attrezzato adeguatamente da madre natura quasi certamente non coronerà il sogno di salire sul podio. Allora, non sarebbe più leale consentire ai questi ultimi, meno fortunati, di giocare ad armi pari con i primi, avvantaggiati in partenza, grazie a un piccolo aiuto da parte dell’ ingegneria genetica? O forse il Comitato olimpico dovrebbe istituire gare per categorie di pari codice genetico? E se un atleta avesse acquisito alcune varianti genetiche attraverso una terapia medica seguita nell’infanzia, sarebbe giusto escluderlo perché dopato?

Al di sopra di questi interrogativi etici inquietanti, resta poi un’amara verità: non esistonotest anti-doping in grado di rilevare un’eventuale manipolazione genetica e non sembrano a portata di mano. Distinguere tra chi è portatore dalla nascita di una certa variante e chi lo è diventato artificialmente è una sfida ardua per la scienza. Forse, allora, conviene prendere in considerazione la soluzione estrema, dicono Enriquez e Gullan: autorizzare il doping genetico. Ma quali sono i geni dei sogni che ogni sportivo vorrebbe avere? Non ce n’è uno specifico per ogni disciplina, ma molti che possono risultare in vario modo di aiuto permigliorare le prestazioni atletiche. Eccone alcuni, tra i circa 200 finora scoperti.

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I GENI DELLA RESISTENZA

5775, il gene dello sprint
Quasi tutti i velocisti olimpici che siano stati sottoposti a test genetico sono risultati portatori della variante 577R del gene ACTN3, il gene responsabile della crescita delle fibre bianche o rosse nei muscoli, alla base dello sprint. Circa la metà degli euroasiatici e l’85% degli africani ne possiedono almeno una copia. Tutti gli altri individui privi del fattore 577R, oltre un miliardo di persone, farebbero bene a riconsiderare le loro aspirazioni olimpiche. Al Salk Institute for Biological Studies di La Jolla (California) è in fase di sviluppato un farmaco, GW1516, che attiva questo gene.

Ace, il gene del maratoneta
I portatori della mutazione I del gene Ace (o enzima convertitore dell’angiotensina) godono di una resistenza nettamente superiore rispetto agli altri. Si tratta della cosiddetta “variante dello scalatore” perché chi la possiede riesce a scalare facilmente gli 8.000 metri. Non a caso, il gene Ace I è presente nel 94% degli Sherpa himalayani, un gruppo etnico che popola le montagne nepalesi della Valle di Katmandu, e solo nel 45-70% di chi appartiene ad altre etnie. A un maratoneta, questa variante farebbe molto comodo. Uno studio condotto su corridori britannici, in effetti, l’ha riscontrata nella maggior parte di coloro che si cimentano su lunghe distanze.

Epor, il gene dei ciclisti e fondisti
L’eritropoietina (Epo), sostanza dopante per eccellenza nel mondo del ciclismo, è prodotta naturalmente dal nostro organismo. Alcune persone possiedono una rara mutazione dell’Epor (il recettore dell’Epo) che favorisce la produzione endogena di Epo. L’effetto risultante è un surplus di globuli rossi nel sangue, che si traduce in una capacità del 25-50% superiore di trasportare ossigeno ai tessuti. È accertato, per esempio, che fosse dotato di questa variante lo sciatore di fondo finlandese Eero Mantyranta, vincitore di tre medaglie olimpiche e svariati titoli mondiali negli anni Sessanta. In futuro, anziché assumere Epo per via farmacologica, si potrebbe modificare direttamente il gene che ne regola la produzione. La differenza è che nel primo caso la sostanza sintetica è rilevabile attraverso test anti-doping, nel secondo no, perché prodotta naturalmente dall’organismo stesso.

GENI DELLA MASSA MUSCOLARE

Igf-1, il gene della potenza
Quando s’introduce nel muscolo il fattore di crescita insulino-simile, o IGF-1, questo lievita a dismisura. Gli esperimenti sugli animali hanno dimostrato che l’aumento delle prestazioni è stupefacente: i topi geneticamente dopati nuotano il triplo degli altri.

Blocco della miostatina, la variante del body-builder
Un fisico da culturista si può ottenere spegnendo il gene della miostatina, una proteina il cui compito è frenare la proliferazione delle cellule muscolari. Se si disattiva il gene della miostatina, la massa muscolare cresce a dismisura. È capitato naturalmente a un bambino in Germania, figlio di una centometrista. Un piccolo Ercole, con il doppio dei muscoli rispetto ai suoi coetanei. A cinque anni sollevava tre chili con ciascuna delle due braccia tese.

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Doping genetico: cos’è ed a quale rivoluzione porterà in futuro?

Posted on 12/03/2017 by Staff di Medicina OnLine

MEDICINA ONLINE PALESTRA MUSCOLI IPERTROFIA ALLENAMENTO FIBRE MUSCOLARI ROSSE BIANCHE POTENZIALE GENETICO PESI PESISTICA WORKOUT PRE POST INTEGRATORI PROTEINE AMINOACIDI RAMIFICATI BCAA WHEY CASEINE CREATINA CARNITINA FISICO 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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