Генный допинг

Сейчас хочу поделиться с вами темой, которая стала для меня новым небольшим открытием — это методы генного допинга.
В списке WADA* 2018 (*Всемирное антидопинговое агенство) числятся запрещенные для применения в спорте препараты и методы.

Так как область фармакологии в спорте мне хорошо знакома, то он ней я расскажу подробнее, но не в этой статье.
Допинговый список WADA 2018
Достаточно оптимистично. Буду благодарна, если поделитесь реальными примерами или экспериментами применения аналогов нуклеинок в спорте.

А пока, на сегодняшний день самым известным примером нарушения этого положения является применение препаратов GW 1516 и AICAR.

С чего все началось? И причем тут препараты, если речь идет о генах?
Немного о мышцах
Мышечные волокна делятся на 2 типа:

— I тип: медленносокращающиеся (выносливые, красные, содержат много митохондрий)

— II тип: быстросокращающиеся (скоростные, белые, могут работать на анаэробном обмене)

Можно также выделять средний вариант.

В любой мышце есть волокна обоих типов. Но вот в мышцах туловища, которые в основном выполняют статическую работу, больше волокон I типа. В более динамичных мышцах конечностей — II типа.

К чему все это: склонность к ожирению (а также к развитию сахарного диабета) связана с уменьшением в мышцах красных волокон.

Количество поперечно-полосатых миоцитов увеличить нельзя, они не делятся. Можно только запустить переход одного типа волокон в другой.

В начале 2000х американские ученые под руководством Р. Эванса решают эту проблему и случайно попадают на открытие нового допингового метода.
Трансформация волокон и преимущества в спорте

Как сделать мышцы более сильными и крепкими? На этот вопрос давно нашла ответ фарминдустрия. Достаточно запустить анаболические процессы активного синтеза белка в мышцах. В этом спортсменам может помочь специальное питание и стероиды (внимание, они являются допингом).

А как сделать мышцы более выносливыми? Нужно заставить мышечные клетки образовывать больше митохондрий, активно включать окисление не только глюкозы, но и жиров.

Это и есть основа перехода быстрых волокон в медленные. Но заставить миоцит идти по этому пути не просто.
PPARδ и GW 1516
Или PPAR-дельта. Это ядерный рецептор, который способен связываться с ДНК и активировать пролиферацию митохондрий.

Рональд Эванс как раз работал с ГМ-мышами, у которых контролировал транскрипцию гена, кодирующего этот рецептор. Он смог получить невероятные результаты, о которых вы подробнее можете почитать в научных журналах тут: http://cbio.ru/page/47/id/3245/ и http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.0020294

Суть в том, что у него получилось и мыши стали «марафонцами».
Но кроме регуляции рецепторов его заинтересовал другой момент: можно ли получить вещество-агонист (с тем же самым действием).

В итоге ученые разработали химический лиганд, который связывается с PPARδ и активирует образование новых митохондрий в клетке. Его назвали GW 501516 и пророчили перспективное будущее в лечении ожирения.

Вещество действует на метаболические пути, активируемые посредством физических упражнений, и увеличивает выносливость. Информация о нем быстро попало в спортивный мир, и некоторые спортсмены даже успели его использовать.

Сам Р. Эванс предположил такое развитие событий и разработал методы обнаружения препарата в моче. Затем передал данные WADA.
Почему это генный допинг?
Обычно допинговые препараты используют для прямого воздействия на химические реакции в организме. Но гены ими не активируют. А вот новая группа веществ GW 1516 и AICAR способны действовать на гены, которые влияют на обменные процессы.

Применение генетического допинга пока очень сложно отследить в лабораториях. Это новый этап в гонке вооружений WADA и профессионального спорта. Думаю, что совсем скоро будут популярны генетические банки спортсменов.

К счастью, глобально менять геномы пока мы можем только на стадии яйцеклеток и нескольких бластомеров, да и выращивать ГМ-человека еще не разрешили.

Кстати, в олимпийской практике есть несколько примеров спортсменов, у которых врожденный мутантный ген эритропоэтина позволил им иметь значительное преимущество перед соперниками.

Анна Толкунова
биолог, преподаватель
Читать другие статьи