უფრო რთული ამოსაცნობი ვიდრე EPO, გენის დოპინგი ნაკლებად გავრცელებული ფრონტია სუფთა ველოსიპედისთვის ბრძოლაში
დოპინგისა და ანტიდოპინგის ისტორია ჰგავს უაილ ე. როგორც ჩანს, ეს კიდევ უფრო ეხება დოპინგის ახალ, ჩრდილოვან კუთხეს, რომელიც შეიძლება ჟღერდეს როგორც სამეცნიერო ფანტასტიკის სცენარი, მაგრამ რეალურად არსებობს სულ მცირე ორი ათწლეულის მანძილზე: გენი (ან გენეტიკური) დოპინგი.
მაგრამ გენის დოპინგის სწრაფი განვითარების მიუხედავად, გენის დოპინგის ტესტირების ახალი მეთოდოლოგია შეიძლება წარმოადგენდეს მნიშვნელოვან შემობრუნებას გენების გამოყენების ეფექტურობის გაუმჯობესების მიზნით.
ADOPE (ეფექტურობის გაუმჯობესების გაფართოებული გამოვლენა) წარმოდგენილი იყო სტერლინგის უნივერსიტეტში, შოტლანდია, სექტემბრის დასაწყისში და არის ერთ-ერთი ძალიან ცოტა ცნობილი ტესტი გენური დოპინგის წინააღმდეგ.
მეთოდი შეიმუშავა დელფტის ტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფმა, ნიდერლანდები და ის 2018 წლის გენეტიკურად ინჟინერიის მანქანების კონკურსზე 300-ზე მეტ გუნდს დაუპირისპირდება; დაჯილდოების ცერემონია გაიმართება ბოსტონში, MA, 28 ოქტომბერს.
პირველ რიგში: რა არის გენური დოპინგი?
გენური დოპინგი არის გენური თერაპიის „ბოროტად გამოყენება“შესრულების გაუმჯობესების მიზნით. გენური თერაპია, მეორე მხრივ, არის ტექნიკა, რომელიც იყენებს გენებს და არა მედიკამენტებს ან ოპერაციებს დაავადებების სამკურნალოდ ან პროფილაქტიკისთვის.
თერაპია მოიცავს გარე გენეტიკური მასალის მიწოდებას პაციენტის უჯრედებში. გენეტიკური მასალა - რომელიც შეიცავს სპეციფიკურ გამოხატულებას, რომელიც ააქტიურებს პროტეინებს, რომლებიც გამოიყენება დაავადების სამკურნალოდ - შედის უჯრედებში გარე ვექტორის (ჩვეულებრივ ვირუსის) გამოყენებით.
ავიღოთ EPO, მაგალითად. ერითროპოეტინი - ცილა, რომელიც ასტიმულირებს სისხლის წითელი უჯრედების გამომუშავებას ძვლის ტვინში და, შესაბამისად, ზრდის ჰემოგლობინის დონეს ორგანიზმში და ჟანგბადის მიწოდებას ქსოვილებში - ჩვეულებრივ გამოიყოფა თირკმელებით.
EPO ინექციები იყო ცნობილი ეფექტურობის გაუმჯობესება, რომელსაც ველოსიპედისტები ბოროტად იყენებდნენ რამდენიმე წლის განმავლობაში, განსაკუთრებით 90-იან წლებში.
დღეს, მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ დაფიქსირდა EPO პოზიტივის შემთხვევები, უფრო რთული ხდება ამ პრაქტიკისგან თავის დაღწევა, რადგან ანტიდოპინგ-კონტროლს შეუძლია დღეს საკმაოდ ეფექტურად გამოავლინოს გარე EPO.
თუმცა, გენის დოპინგის ალტერნატივა, რომელიც აძლიერებს EPO-ს გამომუშავებას სპორტსმენში ახალი გენეტიკური მასალის ჩასმის გზით, საბოლოოდ გამოიყურებოდა როგორც სპორტსმენის საკუთარი ფიზიოლოგიის ბუნებრივ პროდუქტს და არა აკრძალულ ნივთიერებას..
მიუხედავად იმისა, რომ გენური თერაპია ჯერ კიდევ გამოიყენება მხოლოდ იმ იშვიათ დაავადებებზე, რომლებსაც არ აქვთ განკურნება (როგორიცაა მძიმე კომბინირებული იმუნოდეფიციტი, სიბრმავე, კიბო და ნეიროდეგენერაციული დაავადებები), მეცნიერებმა აღიარეს, რომ სპორტის სამყაროს ხალხი მათ მიმართეს და სთხოვეს გამოიყენონ ეს თერაპია, როგორც მათი სპორტული წარმოდგენების გაუმჯობესების საშუალება.
WADA და გენის დოპინგი
მსოფლიო ანტი-დოპინგ სააგენტომ (WADA) მოაწყო პირველი სემინარი გენური დოპინგისა და მისი საფრთხეების განსახილველად 2002 წელს, ხოლო პრაქტიკა WADA-ს არალეგალური ნივთიერებებისა და მეთოდების ჩამონათვალში მომდევნო წლის შემდეგ.
მას შემდეგ WADA უთმობს თავისი რესურსების ნაწილს გენის დოპინგის გამოვლენის საშუალებას (მათ შორის, გენის დოპინგის ექსპერტთა რამდენიმე ჯგუფისა და პანელის შექმნა), ხოლო 2016 წელს განხორციელდა რუტინული ტესტი EPO გენის დოპინგისთვის. WADA-ს მიერ აკრედიტებულ ლაბორატორიაში ავსტრალიაში, ავსტრალიის სპორტული წამლების ტესტირების ლაბორატორიაში.
თუმცა, გენის დოპინგის ტესტირების მეთოდოლოგია შეიძლება იყოს შრომატევადი და მოითხოვს დნმ-ის კონკრეტული თანმიმდევრობის ფართო ცოდნას რეალური ტესტირების პრაქტიკისთვის.
ADOPE-ის მიერ შემოთავაზებული მეთოდი, მეორე მხრივ, ფოკუსირებულია მიზანმიმართულ თანმიმდევრობაზე და აერთიანებს სხვა მეთოდების სასარგებლო პრინციპებს პოტენციურად უფრო ეფექტური და მიზანმიმართული გზით.
ADOPE ტესტირების მეთოდოლოგია
ADOPE ტესტირების მეთოდოლოგია შემუშავებულია მსხვილფეხა რქოსანი სისხლზე ჩატარებული ტესტების მეშვეობით და ის სტრუქტურირებულია ორ ფაზაში: პირველი არის წინასწარი სკრინინგის ფაზა, რომელიც მიზნად ისახავს პოტენციურ გენით დოპირებულ სისხლს, ხოლო მეორე მიმართულია სპეციფიკურ გენეტიკურ თანმიმდევრობებზე. გადაამოწმეთ, იყო თუ არა დნმ ჭეშმარიტად გენით დოპირებული თუ არა.
"წინასწარ ეკრანზე", განმარტავს ჯარდ მატენსი, TU Delft-ის გუნდის ადამიანური პრაქტიკის მენეჯერი, რომელმაც შექმნა ADOPE, "ჩვენ კიდევ ვავითარებთ ეგრეთ წოდებულ დექსტრინით დაფარული ოქროს ნანონაწილაკების გამოყენებას გენის დოპინგის გამოვლენისთვის.
' პრინციპი ემყარება იმ ფაქტს, რომ ოქროს ნანონაწილაკები იწვევენ ნიმუშის თანდათანობით, რაოდენობრივად განსაზღვრად ფერის ცვლილებას, როდესაც ის შეიცავს "დოპინგურ" დნმ-ს.'.
"გენით დოპირებული დნმ-ზე" მუშაობისა და შესამოწმებლად - მაგრამ სპორტსმენების ან ცხოველების ფაქტობრივად გენდოპინგის აუცილებლობის გარეშე - TU Delft-ის გუნდმა ხელოვნურად "დაასხა" ძროხის სისხლი რამდენიმე დამატებითი დნმ-ის თანმიმდევრობით.
მათი ტესტების მიზანი იყო მიზანმიმართული და პოვნა იმ "გენით დოპირებული" თანმიმდევრობების, რომლებიც მათ სისხლში დაამატეს.
"ჩვენ ვიყენებთ მსხვილფეხა რქოსანი სისხლს, როგორც ადამიანის სისხლის კარგ შემცვლელს, რადგან პრინციპი იგივენაირად მუშაობს", - განმარტავს მატენსი.
'ჩვენი ტესტისთვის, ჩვენ ვამატებთ დნმ-ის რამდენიმე ტიპს მსხვილფეხა რქოსანი ძროხის სისხლს სხვადასხვა კონცენტრაციით, რათა მივბაძოთ კონცენტრაციის განვითარებას დროთა განმავლობაში, იმის მიხედვით, თუ რა მოდელირებული ვიყავით ადრე ადამიანებისთვის.
'ამ მომენტიდან ჩვენი გამოვლენის მეთოდი იგივე იქნება და დნმ, რომელიც დავამატეთ მსხვილფეხა რქოსან სისხლს, უნდა აღმოვაჩინოთ ჩვენი მეთოდით.'.
როდესაც გამოვლინდება პოტენციური გენით დოპირებული სისხლი მისი ფერის ცვლილების გამო, ტესტის მეორე ეტაპი მოჰყვება სისხლს დამატებულ სპეციფიკურ თანმიმდევრობას.
'ამ თავდაპირველი სკრინინგის შესამოწმებლად, - განაგრძობს Mattens, - ჩვენ ვიყენებთ ტექნიკურად უნიკალურ და ინოვაციურ CRISPR-Cas - ტრანსპოზას შერწყმა პროტეინს.
'ეს შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც ნანომანქანა, რომელსაც შეუძლია კონკრეტულად აღმოაჩინოს გენური დოპინგ დნმ-ში არსებული სპეციფიკური განსხვავებები.'
CRISPR, ან CRISPR-Cas9 (ან გენის რედაქტირება), არის განსხვავებული და უფრო მოწინავე ტექნიკა, რომელიც საშუალებას აძლევს გენეტიკოსებს, რომლებიც იყენებენ ორ მოლეკულას - ფერმენტს სახელად Cas9 და რნმ-ის ნაწილს - ცვლილებების წარმოქმნის მიზნით. მუტაცია) დნმ-ში.
ეს ტექნიკა ასევე აიკრძალა WADA-ს მიერ 2018 წლის დასაწყისიდან, როგორც უფრო მოწინავე გენის დოპინგის ტექნიკა, მაგრამ ADOPE-ს შემთხვევაში CRISPR-CAS ტექნიკა გამოიყენება მოდიფიცირებული დნმ-ის მოსაძებნად მისი მოდიფიკაციის ნაცვლად.
ADOPE-ის სპეციფიკა
ADOPE-ის მიერ შემუშავებული ტესტირების მოდელი სპეციალურად არის ჩაფიქრებული და შემუშავებული იმ გენის გამოსავლენად, რომელიც საშუალებას აძლევს ადამიანის ორგანიზმში EPO-ს გამომუშავებას, მაგრამ რადგან მეთოდოლოგია უაღრესად მრავალმხრივია, TU Delft-ის მკვლევარები ამტკიცებენ, რომ ეს შეიძლება იყოს გაფართოვდა ნებისმიერი სახის გენის დოპინგის გამოსავლენად.'
ციკლიდან გამომდინარე, რომლის დროსაც EPO მოქმედებს ორგანიზმში, ყველაზე სავარაუდო დრო, როდესაც სპორტსმენები დოპინგს გამოიყენებენ ამ კონკრეტული გენის გამოყენებით, იქნება შეჯიბრებამდე - მაგრამ ამავე დროს, სხვა გენები, რომლებიც მიზნად ისახავს სხვადასხვა ცილებს და ფიზიოლოგიურს. გაუმჯობესებები, შეიძლება ჰქონდეს ბევრად უფრო სწრაფი ეფექტი.
ამიტომ ADOPE მიზნად ისახავს რეგულარული ანტიდოპინგ ტესტების განხორციელებას მთელი ვარჯიშისა და რბოლის კალენდარში.
თუმცა, იმის გამო, რომ ეგრეთ წოდებული "უჯრედოვანი დნმ", რომელიც მიზნად ისახავს ტესტებს, მოსალოდნელია შარდში ძალიან დაბალი შემცველობა (თუმცა აქაც არის), ამ დროისთვის ADOPE მუშაობს მხოლოდ სისხლის ნიმუშებზე და მის გამოვლენაზე. ფანჯარა ჯერ კიდევ შეზღუდულია.
"ნი და სხვების მიერ 2011 წელს ჩატარებული ექსპერიმენტული ტესტის საფუძველზე არაადამიანის პრიმატებზე", ამბობს მატენსი, "მოველით, რომ გამოვლენის ფანჯარა სულ რამდენიმე კვირა იქნება.
'მეთოდის შემდგომმა განვითარებამ შესაძლოა იგივე მეთოდი გამოიყენოს შარდზეც მომავალში.'
სხვაობა ADOPE-სა და სხვა მიდგომებს შორის
' [სხვა გენის დოპინგის ტესტირების] მიდგომების უმეტესობა ეყრდნობა PCR-ზე დაფუძნებულ რეაქციებს [პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია: ტექნიკა, რომელიც ქმნის კონკრეტული დნმ-ის რეგიონის ასლებს in vitro], რომელსაც აქვს მრავალი ნაკლი, - დასძენს Mattens.
'ეს რეაქციები შედარებით შრომატევადია და მოითხოვს დნმ-ის თანმიმდევრობის ფართო წინა ცოდნას. გარდა ამისა, ამ ანტიდოპინგური ტესტირების ტექნოლოგიების გამოყენება მნიშვნელოვნად ზრდის აღმოჩენის თავიდან აცილების ალბათობას.'.
ალტერნატიულად, ზოგიერთი სხვა ტესტირების პრაქტიკა ფოკუსირებულია გენომის მთელ თანმიმდევრობაზე; ანუ უჯრედში ან ორგანიზმში არსებული მთელი გენეტიკური მასალა.
მაგრამ ამ მიდგომის უარყოფითი მხარე ის არის, რომ მთელი გენომის თანმიმდევრობა უნდა იქნას გათვალისწინებული, რაც შრომატევადი, არაეფექტურია და ასევე შეიძლება ჩაითვალოს სპორტსმენების კონფიდენციალურობის შეჭრად.
ჩვენი მიდგომა, - ამბობს მატენსი, - ფოკუსირებულია მიზანმიმართულ თანმიმდევრობაზე, რომელიც აერთიანებს სასარგებლო პრინციპებს ორივე მიდგომიდან დამატებითი ფორმით.
'ის იყენებს PCR-ის სპეციფიკურობის პრინციპს, თუმცა მას სჭირდება მხოლოდ ერთი სამიზნე ადგილი ტრანსგენზე (მაგრამ საჭიროებს რამდენიმე ადგილს საძიებლად), რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს გამოვლენის თავიდან აცილების ალბათობას.
'[ADOPE] იყენებს მთელი გენომის თანმიმდევრობის თანმიმდევრობის პრინციპს, თუმცა უფრო ეფექტური და მიზანმიმართული გზით, რაც მკვეთრად ამცირებს მონაცემთა რაოდენობას.
'შედეგად, ჩვენ გვჯერა, რომ მიზნობრივი თანმიმდევრობა არის ბევრად უკეთესი მიდგომა და გენის დოპინგის გამოვლენის მომავალი.'
