Tespit edilmesi EPO'dan daha zor, gen dopingi temiz bisiklet mücadelesinde daha az bildirilen bir cephedir
Doping ve anti-dopingin tarihi, Wile E. Coyote'un Road Runner'ı kovalamasına benzer: Wile E. Road Runner'a ne kadar yaklaşırsa yaklaşsın, Road Runner her zaman bir adım öndedir. Bu, kulağa bilimkurgu senaryosu gibi gelebilen, ancak aslında en az yirmi yıldır var olan yeni, karanlık bir doping köşesi için daha da geçerli görünüyor: gen (veya genetik) dopingi.
Fakat gen dopinginin hızlı gelişimine rağmen, gen dopingi için yeni bir test metodolojisi, performans arttırma amacıyla genlerin kullanımına karşı önemli bir dönüm noktası olabilir.
ADOPE (Gelişmiş Performans İyileştirme Tespiti) Eylül ayı başlarında İskoçya'daki Stirling Üniversitesi'nde sunuldu ve gen dopingine karşı bilinen çok az testten biridir.
Yöntem, Hollanda'daki Delft Teknik Üniversitesi'nden bir grup bilim insanı tarafından geliştirildi ve 2018'in Genetiği Değiştirilmiş Makine yarışmasında 300'den fazla başka takıma karşı yarışacak; ödül töreni 28 Ekim'de Boston, MA'da yapılacak.
Öncelikle ilk şeyler: gen dopingi nedir?
Gen dopingi, performans artırma amacıyla gen terapisinin 'kötüye kullanımı'dır. Gen tedavisi ise hastalıkları tedavi etmek veya önlemek için ilaçlar veya ameliyatlar yerine genleri kullanan bir tekniktir.
Terapi, harici genetik materyalin hastanın hücrelerine verilmesinden oluşur. Hastalığı tedavi etmek için kullanılan proteinleri aktive eden spesifik bir ifadeyi içeren genetik materyal, harici bir vektör (normalde bir virüs) kullanılarak hücrelere eklenir.
Örneğin, EPO'yu ele alalım. Eritropoietin – kemik iliğinde kırmızı kan hücrelerinin üretimini uyaran ve sonuç olarak vücuttaki hemoglobin seviyelerini ve dokulara oksijen iletimini artıran protein – normalde böbrekler tarafından salgılanır.
EPO enjeksiyonları, özellikle 90'larda, bisikletçilerin birkaç yıldır kötüye kullandığı kötü şöhretli performans artışı olmuştur.
Bugün, EPO pozitifliği vakaları hala bildirilse de, günümüzde anti-doping kontrolleri harici EPO'yu oldukça verimli bir şekilde algılayabildiğinden, bu uygulamadan kurtulmak zorlaşıyor.
Ancak, bir sporcuya yeni genetik materyalin eklenmesi yoluyla EPO üretimini artıran gen doping alternatifi, sonunda sporcunun kendi fizyolojisinin doğal bir ürünü gibi görünecek ve yasaklı bir madde gibi görünmeyecektir.
Gen tedavisi hala sadece tedavisi olmayan nadir hastalıklar (ağır kombine immün yetmezlik, körlük, kanser ve nörodejeneratif hastalıklar gibi) için kullanılsa da bilim adamları, spor dünyasından insanların kendilerine yaklaştığını ve kullanmalarını istediklerini itiraf ettiler. Bu terapileri spor performanslarını arttırmanın bir yolu olarak.
WADA ve gen dopingi
Dünya Anti Doping Ajansı (WADA), 2002 yılında gen dopingi ve tehditlerini tartışmak için ilk çalıştayı düzenledi, uygulama bir yıl sonra WADA'nın yasa dışı maddeler ve yöntemler listesinde yer aldı.
O zamandan beri WADA kaynaklarının bir kısmını gen dopinginin tespitini sağlamak için ayırıyor (birkaç grup ve gen doping uzmanı panelinin oluşturulması dahil) ve 2016'da EPO gen-dopingi için rutin bir test uygulandı Avustralya'daki WADA onaylı laboratuvarda, Avustralya Spor Uyuşturucu Test Laboratuvarı.
Ancak, gen dopingi için test metodolojileri zahmetli olabilir ve gerçek test uygulaması için belirli bir DNA dizisi hakkında geniş bir bilgi birikimi gerektirebilir.
ADOPE tarafından önerilen yöntem ise, hedeflenen sıralamaya odaklanır ve diğer yöntemlerin faydalı ilkelerini potansiyel olarak daha verimli ve hedefli bir şekilde birleştirir.
ADOPE test metodolojisi
ADOPE test metodolojisi sığır kanı üzerinde yapılan testler aracılığıyla geliştirilmiştir ve iki aşamada yapılandırılmıştır: birincisi potansiyel bir gen katkılı kanı hedefleyen bir ön tarama aşamasıdır, ikincisi ise belirli genetik dizileri hedefler. DNA'nın gerçekten gen katkılı olup olmadığını doğrulayın.
ADOPE'u geliştiren TU Delft ekibinin İnsan Uygulamaları Müdürü Jard Mattens, "Ön ekranda," diye açıklıyor, "gen doping tespiti için dekstrin başlıklı altın nanoparçacıkların kullanımını daha da geliştiriyoruz.
'İlke, altın nanoparçacıkların numunenin "doping" DNA'sını içerdiğinde kademeli olarak ölçülebilir bir renk değişikliğine neden olduğu gerçeğine dayanmaktadır.'
"Gen katkılı DNA" üzerinde çalışmak ve test etmek için – ancak atletlere veya hayvanlara fiilen gen katkısı yapmaya gerek duymadan – TU Delft ekibi, çeşitli tamamlayıcı DNA dizileriyle yapay olarak sığır kanını “çiviledi”.
Testlerinin amacı, kana ekledikleri 'gen katkılı' dizileri hedefleyip bulmaktı.
'İlke aynı şekilde çalıştığından, insan kanının yerine iyi bir ikame olarak sığır kanını kullanıyoruz' diye açıklıyor Mattens.
'Testimiz için, daha önce insanlar için modellediğimiz şeye göre zaman içindeki konsantrasyon gelişimini taklit etmek için bu sığır kanına farklı konsantrasyonlarda birkaç DNA türü ekliyoruz.
'Bu noktadan sonra tespit yöntemimiz aynı olacak ve sığır kanına eklediğimiz DNA bizim yöntemimizle tespit edilmelidir.'
Gen katkılı potansiyel kan, renginin değişmesi nedeniyle tanımlandıktan sonra, kana eklenen spesifik dizileri hedef alan testin ikinci aşaması gelir.
'Bu ilk taramayı doğrulamak için' diye devam ediyor Mattens, 'teknik olarak benzersiz ve yenilikçi bir CRISPR-Cas – Transposase füzyon proteini kullanıyoruz.
'Bu, gen doping DNA'sında bulunan spesifik farklılıkları spesifik olarak tespit edebilen bir nanomakine olarak görülebilir.'
CRISPR veya CRISPR-Cas9 (veya gen düzenleme), genetikçilerin bir değişiklik üretmek için iki molekül (Cas9 adlı bir enzim ve bir RNA parçası) kullanmasına izin veren farklı ve daha gelişmiş bir tekniktir. mutasyon) DNA'ya.
Bu teknik ayrıca 2018'in başından itibaren daha gelişmiş bir gen-doping tekniği olarak WADA tarafından yasaklandı, ancak ADOPE durumunda, modifiye edilmiş DNA'yı değiştirmek yerine bulmak için CRISPR-CAS tekniği kullanılıyor.
ADOPE'un özgünlüğü
ADOPE tarafından geliştirilen test modeli, insan vücudunda EPO üretimini sağlayan geni tespit etmek için özel olarak tasarlanmış ve geliştirilmiştir, ancak metodoloji çok yönlü olduğundan, TU Delft araştırmacıları bunun olabileceğini iddia ediyor. 'her türlü gen dopingini tespit etmek için genişletildi.'
EPO'nun vücutta etkili olduğu döngüye dayanarak, sporcuların bu spesifik geni kullanarak uyuşturucu kullanacağı en muhtemel zaman yarışmadan çok önce olacaktır - ancak aynı zamanda, farklı proteinleri ve fizyolojikleri hedefleyen diğer genler geliştirmeler, çok daha hızlı bir etkiye sahip olabilir.
Bu nedenle ADOPE, tüm antrenman ve yarış takvimi boyunca düzenli anti-doping testleri uygulamayı hedefliyor.
Ancak, testler tarafından hedeflenen sözde 'hücresiz DNA'nın idrarda çok düşük olması beklendiğinden (burada da mevcut olmasına rağmen), ADOPE şimdilik yalnızca kan numuneleri ve tespiti üzerinde çalışır. pencere hala sınırlı.
'Ni ve diğerleri tarafından 2011'de insan olmayan primatlarla yapılan deneysel bir teste dayanarak,' diyor Mattens, 'tespit aralığının sadece birkaç hafta olmasını bekliyoruz.
'Yöntemin daha da geliştirilmesi, gelecekte aynı yöntemin idrar için de işe yaramasını sağlayabilir.'
ADOPE ve diğer yaklaşımlar arasındaki fark
'[Diğer gen doping testlerinin çoğu] yaklaşımları, birçok dezavantajı olan PCR bazlı reaksiyonlara [Polimeraz zincir reaksiyonu: belirli bir DNA bölgesinin in vitro kopyalarını oluşturan bir teknik] dayanır, ' ekleyin Mattens.
'Bu reaksiyonlar nispeten zahmetlidir ve DNA dizisi hakkında kapsamlı bir ön bilgi gerektirir. Ayrıca, bu dopingle mücadele test teknolojilerini kullanmak, tespitten kaçma olasılığını önemli ölçüde artırıyor.'
Alternatif olarak, diğer bazı test uygulamaları tüm genom dizisine odaklanır; yani, bir hücrede veya organizmada bulunan tüm genetik materyal.
Ancak bu yaklaşımın dezavantajı, zaman alıcı, verimsiz ve aynı zamanda sporcuların mahremiyetinin ihlali olarak görülebilecek olan tüm genom dizisinin hesaba katılması gerektiğidir.
'Yaklaşımımız' diyor Mattens, 'her iki yaklaşımın faydalı ilkelerini tamamlayıcı bir şekilde birleştiren hedefli sıralamaya odaklanır.
'PCR'nin özgüllük ilkesini kullanır, ancak transgen üzerinde yalnızca bir hedef site gerektirir (ancak arama için birden fazla site gerektirir), bu da algılamadan kaçınma olasılığını önemli ölçüde düşürür.
'[ADOPE], tüm genom dizilemesinin dizileme ilkesini kullanır, ancak daha verimli ve hedefli bir şekilde, veri miktarını önemli ölçüde az altır.
'Sonuç olarak, hedefli dizilemenin çok daha iyi bir yaklaşım ve gen dopingi tespitinin geleceği olduğuna inanıyoruz.'
