Gen doping dan gen kandidat
Setiap proses fisiologis yang berkaitan dengan produksi energi dan gerakan dapat dianggap sebagai target potensial doping genetik, yang bertujuan untuk mencapai kinerja olahraga yang lebih besar.
Lebih jauh, prospek doping genetik, dibandingkan dengan bentuk doping farmakologis lainnya, bahkan lebih menarik karena fakta bahwa dengan kontrol anti-doping yang digunakan saat ini secara praktis tidak mungkin untuk membuktikan bahwa telah ada doping genetik.
Kemungkinan kandidat gen untuk doping genetik telah dibagi menjadi beberapa kelompok berdasarkan efeknya dalam kaitannya dengan proses yang terkait dengan kinerja fisik; Namun, beberapa terkait dengan lebih dari satu kelompok mengingat fungsi biologis yang kompleks di mana mereka terlibat.
Gen yang terkait dengan daya tahan (endurance)
Erythropoietin : Kinerja dalam olahraga ketahanan dapat diimplementasikan dengan meningkatkan transportasi oksigen ke jaringan, misalnya dengan meningkatkan jumlah sel darah merah (yang mengandung hemoglobin, protein yang mengikat dan mengangkut oksigen) ke dalam sirkulasi. Jumlah sel darah merah yang diproduksi oleh tubuh (erythropoiesis) diatur dengan baik oleh erythropoietin (EPO), glikoprotein yang disintesis oleh ginjal dan minimal oleh hati.
Erythropoietin, yang produksinya diatur oleh konsentrasi oksigen dalam darah, berinteraksi dengan reseptor spesifik (EPOR) yang ada di sel-sel prekursor sel darah merah di sumsum tulang. Tingginya kadar EPO yang bersirkulasi merangsang produksi sel darah merah dan menghasilkan peningkatan hematokrit (persentase elemen sel darah dalam darah: sel darah merah, sel darah putih dan trombosit) dan hemoglobin total. Efek terakhir adalah peningkatan transportasi oksigen ke jaringan.
Pada tahun 1964, pemain ski Finlandia Utara Eero Mäntyranta membuat upaya lawan tidak berguna dengan memenangkan dua medali emas Olimpiade di Olimpiade di Innsbruck, Austria. Setelah beberapa tahun, ditunjukkan bahwa Mäntyranta adalah pembawa mutasi langka pada gen EPOR yang membuatnya aktif bahkan di hadapan kadar EPO yang rendah, sehingga meningkatkan produksi sel darah merah dengan akibat peningkatan kapasitas transportasi oksigen akibatnya. 25-50%.
Potensi terapeutik EPO dan semua faktor yang merangsang produksi EPO terkait dengan pengobatan anemia berat; kemungkinan menggunakan teknik terapi gen daripada memberikan peptida rekombinan, sehingga menginduksi sintesis spontan EPO dalam tubuh, akan memiliki efek positif baik dari sudut pandang klinis dan ekonomi. Uji klinis pertama menggunakan terapi gen EPO pada pasien dengan anemia gagal ginjal kronis, dengan pendekatan ex vivo yang memberikan hasil terbatas.
Hambatan lain untuk diatasi diwakili oleh banyak efek samping yang terkait dengan penggunaan EPO, yang sama yang merupakan risiko terbesar pemberian EPO pada atlet. Peningkatan sel darah merah mengurangi fluiditas darah, meningkatkan bagian padat atau selnya (hematokrit). Peningkatan viskositas ini menyebabkan peningkatan tekanan darah (hipertensi) dan memfasilitasi pembentukan trombi yang, setelah terbentuk, dapat menyumbat pembuluh darah (trombosis). Risiko ini meningkat secara signifikan jika terjadi dehidrasi, seperti yang biasanya terjadi pada balapan ketahanan. Efek samping paling serius dari zat ini termasuk aritmia jantung, kematian mendadak dan kerusakan otak (stroke).
PPARD (delta reseptor teraktivasi proliferator peroksisom ): studi model hewan telah menunjukkan adanya gen keluarga lain yang mampu secara signifikan meningkatkan kinerja atletik, PPARD (delta reseptor teraktivasi teraktivasi proliferator peroxisome) dan ko-aktivator alfa dan beta (PPARGC1A dan PPARGC1B). Ekspresi PPARD pada khususnya mampu mendorong keluarnya serat otot dari tipe IIb ke kontraksi cepat (juga disebut putih, "kedutan cepat") menjadi tipe IIa (menengah) dan lensa tipe I (juga disebut merah, "kedutan lambat"), yang terjadi secara fisiologis setelah latihan fisik yang konstan. Serat IIb biasanya direkrut selama latihan singkat yang membutuhkan upaya neuromuskuler yang besar. Mereka diaktifkan hanya ketika perekrutan serat berkedut lambat maksimum. Serabut otot berkedut lambat (merah, tipe I atau ST, dari bahasa Inggris "kedutan lambat"), malah direkrut dalam intensitas rendah tetapi aksi otot jangka panjang. Lebih tipis dari putih, serat merah mempertahankan lebih banyak glikogen dan memusatkan enzim yang terkait dengan metabolisme aerob. Mitokondria lebih banyak dan lebih besar, sama seperti jumlah kapiler yang menyuntikkan serat tunggal. Ukuran berkurang dari yang terakhir memfasilitasi difusi oksigen dari darah ke mitokondria, karena jarak yang lebih kecil di antara mereka. Justru kandungan berlimpah mioglobin dan mitokondria yang memberi serat ini warna merah, dari mana nama mereka berasal.
Studi pada model tikus transgenik ("tikus maraton") yang lebih mengekspresikan PPARD telah menunjukkan peningkatan besar dalam resistensi terhadap upaya fisik, tanpa ada peningkatan massa otot dan kemampuan untuk berurusan dengan latihan aerobik.
Senyawa sintetis (GW501516) juga diidentifikasi yang mampu mengikat reseptor PPARD dan mengaktifkannya; dengan demikian, karena itu dapat mewakili agen doping yang mungkin juga pada manusia.
Gen terkait angiogenesis : Target potensial doping genetik juga gen milik keluarga faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF), faktor pertumbuhan jaringan (TGF) dan faktor pertumbuhan hepatosit (HGF); ekspresi gen-gen ini sebenarnya berkorelasi dengan peningkatan angiogenesis (pembentukan pembuluh darah baru).
Pembentukan pembuluh darah baru berarti bahwa ada pasokan darah yang lebih besar, dan karena itu oksigen, ke jantung, otot, hati dan otak, dengan konsekuensi peningkatan kapasitas resistensi terhadap upaya fisik.
Stimulasi angiogenesis juga berguna dalam situasi iskemia yang berkepanjangan, seperti pada pasien dengan iskemia miokard; uji klinis yang dilakukan pada pasien ini yang menggunakan suntikan VEGF dan FGF intra-otot atau injeksi intra-koroner secara in vivo memiliki hasil yang sangat positif. Namun, ada beberapa efek samping dan risiko yang terkait dengan terapi gen yang merangsang angiogenesis, misalnya peningkatan risiko menginduksi perkembangan penyakit neoplastik dan memperburuk retinopati dan aterosklerosis.
