Dr. Boscariol Lorenzo의 졸업 논문에서 취한 기사
최근 유전자 치료 분야의 진보는 다른 병리학의 치료를위한 새롭고 흥미로운 시각을 제시한다. 유전자 요법의 첫 번째 시험은 엄격하게 도핑과 관련된 단백질 (예 : 적혈구 생성 인자와 성장 호르몬)로 수행 되었기 때문에이 운동과 스포츠의 연관성은 분명합니다.
이론 상으로는 우리 몸에 존재하는 모든 수준의 단백질이 유전자 치료를 통해 조절 될 수 있습니다.
WADA [Pound R, WADA 2002]가 2002 년 3 월에 개최 한 유전 적 도핑에 관한 회의와 유럽에서 개최 된 "유럽 의회는 반 도핑 정책의 조화와 발전에 관한 작업 네덜란드의 Arnhem은 과학자, 의사, 의사, 정부, 반 도핑기구 및 제약 회사들에게 연구 결과 및이 새로운 도핑 기법을 조사하는 방법에 대한 정보를 교환 할 수있는 기회를 제공했습니다 .
2003 년 1 월 1 일부터 국제 올림픽위원회 (IOC)는 금지 된 물질 및 방법 목록에 유전자 도핑을 포함시켰다 [WADA, 2007]. 2004 년부터 세계 반 도핑기구는 매년 국제 약물 목록을 출판 할 책임이있다. 이 목록에 포함 된 유전 적 도핑 방법은 운동 능력을 향상시키려는 목적으로 세포, 유전자, 유전 요소 또는 유전자 발현 조절의 비 치료 용도로 정의됩니다.
이 기사의 목적은 다음과 같습니다.
- 스포츠에서 실제로 전통 의학의 새롭고 유망한 지사 인 유전자 요법에서 파생되는 지식의 증가를 실제로 활용할 수 있는지 여부를 명확히하기 위해;
- 수행을 증가시키기 위해 유전자 요법이 사용될 수있는 가능한 방법을 확인한다.
과거에는 아직 실험적 연구 단계에 있던 약물까지도 스포츠 세계에서 공간을 발견했습니다. 이러한 이유로 세계 반 도핑기구 (WADA)와 국제 올림픽위원회 (IOC)는 우려를 표명했다.
"선수들은 모두 똑같은 태어남이 아닙니다" 이것은 4 분 이내에 마일을 여행 한 최초의 남자 로저 바니 스터 경의 견적입니다. 다른 민족 출신의 사람들은 다른 사람들보다 앞서있을 수 있습니다. 단거리 경주를 지배하는 서부 아프리카 경주자 또는 마라톤에서 우승 한 동 아프리카 출신 선수를 생각하면됩니다. 다른 한편으로는, 백인 경쟁에서 수영 백인.
유전학 및 유전체학 시대에 특정 스포츠에 대한 사람의 유전 적 소인을 결정하는 유전자를 확인하는 것이 가능할 것이다 [Rankinen T at al., 2004]. 어린 나이에 유전자를 연구하면 훌륭한 운동 선수를 개발하고 특정 개인 훈련 프로그램을 만드는 가장 좋은 방법이 될 수 있습니다. 운동 선수들에게 적용된이 연구는 또한 그러한 유형의 훈련에 대한 유전 적 경향을 증가시키기위한 목적으로 특정 훈련 방법을 확인하는데 사용될 수있다 [Rankinen T at al., 2004].
그러나 유전자 연구 결과 더 나은 운동 선수가 될 것인가? Marion Jones와 Tim Montgomery는 모두 100 미터 스피드 챔피언이었으며 2003 년 여름에 아기를 낳았습니다. Steffi Graf와 Andre Agassi (둘 다 테니스 세계 선수권 대회에서 1 위)는 아이들이 있습니다. 이 아이들은 다른 아이들보다 선호 될 가능성이 높지만, 환경 적 요인이나 심리적 요인과 같은 요소가있어 챔피언이 될지 여부를 결정합니다.
유전자 요법 은 질병 또는 기능 장애의 치료 또는 예방을 위해 인간 세포로 유전 물질을 전달하는 것으로 정의 할 수 있습니다. 이 물질은 DNA, RNA 또는 유 전적으로 변형 된 세포로 나타납니다. 유전자 치료의 원리는 결석 유전자를 보완하거나 비정상적인 유전자를 대체하기위한 치료 유전자의 세포로의 도입에 기초한다. 일반적으로 치료 용 단백질을 암호화하고 핵에 도달하면 활성화되는 DNA가 사용됩니다.
"대부분의 선수들은 마약을 복용합니다"[De Francesco L, 2004]. 마약 연구 센터 (Drug Research Center) 조사에 따르면 네덜란드 인구의 1 % 미만이 도핑 제품을 최소 한 번만 챙겼다. 이 사람들의 40 %는 수년간 도핑을 사용 해왔고 대다수는 강도 훈련이나 신체 구축을했습니다. 엘리트 스포츠에서 도핑 물질의 사용은 일반 인구에 대해 표시된 1 %보다 큰 것으로 보이지만 정확한 수치는 알려져 있지 않습니다. 도핑 통제에 대해 양성 반응을 보인 엘리트 선수의 비율은 최근 몇 년간 1.3 %에서 2.0 % 사이에서 변동했다 [DoCoNed, 2002].
세계 반 도핑기구 (WADA)에 의해 제정 된 유전 적 도핑의 정의는 질문을위한 여지를 남겨둔다 . 유전자 치료를 통해 치료받은 근육 기능 장애 환자는 경기에 출전 할 수 있습니까? 화학 요법으로 치료 받고 현재 골수 기능의 회복을 가속화하기 위해 적혈구 생성 인자 (erythropoietin)를 코딩하는 EPO 유전자를받는 암 환자에게도 동일한 고려 사항이 적용됩니다.
현재 유전자 치료 연구는 상처의 치유 과정을 빠르게하거나 운동 후 근육통을 완화시키기 위해 수행됩니다. 그러한 관행은 모두가 "치료 적"으로 간주 할 수는 없으며 그들의 수행 능력을 향상시키는 속성에 의문을 제기 할 수있다.
임상 적 관점에서, 특히 유전자 전달 기술의 부적절한 사용에 비추어, 유전 도핑의 정의를 명확하게 규정하는 것이 더 적절할 것이다.
세계 반 도핑 규약 (World Anti-Doping Code, 2007 년 1 월 1 일)은 다음과 같은 점을 통해 유전 적 도핑 금지를 정당화했다. a) 입증 된 과학적 증거, 약리학 적 효과 또는 경험에 따라 목록에 포함 된 물질이나 방법은 스포츠 성능을 향상시키는 능력; b) 물질 또는 방법의 사용은 선수의 건강을 위해 실제 또는 추정 된 위험을 야기한다. c) 도핑의 사용은 스포츠 정신에 위배된다. 이 정신은 윤리, 공정한 놀이, 정직, 건강, 즐거움, 기쁨 및 규칙에 대한 존중과 같은 일련의 가치와 관련하여 윤리 강령을 도입 한 내용에 설명되어 있습니다.
체세포에 대한 치료법과는 달리 배아 줄의 변이는 영구적이며 새끼에게도 전달됩니다. 이 경우 운동 선수의 건강 위험 가능성 외에도 후손, 부모 또는 파트너와 같은 제 3 자에게 위험이 있습니다.
약리학의 분야에서 과학과 제약 산업의 결합 된 노력에 달려있는 약리 유전학 분야에서 주요 목표는 우리 각자에게 맞춤형 의약품을 개발하는 것입니다. 잘 알려진 바와 같이, 많은 의약품은 누가 그것들을 복용하는지에 따라 완전히 다른 효과를 가지며, 이것은 그들의 발달이 일반적이며 개별적인 유전 적 특징을 고려하지 않기 때문입니다. 스포츠의 세계에서 약리 유전학이 퍼지면, 어느 정도 비교할 수있는 방식으로 스스로를 준비하는 평등 한 운동 선수들 사이의 경쟁이라는 아이디어는 쓸모 없게 될 수 있습니다.
유전자 치료에 대한 임상 실험 데이터 는 심각한 혼합 면역 결핍 환자 (Hacein-Bey-Abina S et al., 2002)와 혈우병 B (Kay MA, et al. 2000]. 또한, 관상 동맥 질환의 치료를위한 혈관 내피 성장 인자를 나타내는 벡터를 통한 혈관 신생 요법은 협심증에서 좋은 결과를 제공한다 [Losordo DW et al., 2002].
조직 성장 인자를 암호화하는 유전자가 사용 된 경우 [Huard J, Li Y, Peng HR, Fu FH, 2003] 인대 파열이나 근육 찢김과 같은 다양한 스포츠 관련 손상의 치료 이론적으로 더 나은 재생을 가져올 수 있습니다. 이러한 접근법은 현재 동물 모델에서 평가되고 있지만, 앞으로 수년 내에 인간에 대한 임상 연구가 확실히 활성화 될 것입니다.
1964 년 북부 핀란드 스키 선수 인 Eero Mäntyranta는 오스트리아 인스부르크에서 개최 된 올림픽에서 올림픽 금메달 2 개를 획득하여 상대방에게 도움이되지 않도록 노력했습니다. 몇 년 후, Mantyranta는 적혈구 수에 대한 정상적인 피드백 조절을 저해하는 적혈구 증가 인자 유전자의 드문 돌연변이의 운반체였으며, 결과적으로 적혈구 증가를 결정하고 적혈구 증가를 25-50 % 증가 시키며 산소 수송 능력. 조직에 대한 산소량을 증가 시키면 피로에 대한 저항력이 증가합니다. Mantntranta는 모든 운동 선수가 원하는 것을 가지고있었습니다 : EPO. 미래의 운동 선수들은 맨티 란타 (Mäntyranta)에서 자연적으로 발생하는 유전 적 돌연변이의 효과를 모방 할 수있는 유전자를 체내에 도입 할 수 있으며 성과를내는 데 도움이 될 수 있습니다.
인슐린 유사 성장 인자 (IGF-1) 는 간과 근육에 의해 생성되며 그 농도는 인간 성장 호르몬 (hGH)의 농도에 따라 달라집니다.
스위니 (Sweeney)가 제안한 훈련은 IGF-I에 대한 수용력을 높이기 위해 '인공 위성'이라고 불리는 근육 전구 세포를 자극합니다.
[Lee S. Barton ER, Sweeney HL, Farrar RP, 2004]. 이 치료법을 운동 선수들에게 적용하는 것은 테니스 선수의 상완 근력, 주자 종아리 또는 복서 팔뚝을 강화시키는 것을 의미합니다. 이 요법은 효과가 목표 근육에만 국한되기 때문에 EPO보다 상대적으로 안전하다고 생각됩니다. 이 접근법은 앞으로 몇 년 내에 사람들에게 적용될 가능성이 높습니다.
기계적 성장 인자 (FGM) 인 인슐린 유사 성장 인자 -1 (IGF-1)의 아이소 폼 (isoform ) 은 예를 들어, 근육 운동. 이 단백질은 근육 성장을 자극하는 것 외에도 손상된 근육 조직을 복구하는 데 중요한 역할을합니다 (예 : 집중적 인 훈련이나 경쟁 후 발생).
MGF는 근육 조직에서 생성되며 혈액에서 순환하지 않습니다.
VEGF 는 혈관 내피의 성장 인자를 나타내며 새로운 혈관의 성장을 촉진하는데 사용될 수 있습니다. VEGF 요법은 허혈성 심장 질환이있는 환자에서 관상 동맥 우회로를 만들거나 말초 동맥 병증이있는 노인을 돕기 위해 개발되었습니다. VEGF를 암호화하는 유전자는 새로운 혈관의 성장을 촉진하여 더 많은 조직 산소 공급을 가능하게합니다.
지금까지 심장 허혈과 같은 질병에 대한 유전자 치료 실험이 수행되었다 [Barton-Davis ER et al., 1998; Losordo DW 외., 2002; Tio RA 외., 2005], 또는 말초 동맥 부전
[Baumgartner I et al., 1998; Rajagopalan S et al., 2003]. 이러한 치료법이 운동 선수들에게도 적용된다면 산소와 영양소가 조직으로 증가하지만 무엇보다 심장과 골격 모두 근육이 고갈 될 가능성이 있습니다.
VEGF는 이미 많은 임상 연구에서 사용되기 때문에 유전 도핑은 이미 가능할 것입니다!
근골격계 덩어리 의 정상적인 분화 는 생물체의 올바른 기능을 위해서는 근본적으로 중요합니다. 이 기능은 골격근의 성장 및 분화를 담당하는 단백질 인 미오 스타틴 (myostatin)의 작용으로 가능합니다.
이것은 근육 섬유에서 위성 세포의 증식을 억제하는 음성 조절 자 역할을합니다.
실험적으로, 미오 스타틴은 다른 포유류 모델에서 근육 발달을 억제하기 위해 생체 내 에서 사용 됩니다 .
미오 스타틴 은 근골격계와 심장계에서 모두 오토 크린과 파라 크린 (paracrine) 메커니즘을 통해 활동적입니다. 그것의 생리 학적 역할은 아직 명확하지 않지만 follistatin과 같은 미오 스타틴 억제제의 사용은 근육 질량의 극적이고 광범위한 증가를 일으킨다 [Lee SJ, McPherron AC, 2001]. 이러한 억제제는 Duchenne 근이영양증 [Bogdanovich S et al., 2002]과 같은 심각한 질병으로 고통받는 환자의 재생 상태를 향상시킬 수있다.
이 수퍼 피피 (supertopi)는 꼬리에 달린 무거운 무게로 계단을 오를 수있었습니다. 같은 해에 다른 세 연구 그룹은 일반적으로 "이중 근육"소라고 불리는 표현형이 미오 스타틴 코딩 유전자의 돌연변이 때문인 것으로 나타났다 [Grobet et al., 1997; Kambadur 등, 1997; McPherron & Lee, 1997].
최근 homozygous mstn - / - 돌연변이는 특별한 근육 질량을 개발 한 독일 어린이에게서 발견되었습니다. 돌연변이는 인간에서 미오 스타틴 발현의 억제 효과로 나타났다. 그 아이는 태어날 때 근육을 잘 발달 시켰지 만, 나이가 들어서 근육 질량의 발달도 증가했으며 4 세에 이미 3 킬로그램의 무게를 들어 올릴 수있었습니다. 그는 전직 프로 운동 선수의 아들이었고 그의 조부모는 많은 운명의 남성으로 유명했습니다.
엄마와 아이에 대한 유전 적 분석은 단백질 생성이 실패한 결과로 미오 스타틴 유전자의 돌연변이를 밝혀냈다 [Shuelke M et al., 2004].
이진진 (Se-Jin Lee)과 마우스의 실험에서 모두 근육은 횡단면 (비대)과 근원 섬유 (증식) 모두에서 성장했다 [McPherron et al., 1997].
통증 은 실제 또는 잠재적 인 조직 손상과 관련된 불쾌한 감각적이고 감정적 인 경험이며 그러한 손상의 측면에서 설명됩니다 [iasp]. 불쾌감으로 인해 통증의 감정을 무시할 수 없으며이를 담당하는 (유해한) 자극을 피하려고하는 대상을 유도합니다. 이 측면은 고통의 보호 기능을 구성합니다.
스포츠에서 강력한 통증 완화 약물 을 사용하면 운동 선수가 정상적인 통증 역치를 초과하여 훈련하고 경쟁 할 수 있습니다.
병변이 심각하게 악화되어 영구적 인 부상을 입을 수 있으므로 운동 선수의 건강에 심각한 위험을 초래할 수 있습니다. 이 마약을 사용하면 운동 선수가 정신 건강에 의존 할 수 있습니다.
법적 통증 완화제의 대안은 엔돌핀이나 엔케팔린과 같은 진통 성 펩타이드 를 사용하는 것입니다. 전임상 동물 연구는 이러한 펩타이드를 암호화하는 유전자가 염증성 통증의인지에 영향을 미친다는 것을 보여 주었다 [Lin CR et al., 2002; 스미스 O, 1999].
그러나 통증 완화를위한 유전자 치료법은 여전히 임상 적용과 거리가 멀다.
두 번째 부분 : 유전 도핑의 위험 "
편집자 : Lorenzo Boscariol
