Ավելի դժվար է հայտնաբերել, քան EPO-ն, գենային դոպինգը ավելի քիչ հաղորդված ճակատ է մաքուր հեծանվավազքի համար պայքարում
Դոպինգի և հակադոպինգի պատմությունը նման է Wile E. Coyote-ին, որը հետապնդում է Road Runner-ին. անկախ նրանից, թե որքան մոտ է Wile E.-ն Road Runner-ին, վերջինս միշտ մեկ քայլ առաջ է: Սա ավելի շատ է թվում դոպինգի նոր, ստվերային անկյունի դեպքում, որը կարող է թվալ որպես գիտաֆանտաստիկ սցենար, բայց իրականում գոյություն ունի առնվազն երկու տասնամյակ. գենային (կամ գենետիկ) դոպինգ::
Սակայն, չնայած գենային դոպինգի արագ զարգացմանը, գենային դոպինգի փորձարկման նոր մեթոդաբանությունը կարող է կարևոր շրջադարձային կետ լինել արդյունավետության բարձրացման նպատակով գեների օգտագործման դեմ:
ADOPE (Արդյունավետության բարելավման առաջադեմ հայտնաբերում) ներկայացվել է Շոտլանդիայի Ստերլինգի համալսարանում սեպտեմբերի սկզբին և գենային դոպինգի դեմ շատ քիչ հայտնի թեստերից մեկն է::
Մեթոդը մշակվել է Նիդեռլանդների Դելֆտի տեխնիկական համալսարանի մի խումբ գիտնականների կողմից և այն կմրցի ավելի քան 300 այլ թիմերի դեմ 2018 թվականի Գենետիկորեն ինժեներական մեքենաների մրցույթում։ Մրցանակաբաշխությունը տեղի կունենա Բոստոնում, ԱՄՆ, հոկտեմբերի 28-ին:
Առաջինը առաջինը. ի՞նչ է գենային դոպինգը:
Գենային դոպինգը գենային թերապիայի «սխալ օգտագործումն» է արդյունավետության բարձրացման նպատակով: Մյուս կողմից, գենային թերապիան հիվանդությունների բուժման կամ կանխարգելման համար օգտագործում է գեներ, այլ ոչ թե դեղամիջոցներ կամ վիրահատություններ:
Թերապիան բաղկացած է արտաքին գենետիկական նյութի առաքումը հիվանդի բջիջներ: Գենետիկ նյութը, որը պարունակում է հատուկ արտահայտություն, որն ակտիվացնում է հիվանդության բուժման համար օգտագործվող սպիտակուցները, ներմուծվում է բջիջների մեջ՝ օգտագործելով արտաքին վեկտոր (սովորաբար վիրուս):
Եկեք, օրինակ, վերցնենք EPO-ն: Էրիթրոպոետինը` սպիտակուցը, որը խթանում է արյան կարմիր բջիջների արտադրությունը ոսկրածուծում և, հետևաբար, բարձրացնում է հեմոգլոբինի մակարդակը մարմնում և թթվածնի մատակարարումը հյուսվածքներին, սովորաբար արտազատվում է երիկամների կողմից:
EPO ներարկումները եղել են տխրահռչակ արդյունավետության բարելավում, որը հեծանվորդները չարաշահում էին մի քանի տարի, հատկապես 90-ականներին:
Այսօր, չնայած EPO-ի դրական դրսևորման դեպքերը դեռևս հաղորդվում են, այս պրակտիկայից խուսափելն ավելի դժվար է դառնում, քանի որ հակադոպինգային հսկողությունը կարող է բավականին արդյունավետ կերպով հայտնաբերել արտաքին EPO-ն մեր օրերում:
Այնուամենայնիվ, գենային դոպինգի այլընտրանքը, որը ուժեղացնում է EPO-ի արտադրությունը մարզիկի մեջ նոր գենետիկ նյութի ներդրման միջոցով, ի վերջո նման կլինի մարզիկի սեփական ֆիզիոլոգիայի բնական արտադրանքի և ոչ թե արգելված նյութի::
Չնայած գենային թերապիան դեռ օգտագործվում է միայն այն հազվագյուտ հիվանդությունների համար, որոնք բուժում չունեն (օրինակ՝ ծանր համակցված իմունային անբավարարությունը, կուրությունը, քաղցկեղը և նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունները), գիտնականները խոստովանել են, որ սպորտի աշխարհից մարդիկ դիմել են իրենց և խնդրել օգտագործել այս թերապիաները որպես իրենց սպորտային ելույթները բարձրացնելու միջոց:
WADA և գենային դոպինգ
Համաշխարհային հակադոպինգային գործակալությունը (WADA) կազմակերպեց առաջին սեմինարը՝ քննարկելու գենային դոպինգը և դրա սպառնալիքները 2002 թվականին, մինչդեռ պրակտիկան ընդգրկվեց WADA-ի անօրինական նյութերի և մեթոդների ցանկում հաջորդ տարի:
Այդ ժամանակից ի վեր WADA-ն իր ռեսուրսների մի մասը հատկացնում է գենային դոպինգի հայտնաբերմանը (ներառյալ գենային դոպինգի փորձագետների մի քանի խմբերի և խմբերի ստեղծում), իսկ 2016 թվականին իրականացվել է EPO գենային դոպինգի սովորական թեստ: Ավստրալիայում WADA-ի կողմից հավատարմագրված լաբորատորիայում՝ Ավստրալիայի սպորտային դեղերի փորձարկման լաբորատորիայում:
Այնուամենայնիվ, գենային դոպինգի փորձարկման մեթոդոլոգիաները կարող են աշխատատար լինել և պահանջում են որոշակի ԴՆԹ հաջորդականության լայն իմացություն իրական փորձարկման պրակտիկայի համար:
ADOPE-ի կողմից առաջարկված մեթոդը, մյուս կողմից, կենտրոնանում է նպատակային հաջորդականության վրա և համատեղում է մյուս մեթոդների շահավետ սկզբունքները պոտենցիալ ավելի արդյունավետ և նպատակային ձևով:
ADOPE թեստավորման մեթոդաբանություն
ADOPE թեստավորման մեթոդաբանությունը մշակվել է խոշոր եղջերավոր անասունների արյան վրա անցկացված թեստերի միջոցով և այն կառուցված է երկու փուլով. առաջինը նախաքննական փուլ է, որն ուղղված է պոտենցիալ գենային դոպինգային արյանը, իսկ երկրորդը ուղղված է կոնկրետ գենետիկական հաջորդականություններին: ստուգեք, արդյոք ԴՆԹ-ն իսկապես գենային դոպինգ է ստացել, թե ոչ:
«Նախաէկրանում, - բացատրում է Ջարդ Մեթենսը, TU Delft թիմի մարդկային պրակտիկաների մենեջերը, որը մշակել է ADOPE-ը, - մենք հետագայում զարգացնում ենք այսպես կոչված դեքստրինով ծածկված ոսկու նանոմասնիկների օգտագործումը գենային դոպինգի հայտնաբերման համար:
'Սկզբունքը հիմնված է այն փաստի վրա, որ ոսկու նանոմասնիկները առաջացնում են նմուշի աստիճանական քանակական գունային փոփոխություն, երբ այն պարունակում է «դոպինգ» ԴՆԹ:':
Որպեսզի աշխատեն և փորձարկեն «գենային դոպինգ ԴՆԹ»-ի վրա, բայց առանց մարզիկների կամ կենդանիների գենային դոպինգի անհրաժեշտության, TU Delft թիմը արհեստականորեն «կցեց» տավարի արյունը մի քանի լրացնող ԴՆԹ-ի հաջորդականությամբ:
Նրանց թեստերի նպատակն էր թիրախավորել և գտնել «գենով դոփված» հաջորդականությունները, որոնք նրանք ավելացրել էին արյան մեջ:
«Մենք օգտագործում ենք տավարի արյունը որպես մարդու արյան լավ փոխարինող, քանի որ սկզբունքը գործում է նույն կերպ», - բացատրում է Մեթենսը:
'Մեր թեստի համար մենք այս տավարի արյան մեջ ավելացնում ենք ԴՆԹ-ի մի քանի տեսակներ՝ տարբեր կոնցենտրացիաներով՝ ընդօրինակելու կոնցենտրացիայի զարգացումը ժամանակի ընթացքում՝ համաձայն այն, ինչ նախկինում մոդելավորել ենք մարդկանց համար:
'Այդ պահից մեր հայտնաբերման մեթոդը կլինի նույնը, և ԴՆԹ-ն, որը մենք ավելացրել ենք տավարի արյան մեջ, պետք է հայտնաբերվի մեր մեթոդով:':
Երբ հայտնաբերվում է պոտենցիալ գենով դոպավորված արյուն՝ դրա գույնի փոփոխության պատճառով, հաջորդում է թեստի երկրորդ փուլը՝ ուղղված արյան մեջ ավելացված հատուկ հաջորդականություններին:
«Այս նախնական զննումը ստուգելու համար, - շարունակում է Mattens-ը, - մենք օգտագործում ենք տեխնիկապես եզակի և նորարարական CRISPR-Cas – Transposase միաձուլման սպիտակուցը:
'Սա կարելի է դիտարկել որպես նանոմեքենա, որն ի վիճակի է հատուկ հայտնաբերել գենային դոպինգ ԴՆԹ-ում առկա հատուկ տարբերությունները':
CRISPR-ը կամ CRISPR-Cas9-ը (կամ գեների խմբագրումը) տարբեր և ավելի առաջադեմ տեխնիկա է, որը թույլ է տալիս գենետիկներին, որոնք օգտագործում են երկու մոլեկուլ՝ Cas9 կոչվող ֆերմենտը և ՌՆԹ-ի մի հատված, փոփոխություն առաջացնելու համար: մուտացիա) ԴՆԹ-ում։
Այս տեխնիկան նույնպես արգելվել էր WADA-ի կողմից 2018 թվականի սկզբից՝ որպես գենային դոպինգի ավելի առաջադեմ տեխնիկա, սակայն ADOPE-ի դեպքում CRISPR-CAS տեխնիկան օգտագործվում է մոդիֆիկացված ԴՆԹ-ն փոփոխելու փոխարեն գտնելու համար։
ADOPE-ի առանձնահատկությունը
Թեստավորման մոդելը, որը մշակվել է ADOPE-ի կողմից, հատուկ մշակվել և մշակվել է գենը հայտնաբերելու համար, որը թույլ է տալիս EPO արտադրել մարդու մարմնում, բայց քանի որ մեթոդոլոգիան շատ բազմակողմանի է, TU Delft-ի հետազոտողները պնդում են, որ դա կարող է լինել. «ընդլայնված է ցանկացած տեսակի գենային դոպինգ հայտնաբերելու համար:'
Ելնելով այն ցիկլի վրա, որի ընթացքում EPO-ն արդյունավետ է օրգանիզմում, ամենահավանական ժամանակը, երբ մարզիկները կդոպինգի կենթարկեն այս հատուկ գենի միջոցով, կլինի մրցումից շատ առաջ, բայց միևնույն ժամանակ, այլ գեներ, որոնք ուղղված են տարբեր սպիտակուցների և ֆիզիոլոգիական: բարելավումներ, կարող են շատ ավելի արագ ազդեցություն ունենալ:
Այդ իսկ պատճառով ADOPE-ը նպատակ ունի իրականացնել կանոնավոր հակադոպինգային թեստեր ամբողջ մարզումների և մրցարշավների օրացույցում:
Սակայն, քանի որ, այսպես կոչված, «առանց բջիջների ԴՆԹ»-ն, որը թիրախավորված է թեստերի արդյունքում, ակնկալվում է, որ մեզի մեջ շատ ցածր է (թեև առկա է նաև այստեղ), առայժմ ADOPE-ն աշխատում է միայն արյան նմուշների և դրա հայտնաբերման վրա: պատուհանը դեռ սահմանափակ է։
«Հիմնվելով 2011 թվականին Նի և ուրիշների կողմից ոչ մարդկային պրիմատների հետ փորձարարական թեստի վրա,- ասում է Մեթենսը,- մենք ակնկալում ենք, որ հայտնաբերման պատուհանը կլինի ընդամենը մի քանի շաբաթ:
'Մեթոդի հետագա զարգացումը կարող է նպաստել, որ նույն մեթոդը ապագայում նույնպես աշխատի մեզի համար:'
Տարբերությունը ADOPE-ի և այլ մոտեցումների միջև
«Մյուս գենային դոպինգ թեստավորման մոտեցումների մեծ մասը հիմնված է PCR-ի վրա հիմնված ռեակցիաների վրա [Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիա. տեխնիկա, որը ստեղծում է որոշակի ԴՆԹ-ի շրջանի պատճենները in vitro], որոնք ունեն բազմաթիվ թերություններ», - ավելացրեց Mattens-ը:
'Այս ռեակցիաները համեմատաբար աշխատատար են և պահանջում են նախկինում լայնածավալ գիտելիքներ ԴՆԹ-ի հաջորդականության վերաբերյալ: Ավելին, հակադոպինգային թեստավորման այս տեխնոլոգիաների օգտագործումը զգալիորեն մեծացնում է հայտնաբերումից խուսափելու հավանականությունը։'
Այլընտրանք, որոշ այլ փորձարկման պրակտիկաներ կենտրոնանում են ամբողջ գենոմի հաջորդականության վրա. այսինքն՝ բջիջում կամ օրգանիզմում առկա ամբողջ գենետիկական նյութը։
Բայց այս մոտեցման բացասական կողմն այն է, որ պետք է հաշվի առնել գենոմի ամբողջ հաջորդականությունը, որը ժամանակատար է, անարդյունավետ և կարող է դիտվել նաև որպես մարզիկների անձնական կյանքի ոտնձգություն:
«Մեր մոտեցումը, - ասում է Mattens-ը, - կենտրոնանում է նպատակային հաջորդականության վրա, որը համատեղում է երկու մոտեցումների շահավետ սկզբունքները փոխլրացնող ձևով:
'Այն օգտագործում է PCR-ի յուրահատկության սկզբունքը, սակայն այն պահանջում է տրանսգենի վրա միայն մեկ թիրախային տեղամաս (բայց որոնման համար պահանջվում է բազմաթիվ տեղամասեր), ինչը զգալիորեն նվազեցնում է հայտնաբերումից խուսափելու հավանականությունը:
'[ADOPE]-ն օգտագործում է ամբողջ գենոմի հաջորդականության հաջորդականության սկզբունքը, սակայն ավելի արդյունավետ և նպատակաուղղված կերպով՝ կտրուկ նվազեցնելով տվյալների քանակը:
'Արդյունքում մենք հավատում ենք, որ նպատակային հաջորդականությունը շատ ավելի լավ մոտեցում է և գենային դոպինգի հայտնաբերման ապագան:'
