Szteroidok helyett génszerkesztéssel doppingolhatnak a jövő sportolói

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

A teljesítményfokozók évezredek óta kísérik az olimpiák történetét. Bár az ókori görögök még nem szteroidokkal vagy 3D-nyomtatással felturbózott birkózódresszel pörgették csúcsra magukat, hanem hallucinogén gombákkal, borral vagy éppen szezámmaggal próbálkoztak, nem is tiltották a különféle doppingszerek fogyasztását. Később a modern orvostudomány hajnalán Charles-Édouard Brown-Sequard életelixírje lett az első ismert gyógyital, amit az amerikai profi sportolók a 19. században doppingszerként használtak. A főzet kutyák, nyulak, bárányok, tengerimalacok és más állatok ivarmirigyeiből kinyert tesztoszteront tartalmazott.

Manapság, ugyanúgy, mint eddig, a sportolók az orvostudomány és a technológia együttes fejlődését tükröző, legális és illegális teljesítményösztönzőkkel próbálnak még gyorsabban futni, még magasabbra ugrani, még pontosabban célba lőni. Orvosi analitikai eszközök és az élettani paramétereket edzés közben szondázó szenzorok segítik az egyre precízebb és személyre szabottabb felkészülést, különféle csodaruhák és -cipők gondoskodnak a még áramvonalasabb testről és a még rugalmasabb mozgásról, és persze az illegális doppingszerek sem koptak ki a pályáról. A tokiói olimpián eddig három sportoló – egy grúz súlylökő, egy nigériai és egy kenyai sprinter – doppingtesztje lett pozitív, a Nemzetközi Doppingellenes Ügynökség (WADA) pedig óriási vitát generált, amikor egy pozitív THC-teszt miatt eltiltotta Sha’Carri Richardsont a részvételtől. 

Még nem volt példa rá, de már betiltották

De mi a helyzet a génmódosítással? A WADA nagyon is tart tőle, amit az is mutat, hogy a szervezet már 2003 óta tiltja a génmódosítást és a génterápiát, ha megvan benne a sportteljesítmény fokozásának potenciálja. 2018 óta felkerült a feketelistára a génmódosított sejtek és a genomszekvenciák vagy a génexpresszió bármilyen mechanizmussal történő megváltoztatása, beleértve a génszerkesztést, a géncsendesítést – vagyis adott fehérje termelésének szabályozását a genetikai kód átírása nélkül, mikroRNS-ek segítségével – és a különféle géntranszfer-technológiák használatát.

A doppingellenes ügynökség eddig egy sportolónál sem talált genetikai doppingra utaló nyomokat, annak ellenére, hogy tíz évig is megőrzi a sportolóktól vett mintákat, és ismételt vizsgálatnak vetheti alá őket. Arra számos példa akadt már, hogy a WADA korábbi olimpiákon szereplő sportolók mintáiban utólag kimutatta valamilyen doppingszer nyomait. A genetikai dopping esetén azonban egyelőre túl sok a nyitott kérdés: nem világos, pontosan hogyan tudnák teljesítményfokozásra használni a sportolók, mi történne, ha ezt mégis megtennék, és hogyan bukkanhatnának a géndopping nyomára a hatóságok. Ráadásul mivel államilag támogatott programokon keresztül szervezett formát is ölthet a doppingolás, a méregdrága génterápiás módszerek nagy valószínűséggel előbb válhatnak elérhetővé egy kiterjedt hálózatnak, mint egy-egy sportolónak. Kérdés, hogy tart-e ennek a közelében a technológia.

A CRISPR sötét oldala

Az utóbbi évek egyik legizgalmasabb és legjobban fejlődő területe a génszerkesztés, azon belül is a CRISPR technológia térhódítása. Jelentőségét az is mutatja, hogy 2020-ban Jennifer A. Doudna amerikai és Emmanuelle Charpentier francia kutatók nyerték el a kémiai Nobel-díjat a CRISPR/Cas9 genetikai olló kifejlesztéséért. Idén június végén amerikai kutatók pedig már egy olyan tanulmányt publikáltak, amelyben az eljárással sikerült egy ritka genetikai eredetű betegség, a transztiterin amiloidózis kezelése, ráadásul bebizonyították, hogy a CRISPR/Cas9 injekció formájában is bejuttatható a véráramba. Ez rengeteg akadályt megszüntet a génszerkesztés gyakorlati alkalmazása előtt.

Greg Neely, a Sydney Egyetem funkcionális genomikával foglalkozó szakértője úgy vélte, hogy épp a CRISPR lehet a genetikai dopping legvalószínűbb módja. Egerekkel és sejtekkel végzett kísérletei azt mutatták, hogy a CRISPR/Cas9 segítségével sokkal egyszerűbb kiiktatni egy gént és precízen újraprogramozni egy nukleotidot, mint bázisszerkesztéssel – ez a módszer a DNS vágása helyett az egyik DNS-bázist közvetlenül egy másikká változtatja át a gén többi részének károsítása nélkül – vagy az újnak számító prime editing technológiával, amely a DNS mindkét szálának elvágása helyett csak az egyiket módosítja. Neely szerint mindenesetre ezeknek a technológiáknak a jelenlegi, alacsony hatékonysága miatt – a CRISPR, bázisszerkesztés vagy prime editing módszerrel megszerkesztett géneket csupán a sejtek töredéke tartalmazza – nehéz megjósolni, pontosan melyik módszer válik majd be a genetikai doppingra.

Már Tokióban is?

Egyes szakértők szerint a tokiói olimpián még nincsenek genetikailag doppingolt sportolók, ugyanakkor a közeljövőben ez a kérdés az embriók génszerkesztésének etikai vitájához hasonlóan, konkrét példán keresztül robbanhat be a köztudatba. 

Mario Thevis, a kölni Testnevelési Egyetem doppingmegelőzéssel foglalkozó kutatója nemrég olyan tesztet mutatott be, amelyik egerekben akár nyolc órán át is képes kimutatni a CRISPR/Cas9 génszerkesztésnél használt Cas9 fehérje jelenlétét. Véleménye szerint nem zárható ki annak lehetősége, hogy a tokiói játékokon bemutatkozó sportolók már most is használják doppingolásra a CRISPR technológiát. Thevis szerint a génszerkesztési stratégiák elérhetők és vissza lehet élni velük, bár a módosítás nyilvánvalóan egy sor ismert és ismeretlen kockázattal jár.

A 100 méteres síkfutásban döntőesélyes nigériai Blessing Okagbarénak pozitív lett a doppingtesztje a tokiói olimpián. Rajta kívül a sprinter kenyai Mark Otieno és a grúz súlylökő, Benik Abramjan bukott le tiltott szteroidok miatt.Fotó: ULRIK PEDERSEN/NurPhoto via AFP

Hogyan működne a genetikai dopping?

Szakértők szerint a lehetséges módszerek közé tartozik, hogy génszerkesztéssel megváltoztatják a vérben található, őssejtekhez hasonló progenitor sejteket, ami fokozott vörösvérsejt-termeléshez vagy a hemoglobin oxigénszállítási hatékonyságának megváltoztatásához vezethetne, megemelve a véroxigénszintet és így a teljesítmény is. Ezzel lényegében hasonló eredményt lehetne elérni, mint a sportolók által használt más, illegális módszerekkel – például a megnövelt hemoglobinszámú vér transzfúziójával, hipoxiás kezeléssel vagy az eritropoietin (EPO) nevű készítménnyel.

Egy másik elméleti lehetőség a genetikai dopping használatára, ha a CRISPR módszerrel ki lehetne kapcsolni a miosztatin nevű gént, amely ismert izomsejtnövekedés-gátló tulajdonságokkal bír. Nincs bizonyíték rá, hogy a sportolók közül bárki is próbálkozott volna bármelyik módszerrel, és jelenleg egyáltalán nem biztos, hogy bármelyik révén előnyt tudnának szerezni. Sőt, ezek a módszerek olyannyira gyerekcipőben járnak, hogy megjósolhatatlan és a legrosszabb esetben visszafordíthatatlan egészségkárosító hatásuk lehet. 

Például miközben a tudósok tisztában vannak azzal, hogy a miosztatin-mutációkkal születettek hajlamosabbak nagyobb izomzatot növeszteni, ez természetesen előforduló genetikai háttérrel történik, ahol a sejtek száz százalékában ugyanazok a gének szerepelnek. Egy genetikailag doppingolt sportoló azonban csupán töredéknyi génszerkesztett sejttel rendelkezne, amelyek mozaikszerűen jelennének meg a vérben vagy az izomzatban. Ezen kívül fogalmunk sincs, hogy a vágyott tulajdonságot hordozó gének hogyan bontanák meg testünk finomra hangolt egyensúlyi helyzetét. Sőt, még ha sikerülne is egy célzott gént megváltoztatni, Josef Penninger, a Brit Columbia-i Egyetem molekuláris immunológusa szerint akkor is bajban lennénk, mivel a teljesítményfokozáshoz legtöbbször valószínűleg 10-20-féle gént kellene egyidejűleg megváltoztatni. 

Továbbfeszített egyenlőtlenségek és doppingolt embriók

Bowman szerint a génszerkesztés ígérete a társadalmi egyenlőtlenségek kérdését is felveti, hiszen rengeteg sportoló nem engedheti meg magának az általában méregdrága kísérleti CRISPR-kezeléseket. Ahogy a gazdagabb országok sportolói jobb diétához, nevesebb edzőkhöz és professzionálisabb edzéstervekhez juthatnak hozzá, nagy valószínűséggel ők lennének a genetikai dopping első számú kedvezményezettjei is. Már ha a kockázatok ismeretében beszélhetünk pozitív hatásokról.

És bár önmagában a felnőttek genetikai doppingja is rengeteg kérdést vet fel, kutatók szerint még ennél is problémásabb az embriók genomjának potenciális hekkelgetése. Egyrészt ezeket a változtatásokat lehetetlen lenne észrevenni a már felnőtt sportolókon, ugyanis ha biztonságosan és a nem kívánt genetikai változtatásokat elkerülve el lehetne végezni a génszerkesztést, a születendő gyermeknél úgy tűnne, mintha feltuningolt génjei a természet adományai lennének. Másrészt a felnőttek megszerkesztett génjeihez képest az embriókorban elvégzett változtatások továbböröklődnének a jövő generációkra, és teljességgel lehetetlen lenne megjósolni, milyen hatásokkal járnának.

A tudósok többsége szerint pontosan emiatt lenne szükség megfelelő szabályozásra. Bowman szerint ugyanakkor a génszerkesztés szabályozására nem lesz globálisan egységes keretrendszer: néhány ország szigorúbban, mások lazábban kezelik majd a kérdést. Így elképzelhető, hogy azok a sportolók, akik igyekeznek genetikai módszerekkel kitolni határaikat, a lazább szabályozást bevezető országokba vándorolnak. 

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: