Fakulteta za farmacijo, Univerza v Ljubljani
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 62

Lovro Žiberna PowerPoint PPT Presentation


  • 60 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Fakulteta za farmacijo, Univerza v Ljubljani. GENSKI DOPING. Lovro Žiberna. OPREDELITEV DOPINGA. Definicija po MOK [2000]: uporaba snovi ali metod, ki so potencialno škodljive za športnikovo zdravje in/ali lahko izboljšajo dosežke, ali

Download Presentation

Lovro Žiberna

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Lovro iberna

Fakulteta za farmacijo, Univerza v Ljubljani

GENSKI DOPING

Lovro Žiberna


Opredelitev dopinga

OPREDELITEV DOPINGA

Definicija po MOK [2000]:

  • uporaba snovi ali metod, ki so potencialno škodljive za športnikovo zdravje in/ali lahko izboljšajo dosežke, ali

  • prisotnost prepovedanih snovi v organizmu ali če je iz prisotne snovi v organizmu razvidna uporaba prepovedane tehnike.


Genska terapija

GENSKA TERAPIJA


Lovro iberna

Pričetek genske terapije leta 1990.


Genski doping

GENSKI DOPING

Definicija:

Neterapevtska uporaba genov, genskih elementov, celic ali modulacije genske ekspresije, katere cilj je izboljšati sposobnost športnika.

Gre za gensko “terapijo” na zdravem človeku.

Na prepovedani listi [WADA] od leta 2003.


Mo nosti uporabe

MOŽNOSTI UPORABE

  • Možnosti vgraditve umetnega gena v telesno celico:

  • direktna injekcija DNA v mišico (lokalna in vivo tehnika)

  • uporaba virusnega vektorja (sistemska ali lokalna in vivo tehnika)

  • vstavitev genetsko modificiranih celic (ex vivo tehnika)


Vektorji

VEKTORJI


Lovro iberna

ELEKTROPORACIJA

30V, 10 krat po 20ms pulzi.Insercija pCAGGS-Lac-Z plazmidne DNA kot vektorja za vnos tarčnega gena.


Lovro iberna

LIPOSOMI

LIPOSOMI


Lovro iberna

VIRUSNI VEKTORJI


Lovro iberna

EX VIVO princip genske terapije/dopinga


Eritropoetin

ERITROPOETIN


Lovro iberna

1997:

  • adenovirusni vektorji z genom za EPO i.m. v miške. Opazili so ↑c [Hb] in ↑ Ht iz 49% na 81%. Efekt je trajal >1 leto.

  • Podobno v opice: ↑ Ht iz 40% na 70%. Stabilno 90 dni.


Lovro iberna

2004:

  • AAV in vivo prenos gena za EPO

  • vbrizgali v skeletne mišice

    8 opic

  • Rezultati:

    4 opice: ↑ Ht do kritične meje

    4 opice: naglo upadanje c[EPO] -> huda anemija

    AVTOIMUNSKA REAKCIJA!


Lovro iberna

2004 (Nacionalni anti-doping laboratorij v Franciji):

  • gen za EPO injicirali v opice i.m.

  • razlike v strukturi med nativnim in novim eritropoetinom

  • post-translacijske modifikacije! (imunski odziv)

  • zaznava genskega dopinga


Igf 1

IGF-1

  • hiperplazija in hipertrofija miocitov skeletnih mišic

  • genska terapija: degenerativne mišične bolezni in ↑mišične moči pri starostnikih

  • s starostjo propadajo hitra mišična vlakna, podobno pri mišični distrofiji (hitreje, izraziteje)


Lovro iberna

  • Regeneracija miocitov:

  • intaktni distrofin

  • satelitne celice


Lovro iberna

  • AAV – IGF-1 i.m. mladim miškam: 15-30% povečanje mišične mase in ↑hitrosti pridobivanja mišične mase

  • enako na srednje starih miškah: ohranile povečano mišično moč v starosti. Enaka hitrost kontrakcije kot pri mladih miškah.

  • Transgenske miši: ↑ IGF-1 v skeletnih mišicah -> 20-50% večja mišična moč.


Lovro iberna

SIMULACIJA GENSKEGA DOPINGA:

  • V eno nogo i.m. vbrizgali AAV-IGF-1, drugo nogo pustili intaktno.

  • intenzivni 8-tedenski trening

  • Noga (AAV-IGF-1) je razvila 2x večjo mišično moč kot druga noga + izguba mišične moči počasneje po prenehanju treninga


Miostatin

MIOSTATIN

  • miostatin = inhibirajoči rastni faktor (GDF-8) član družine TGF-

  • omejuje prekomerno rast satelitnih celic -> mišičnih celic

  • embrionalni razvoj in v odrasli dobi

  • atrofija mišic ob zmanjšani funkcionalni potrebi

  • vloga pri nalaganju maščob


Lovro iberna

  • 1999: transgenske miši (“knock-out” za MSTN)

  • rezultati: hiperplazija in hipertrofija mišičnih vlaken -> “Shwarzenegger” ali “Mighty mouse”

  • živali: “double muscled” govedo. 2 pasmi: Belgian Blue, Piedmontese. Mutacija na MSTN: neefektivna oblika miostatina.


Lovro iberna

Starost : 7 mesecev

  • 2001: miši z intaktnim MSTN, vendar naknadno povzročili mutacije na tem genu. Podobni rezultati.

  • 2004: v Nemčiji diagnosticirali dečka z mutacijo MSTN. Mati imela mutacijo gena na enem kromosomu.

  • 2005: uporaba topnega activin type IIB receptor – molekula normalno na celicah, kamor se veže miostatin. Rezultati: do 60% povečanje mišične mase.


Lovro iberna

  • v letu 2005: zaenkrat ni še nobenih inhibitorjev miostatina na trgu

  • v fazi kliničnega testiranja: pripravek s protitelesi proti miostatinu

  • cilj za prihodnost: ustvariti manjše verzije miostatina brez signalnega dela molekule (genski prenos genskega zapisa)

  • uporaba: terapija mišične distrofije, genski doping


Lovro iberna

VEGF

Odgovoren za produkcijo novih žil - ANGIOGENEZA


Leptin

LEPTIN

  • Hormon, ki sodeluje pri regulaciji občutka lakote.

  • OB gen, OB-R gen

  • Za razliko od miši: pri debelih ljudi ponavadi ↑konc. leptina od normalne, v likvorju pa nižja

  • Motnja: pri vstopu leptina v cerebrospinalno tekočino, verjetno zaradi zmanjšane ekspresije OB-R –> manj receptorjev za leptin na endotelijskih celicah v možganih

  • Uravnavanje vnosa hrane in občutka za lakoto in sitost je izrazito kompleksno: NpY, CRH, monoaminski NT


Lovro iberna

1997: virusni vektor z genskim zapisom za leptin injicirali v miši -> upad telesne teže


Endorfin

ENDORFIN

  • Endogeni opioidi. Normalno izločata hipofiza in hipotalamus.

  • descendentne poti endogene analgezija

  • genski doping, lajšanje bolečin pri bolnikih s terminalnimi boleznimi


Ppar delta

PPAR delta

  • ustvarili transgenske miši z PPAR delta s povečano aktivnostjo

  • miši pričele izgubljati maščevje

  • remodeliranje skeletnih mišic:

  • - ↑ št. počasnih vlaken

  • -  št. hitrih vlaken

  • več mitohondrijev, večja kapaciteta aerobnega metabolizma


Lovro iberna

  • v miši aplicirali zdravilo GW501516, ki ga razvija GlaxoSmithKline. Je aktivator PPAR delta.

  • ugotovili podobne spremembe kot pri transgenskih miših

  • miši kljub dieti bogati z maščobami in nizki telesni aktivnosti niso pridobivale na telesni masi tako hitro kot kontrolna skupina

  • te miši so poimenovali “maratonske” miši:

    pretekle 1800m (kontrolna sk. : 900m), tek brez prekinitve 150 min (kontrolna sk. : 90 min)


Lovro iberna

  • ostale spremembe: povečana prekrvavitev, zvečana motorična inervacija skeletnih mišic,spremembe na srčni mišici

  • doping:

    - z zdravili povečevanje aktivnosti PPAR delta

    - prenos genskega zapisa za PPAR delta v telo z uporabo vektorjev (genski doping)


Portne po kodbe

ŠPORTNE POŠKODBE

  • rehabilitacijski programi, nove operativne tehnike

  • omejitve pri celjenju poškodb muskuloskeletnega sistema: ligamenti, tetive, meniski, sklepni hrustanec, kostnina.

  • biološki pristopi: terapija z rastnimi faktorji


Lovro iberna

  • izločajo celice na mestu poškodbe: fibroblasti, endotelijske celice, mezenhimske zarodne celice

    ali

  • vnetne celice (makrofagi, monociti)

  • delovanje: stimulacija celične proliferacije, migracije, diferenciacije in ↑sinteza ECM


Rekombinantna zdravila vs genska terapija

Rekombinantna zdravila vs. genska terapija

  • lokalna koncentracija pomembna

  • pri rekombinantnih proteinih: nizek razpolovni čas in vivo -> visoke doze in pogosta aplikacija

  • visoke koncentracije v plazmi: rast tumorjev, angiogeneza


Tkivno in enirstvo

Tkivno inženirstvo

  • razvoj bioloških substitutov za popravilo, rekonstrukcijo, regeneracijo ali nadomestilo tkiv

  • genska modifikacija tkiv

  • Uporaba mioblastov, katerim ex vivo vgradimo zapise za rastne faktorje in jih nato injiciramo lokalno. Ohranjena sposobnost diferenciacije: v mišico, ligament, kostnino ali meniskus.


Lovro iberna

SKELETNE MIŠICE

  • 10-55% vseh športnih poškodb

  • večje poškodbe: tvorba fibroznih brazgotin – slabijo mišično funkcijo, nastanek kontraktur, kronične bolečine

  • dobre rezultate: bFGF, BGF, IGF-1

  • pristopi z npr. AAV-IGF-1

  • meja med terapijo in dopingom?


Lovro iberna

KRIŽNA VEZ

(lig.ant. cruciatum)

  • pretrganje sprednje križne vezi – med najbolj pogoste poškodbe

  • kirurški poseg: rekonstrukcija

  • vez, da doseže polno stabilnost in moč potrebuje 3 leta

  • športniki bi naj vsaj 6 mesecev bili odsotni od tekmovanj


Lovro iberna

  • Lokalna ↑konc. PDGF-AB, EGF, bFGF – “ligamentizacija”

  • Genska terapija: virusni vektorji in vgradnja zapisov za rastne faktorje in citokine

  • Med operacijo ali predhodni odvzem tkiva (ex vivo)


Nevarnosti

NEVARNOSTI

  • Razdelitev:

  • 1) tveganje odvisno od vektorja

  • 2) tveganje odvisno od transgena

  • kontrolirano okolje - laboratorij

  • virus lahko pridobi patogenost v telesu

  • imunogenost virusnih proteinov – vnetja

  • naključna vgradnja genskega zapisa v genom -> prekinitev onkogena


Uspe nost genske terapije

Uspešnost genske terapije

  • ozdravili okoli 3000 pacientov

  • tragični zapleti

    1999 prostovoljec umrl pri genski terapiji deficience ornitin dekarboksilaze zaradi prekomernega imunskega odziva

  • avtoimunski zapleti pri opicah (EPO)

  • X-vezana huda kombinirana imunska deficienca: pri 2 nastanek T-celične levkemije. Retrovirusni vektor je vgradil transgen blizu onkongena LMO-2.


Lovro iberna

  • pomanjkljivo znanje o interakcijah med posameznimi geni

  • terapevtski geni se vedno ne vgradijo na ustrezno (predvideno) mesto

  • skoraj vedno prisotni simptomi podobni gripi: vročina, drgetanje, občutek mrzlice, občutek slabosti, neugodja, suh kašelj, izguba apetita, bolečine po telesu

  • kontaminacija: kemična ali biološka

  • nevarnost za razvoj novih oblik virusa – replikacijsko kompetentni virusi (RCV)

  • večkratno doziranje – imunski sistem


Nevarnosti epo

Nevarnosti - EPO

  • prekomerno izločanje eritropoetina: ↑eritrocitov (policitemija) in ↑viskoznost krvi –> TROMBOZA in obremenitev srčne mišice

  • AMI, možganska kap,periferne ishemije

  • Terapija: antikoagulativna +

    1. kateter in kontrolirana krvavitev ob hkratni infuziji fiziološke raztopine

    2. citofereza (izločijo se celice, ostale sestavine krvi nazaj)

  • Kontrola genske ekspresije!


Nevarnosti igf 1 blok miostatina

Nevarnosti – IGF-1,blok. miostatina

  • povečanje mišične moči za 20-40% v kratkem času

  • problem le pri starostnikih ali pri ljudeh z osteoporozo: lahko pride do zlomov na mestih, kjer se tetiva vrašča na kost

Nevarnosti – IGF-1 in VEGF

  • rastni faktorji v krvnem obtoku potencial iniciacije tumorske rasti


Tveganje za okolje

Tveganje za okolje

  • izločanje iz telesa genetsko modificiranih celic ali izločki, ki vsebuje vektorje z genskim insertom

  • v protokolu: kontrola krvi, blata, urina, sperme in sline.

  • genski doping izven kontroliranih razmer


Detekcija

DETEKCIJA

  • problem: preneseni geni identični človeškim

  • genetska “črtna koda”

  • lokalno injiciranje vektorjev v skeletne mišice – iskanje ostankov

  • preproste infekcije,npr. adenovirusi povzročajo 25% vseh prehladih obolenj


Lovro iberna

  • potrebno natančno vedeti, kam so bili geni vnešeni – “iskanje šivanke v senu”

  • 2004: strukturne razlike med proteini zaradi različnih post-translacijskih modifikacij

  • iskanje določenih proteinskih označevalcev – “screening” več sto proteinov naenkrat

  • PET in SPECT neinvazivne molekularne slikovne metode: detekcija specifične mRNA v tkivih, kjer je normalno ni. Hibridizacija s primerni antisense oligonukleotidnimi probami, ki so označene.

    RNAze H -> zato razvijajo peptidne nukleinske kisline


Hvala za pozornost

HVALA ZA POZORNOST!


  • Login