Doping Genético A discussão sobre o doping genético teve

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1 capítulo155 Doping Genético discussão sobre o doping genético teve início em junho de 2001, em um encontro da Gene Therapy Working Group promovido pelo COI. Nesse encontro, cujo tema foi Terapia Gênica e seu futuro impacto no esporte, o comitê declarou que a terapia gênica, além da sua importância no tratamento e prevenção de doenças, tem um grande potencial para mau uso nos esportes, e que formas de detecção do doping genético devem ser desenvolvidas e aplicadas. Em 2004, a editora chefe da revista Molecular Therapy publicou em editorial que, se nas olimpíadas de tenas (2004) histórias de doping genético possam ter sido apenas ficção científica, em Pequim (2008) possivelmente não mais serão. No início de 2003 o doping genético entrou na lista de métodos proibidos do COI, e em 2004 a WD definiu doping genético como o uso não terapêutico de células, genes, elementos genéticos ou a modulação da expressão gênica, que tenham a capacidade de melhorar o desempenho esportivo. té o presente momento não há registro de nenhum caso de atleta que tenha feito uso desse tipo de manipulação. De fato, a terapia gênica é uma modalidade terapêutica médica ainda extremamente imatura, incipiente e basicamente experimental. Isso pode ter sido um importante motivo para que nenhum atleta fizesse uso do doping genético até então. Por outro lado, considerando que ainda não existem meios de controle e detecção do doping genético, e que, teoricamente, já é possível empregar essa tecnologia em seres humanos e outros animais, ninguém pode afirmar com segurança que nenhum atleta tenha já o tenha experimentado. Terapia gênica terapia gênica é uma nova modalidade terapêutica da medicina. Trata-se de um conjunto de técnicas ainda incipiente e em fase apenas inicial de experimentação, mas que nos permite vislumbrar a possibilidade de cura para doenças consideradas incuráveis, como as de origem predominantemente genética e/ou hereditária (como exemplo podem ser citadas: distrofias musculares, fibrose cística, fenilcetonúria, cânceres, disfunção endotelial, entre outras). Uma boa definição de terapia gênica é a transferência de material genético para células humanas, com o objetivo de prevenir ou tratar doenças. Esse tipo de abordagem terapêutica baseia-se no envio de material genético, via vetores, para dentro de células-alvo (geralmente o material enviado é DN, embora RN também possa ser utilizado), mais especificamente para o núcleo das células, lugar no qual esse DN pode ser transcrito e posteriormente traduzido à sua proteína correspondente que, em última análise, é

2 o produto funcional do material genético introduzido. Dessa forma é possível compensar a falta de uma proteína (nos casos em que o paciente apresenta deleção completa do gene) ou a falta de uma proteína funcional (nos casos em que o paciente apresenta mutações ou deleções parciais que resultam em uma proteína truncada nãofuncional). Para que o material genético de função terapêutica chegue ao núcleo das células-alvo, é necessária a utilização de um vetor. Os mais utilizados são os vírus (geralmente adenovírus ou retrovírus), embora lipossoma, células geneticamente modificadas e injeção direta no tecido também sejam meios possíveis de se introduzir o material genético. É evidente que os vírus usados como vetor são modificados em laboratório, e todo o procedimento é rigorosamente controlado. Os seus genes patogênicos são retirados ou modificados e o(s) gene(s) terapêutico(s) é(são) inserido(s) em seu genoma. ssim o vírus mantém sua capacidade de reconhecimento, adesão e invasão da célula, bem como de utilizar a maquinaria molecular da célula do hospedeiro para expressar seus genes e produzir suas proteínas. O resultado de tal procedimento é a produção das proteínas terapêuticas sem que haja produção das proteínas que conferem virulência ao vírus. Uma revisão de 2006 afirma que cerca de 3000 pacientes já receberam algum tipo de terapia gênica. Diversas doenças foram tratadas, incluindo disfunções endoteliais ligadas à doença coronariana, hemofilia, imunodeficiência e cânceres. De um modo geral a terapia gênica tem trazido bons resultados, e seus efeitos colaterais parecem ser reduzidos a um número pequeno de pacientes, o que é um indicativo animador da segurança do tratamento. De qualquer forma, os cuidados que devem ser tomados com esses procedimentos, bem como os testes de certificação da segurança das preparações são muitos, e muito rigorosos. pesar disso, restam ainda muitas dúvidas a respeito dos efeitos colaterais da terapia gênica. De certo que a introdução de organismos geneticamente modificados gera uma grande incerteza, especialmente se for levado em conta o potencial mutagênico dos vírus. inda assim, os efeitos menos conhecidos dizem respeito à expressão em longo prazo dos genes introduzidos e à falta de controle da expressão de tais genes. Outro ponto muito importante é a possibilidade (ainda que pequena) de modificação não apenas das células somáticas, mas também das germinativas. Isso poderia ser catastrófico, uma vez que a mutação seria repassada às futuras gerações, de modo que seriam introduzidas pessoas com modificações genéticas no ambiente, e facilmente o controle da freqüência desse gene na população seria perdido. É exatamente por esse motivo que não é permitida a terapia gênica em células da linhagem germinativa. Embora esses questionamentos estejam todos no campo da especulação, nenhum deles pode ser ainda completamente descartado, e discussões do ponto de vista da ética e moral são pertinentes a essa problemática. Terapia gênica e doping genético inda que esteja sendo desenvolvida com o propósito de tratar doenças graves, a terapia gênica tem um imenso potencial de abuso entre atletas saudáveis que queiram melhorar o desempenho. despeito dos potenciais riscos e das incertezas quanto a sua segurança, relatos indicam que certa parcela dos atletas de elite gostariam de se sujeitar a pesquisas com terapia

3 gênica. O interesse que esse tipo de abordagem desperta no meio esportivo não se reduz apenas à melhora da performance, mas inclui também aplicações terapêuticas para o tratamento de lesões em tecidos de difícil regeneração, como tendões, cartilagens e ligamentos. Vale lembrar que lesões dessa natureza são muito comuns entre atletas, e que são importantes causas de encerramento precoce da carreira esportiva e de afastamento prolongado de treinos e competições. Nesses casos, a terapia com genes que codificam fatores de crescimento poderia resultar em melhor regeneração tecidual. tualmente isso está sendo testado em animais, e talvez dentro de alguns anos comece a ser testado em humanos. Os mais importantes genes candidatos a serem utilizados de forma abusiva e ilícita por atletas são: eritropoietina; GH e IGF-1 (e outras somatomedinas); VEGF; inibidores da miostatina (folistatina e outros); endorfinas e encefalinas; leptina; Eritropoietina PPR delta (Peroxisome Proliferator ctived Receptor delta). Conforme discutido em detalhes na seção 124 do capítulo 788, a eritropoietina é uma proteína produzida nos rins cujo principal efeito é o estímulo da hematopoiese. Logo, uma cópia adicional do gene que codifica a eritropoietina aumenta a produção de hemácias, de modo que a capacidade de transporte de O para os tecidos fica 2 aumentada. Portanto, esse tipo de doping seria especialmente ergogênico para atletas de endurance. Pesquisas com ratos e macacos conseguiram com sucesso transferir uma cópia adicional do gene da eritropoietina. Como conseqüência, o hematócrito dos animais subiu para valores próximos de 80%! (lembre-se que o normal gira em torno de 40%). Isso obviamente pode representar um risco sério de comprometimento da função cardiovascular, incluindo dificuldade de manutenção do débito cardíaco e da perfusão tecidual, devido ao substancial aumento da viscosidade sangüínea. lém disso, foi relatada anemia severa em alguns animais por causa de uma resposta auto-imune à transferência do gene extra. Esses relatos levantam sérias dúvidas quanto à real possibilidade de uso da transferência do gene da eritropoietina em pessoas saudáveis, como os atletas. IGF-1 e GH Em animais de experimentação, a introdução por vetor de adenovírus do gene que codifica a proteína IGF-1 leva a sua superexpressão, o que, por sua vez, leva ao aumento da síntese protéica na musculatura esquelética. Isso foi observado tanto nos animais que foram submetidos ao treinamento de força quanto naqueles que não foram. Quando a introdução do gene extra IGF-1 foi combinada com o treinamento de força, o ganho na massa muscular (hipertrofia) e o desenvolvimento da força foram maiores do que os observados nos animais que apenas treinavam força (e não superexpressavam IGF-1) e nos que apenas superexpressavam IGF-1 (e não treinavam força). Veja detalhes dos resultados desse estudo na figura 132.

4 40 50 massa muscular % força tetânica % CON IGF TF IGF+TF CON IGF TF IGF+TF Figura 132. Comparação entre os grupos CON (controle), IGF (superexpressão de IGF-1), TF (treinamento de força) e IGF+TF (superexpressão de IGF-1 combinada com treinamento de força) em relação ao ganho de massa muscular (acima) e à capacidade máxima de produção de força (abaixo). Note que a superexpressão de IGF-1 resultou em ganhos de força e massa muscular semelhantes ao grupo que treinou força, e que a superexpressão de IGF-1 potencializou os efeitos do treinamento de força. (daptado de Lee et al. Journal of pplied Physiology, 96: , 2004.) Pode-se dizer, então, que a superexpressão de IGF-1 pode potencializar em grande magnitude as respostas musculares ao treinamento físico, em especial ao treinamento de força. Essa exacerbação das adaptações pode ser especialmente interessante para aqueles atletas cujas modalidades esportivas requerem força e hipertrofia muscular. Em vista do sucesso obtido em estudos com animais e da aparente segurança da terapia gênica com IGF-1, é possível que dentro de poucos anos ela já seja factível em humanos. Isso, obviamente, poderá ser utilizado por atletas que buscam melhorar sua performance, mas poderá ser também utilizado por pessoas portadoras de doenças musculares graves, como a distrofia muscular de Duchéme e outras. Teoricamente o doping genético com GH levaria a efeitos bastante semelhantes aos produzidos por IGF-1, haja vista que a ação do GH é mediada pelo próprio IGF-1. Portanto, pode-se esperar que o doping genético com GH produza ganhos de força e hipertrofia muscular. inda não é possível precisar em que magnitude ocorreria tais aumentos, mas é provável que os riscos envolvidos com a inserção do gene do GH e do IGF-1 estejam relacionados com o desequilíbrio do eixo hipotálamo-hipofisário e principalmente com o aumento da chance de ocorrência de cânceres diversos. VEGF O VEGF (do inglês Vascular Endotelial Growth Factor, ou Fator de Crescimento do Endotélio Vascular) é uma proteína que, como o próprio nome sugere, desempenha um importante papel no crescimento do endotélio vascular, na angiogênese e vasculogênese. terapia gênica com VEGF é uma das poucas já utilizadas em seres humanos. introdução do gene que codifica a VEGF em pacientes com disfunção endotelial responsável por quadros de doença arterial coronariana e doença arterial periférica (também conhecida como claudicação intermitente) tem produzido bons resultados, com boa formação de novos ramos vasculares e até formação de bypass (ramos vasculares alternativos que permitem o desvio do fluxo sangüíneo de uma região vascular obstruída,

5 o que evita isquemia e até mesmo morte tecidual). Estudos que bloquearam a miostatina com Em atletas, a inserção vetorial do VEGF proteínas como a folistatina encontraram um poderia produzir vasculogênese. Dessa maneira, o grande efeito positivo sobre o crescimento da fluxo sangüíneo para todos os tecidos seria musculatura esquelética, resultado do aumento no aumentado, tamanho das fibras (hipertrofia) e no número das assim como sua oxigenação e nutrição. Considerando que isso ocorra em tecidos fibras como a musculatura esquelética e a cardíaca, conteúdo de gordura intramuscular e de tecido pode-se esperar aumento da produção energética, conectivo. diminuição da produção de metabólitos e o retardo demonstraram da negativa que a miostatina desempenha sobre o fadiga. tletas de endurance seriam, (hiperplasia), além Outros a de diminuição trabalhos importância muscular. da Tanto do também regulação teoricamente, os mais interessados na terapia crescimento ratos que gênica com inserção do VEGF. superexpressavam um inibidor da miostatina Uma vez que esse tipo de terapia já está (folistatina) como bovinos nocaute para o gene da sendo utilizado em seres humanos com fins miostatina (ou seja, que não apresentavam e terapêuticos, o doping genético envolvendo o tampouco expressavam o gene) apresentaram VEGF já poderia ser empregado atualmente de crescimento enorme da musculatura esquelética, maneira ilícita para melhorar o desempenho conforme pode ser observado nas figura 123. esportivo. Inibidores da miostatina (folistatina) O gene da miostatina codifica uma proteína que exerce um efeito regulador muito importante no crescimento da fibra muscular, tanto a cardíaca quanto a esquelética. Na verdade, a miostatina é um regulador negativo da hipertrofia muscular. B B Figura 123. Exemplos da importância da regulação negativa que a miostatina cumpre sobre o crescimento da musculatura esquelética. Figura : fotos de bovinos nocaute para o gene da miostatina. Figura B: fotos de um rato em que o gene da folistatina, um inibidor da miostatina, foi inserido e superexpresso (à direita) em comparação com um rato controle (à esquerda). Em ambos os casos, observe a quantidade enorme de massa muscular desenvolvida.

6 Em humanos a miostatina desempenha a mesma função. Há um relato na literatura de um garoto que apresentou uma deleção espontânea do gene da miostatina e, a exemplo do que foi mostrado em outros animais, desenvolveu quantidade muito grande de massa muscular (veja a figura 124). possível controlar a expressão do gene transferido artificialmente e, por conseqüência, talvez não seja possível controlar o crescimento de massa muscular. Os efeitos que isso teria o músculo cardíaco, incluindo seu impacto sobre todo o sistema cardiovascular, são bastante obscuros e preocupantes. Por outro lado, é muito provável que o crescimento muscular exagerado não acompanhado pelo crescimento ósseo e tendíneo represente uma sobrecarga muito grande a esses tecidos, o que, por sua vez, pode aumentar o número de lesões e a gravidade das mesmas. recém-nascido 7 meses de idade Figura 124. Fotos de uma criança do sexo masculino com deleção do gene que codifica a miostatina. À esquerda, o garoto pouco tempo depois do nascimento, e à direita aos 7 meses de idade. Repare o grande quantidade de massa muscular, o que demonstra a importância da miostatina na regulação negativa da síntese protéica na musculatura. (daptado de: Schuelke et al. Brief Report: Myostatin Mutation ssociated with Gross Muscle Hypertrophy in a Child, New England Journal of Medicine, 350: , 2004). Do ponto de vista terapêutico, a introdução de genes cujos produtos são capazes de bloquear a miostatina tem sido considerada como uma boa esperança para o futuro tratamento de distrofias musculares graves. Contudo, é evidente que esse tipo de terapia seja uma das mais promissoras para uso ilícito no esporte, já que o grande ganho de massa muscular pode ser decisivo para o desempenho em inúmeras modalidades. lém dos riscos inerentes a qualquer tipo de terapia gênica, o uso do doping genético que tem como alvo a miostatina pode ser potencialmente danoso ao atleta. Isso porque talvez não seja Endorfinas e encefalinas O uso da terapia gênica com os genes da endorfina e encefalina poderia melhora o desempenho esportivo pela diminuição da sensação de dor, a qual poderia estar associada tanto a algum tipo de lesão que possa impedir um atleta de treinar e competir, como à fadiga e ao excesso de treinamento. De fato, as drogas analgésicas estão entre as mais consumidas por atletas, o que indica o possível interesse pela inserção desses genes. Tanto a endorfina quanto a encefalina são peptídeos endógenos de atividade analgésica. Estudos em animais demonstraram que esse tipo de terapia gênica foi capaz de diminuir a percepção de dor inflamatória. Entretanto, devido à grande carência de informações na literatura, é provável que o doping genético envolvendo endorfinas e encefalinas ainda esteja longe de realmente acontecer. Leptina leptina, hormônio peptídico produzido principalmente no tecido adiposo cuja principal ação está relacionada ao controle da sensação de fome e saciedade, redução do consumo alimentar e conseqüente perda de peso, também é um

7 candidato para abuso em terapia gênica e doping genético. Veja discussão mais detalhada sobre leptina no capítulo 0,52/0,12. Em 1997 um estudo demonstrou que a introdução do gene leptina por vetor viral produzia significativa perda de peso em ratos. Em contrapartida, talvez o mesmo fenômeno não seja observado em humanos, já que indivíduos obesos, os quais apresentam elevada concentração plasmática de leptina, não têm apetite reduzido. Essa resistência à ação da leptina pode representar um importante obstáculo para a terapia gênica com esse hormônio. lém disso, diferentemente dos modelos animais, o comportamento alimentar humano depende de um sem número de variáveis, incluindo outros peptídeos e fatores de ordem psicológica, social e cultural. PPR-delta s proteínas da família dos PPRs atuam como fatores de transcrição de genes envolvidos no metabolismo de carboidratos e lipídeos. Primeiramente elas foram descobertas desempenhando papel na síntese de peroximssomos, e por esse motivo foram batizadas de peroxissome proliferator-actived receptors. Existem diversas proteínas PPR, mas a que apresenta, pelo menos do ponto de vista teórico, maior potencial para abuso em doping genético é a PPR-delta. PPR-delta é uma reguladora chave do processo de oxidação de lipídeos (denominado de â-oxidação). tuando no fígado e no músculo esquelético, ela estimula a transcrição de inúmeros genes cujos produtos participam da â-oxidação. PPR-delta também está relacionada com a dissipação de energia na mitocôndria que ocorre por meio da UCPs (uncoupled proteins, ou proteínas desacopladoras, que reduzem o gradiente de prótons no espaço intermembranar da mitocôndria, diminuindo a produção de TP na cadeia respiratória), de modo que sua ação leva à diminuição da produção de energia. Como resultado, a PPR-delta diminui a quantidade de tecido adiposo, reduz o peso corporal e aumenta a termogênese. Essa é, portanto, uma das justificativas para o possível interesse de atletas em usar doping genético com PPR- delta. Outro motivo para o possível interesse em utilizar o PPR- delta como doping genético é o seu provável papel na conversão de fibras musculares do tipo II em fibras do tipo I. Portanto, atletas cujas modalidades não dependem da força, mas exigem que o atleta se mantenha com baixo peso e baixo percentual de gordura (como maratonistas, ginastas, patinadores e etc.) seriam potencialmente os mais interessados na transferência do gene PPR- delta. Referências bibliográficas zzazy HME, Mansour MMH, Christenson RH. Doping in the recombinant era: strategies and counterstrategies. Clin Biochem, 38: , Diamanti-Kandaraskis E, Konstantinopoulus P, Papailiou J, Kandaraskis S, ndreopoulus, Sykiotis G. Erytropoietin abuse and erytropoietin gene doping. Sports Méd, 35(10): , Haisma HJ, de Hon O. Gene doping. Int J Sports Méd, 27: , Lasne F, Martin L, de Ceaurriz J, Larcher T, Moullier P, Chenuaud P. Genetic doping with erythropoietin and cdn in primate muscle is detectable. Molecular Therapy, 10(3):409-10, Unal M, Unal, DO. Gene doping in sports. Sports Med, 34:(6) , Lee S, Barton ER, Lee S, Farrar RP. Viral expression of insulin-like growth factor-i enhances muscle hypertrophy in resistance-trained rats. J ppl Physiol, 96: , 2004.

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