Il virtuale Michael Phelps e il vero nuotatore Park Tae-Hwan in costume da bagno che hanno entusiasmato le persone sul miglioramento del corpo Toru Yamanaka/AFP/Getty Images Michael Phelps ha condiviso i riflettori alle Olimpiadi di Pechino con un costume da bagno. Secondo quanto riferito, il costume da bagno da corsa Speedo LZR richiede 20 minuti per essere indossato, copre i nuotatori dal petto al polpaccio e, più importante, leviga la pelle che normalmente "sbatte" nell'acqua. Offre ai nuotatori una planata più fluida. Oh, e sembra aiutarli a battere i record mondiali.
La tuta offre ancora un altro esempio di atleti che cercano di vagliare un tempo di completamento quando il corpo stesso aveva raggiunto il suo apice. Se, come cuffie da bagno, chiamiamo questi tentativi "anticipazioni, " o come gli steroidi, li deridiamo definendoli "doping, "Non possiamo evitare i miglioramenti corporei che si verificano nello sport.
Cosa vedremo dopo? Alcuni funzionari dicono che gli atleti manometteranno i loro stessi geni.
In doping genetico , gli atleti modificherebbero i loro geni per ottenere prestazioni migliori negli sport. Diciamo di sì perché nessuno l'ha ancora provato, per quanto ne sappiamo, dice il dottor Theodore Friedmann, capo della Agenzia mondiale antidoping ( WADA ) pannello antidoping genetico. "Succederà, " lui dice, "ma non sappiamo quando."
Come lo farebbero gli atleti? Potrebbero aggiungere geni a quelli con cui sono nati, o potrebbero armeggiare con il modo in cui il corpo usa i geni che hanno.
Il doping genetico è uno spin-off non intenzionale di terapia genetica in quale, i medici aggiungono o modificano i geni per prevenire o curare le malattie. Il doping genetico applicherebbe le stesse tecniche per migliorare qualcuno che è sano. La linea è sfocata, ma se le cellule o le funzioni corporee modificate sono normali all'inizio, è doping [fonte:Friedmann].
Esistono due tipi di doping genetico. In modifica delle cellule somatiche , i geni sono modificati in una cellula corporea, come un polmone o una cellula muscolare. Le modifiche non vengono trasmesse ai bambini. La terapia genica di oggi altera le cellule somatiche. Modifica della linea germinale , però, cambia i geni nello sperma di un padre, le uova di una madre o un embrione [fonti:Hanna, Pozzi]. I cambiamenti genetici si manifestano nei bambini e forse nei loro figli. Finora, il governo degli Stati Uniti non ha finanziato la ricerca sulla modifica della linea germinale umana, e altri governi lo hanno vietato, quindi parleremo di cellule somatiche [fonti:Baruch, Hanna].
Continua a leggere per scoprire come i futuri atleti potrebbero alterare i loro geni.
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Nel negozio Navigenics di New York City, puoi iscriverti per far testare il tuo DNA per varie malattie. Non sembra che ci siano geni supplementari in vendita, anche se. Shaul Schwarz/Getty Images Modificare i geni di una persona per lo sport potrebbe, all'inizio, essere facile come scegliere da un menu. Gli scienziati conoscono 187 geni legati alla forma fisica o all'atletismo umano [fonte:Rankinen]. Ad esempio, alcune variazioni genetiche sono legate all'esecuzione del 2, 000 metri particolarmente bene [fonte:Cam]. "Modificare" potrebbe significare aggiungere copie di uno di questi quasi 200 geni o amplificare o ridurre la loro attività nell'atleta.
Gli scienziati non sanno cosa fanno molti di questi geni "sportivi". Per sicurezza, un atleta potrebbe modificare un gene con una funzione ben nota. Un potenziale candidato potrebbe essere il Gene IGF-1 per fattore di crescita insulino-simile-1 , che ripara e rinforza i muscoli. Il gene per eritropoietina ( EPO ), che aumenta i globuli rossi aumentando così l'ossigeno nel sangue e la resistenza, presenta un'altra possibilità. Atleti, in particolare i ciclisti, sono noti per drogarsi con EPO sintetico [fonte:Wells].
Grazie alla terapia genica, abbiamo modi per inviare geni nel corpo. Gli scienziati possono iniettare vettori , che in questo caso sono solo trasportatori di geni, nei muscoli o nel sangue. Possono anche rimuovere le cellule, modificare i loro geni e poi restituire le cellule al corpo, anche se gli atleti potrebbero non volere la procedura invasiva [fonte:Wells].
I virus fungono da vettori popolari per trasferire un gene in una cellula. Come piccole siringhe, iniettano naturalmente il loro materiale genetico nelle nostre cellule. Per riprogettarli per fornire geni umani, gli scienziati "ripuliscono" le parti dannose del virus, inserire un gene umano nel materiale genetico del virus e quindi iniettare il virus nel corpo. Un altro tipo di vettore è a plasmide , un anello di DNA batterico in cui possono essere aggiunti geni umani. Quando i plasmidi vengono iniettati nei muscoli e i muscoli ricevono uno shock elettrico o un trattamento a ultrasuoni, le cellule muscolari assorbono i plasmidi.
Sembra abbastanza facile? C'è un problema:consegnare i geni alle cellule giuste. Altrimenti, un atleta che vuole muscoli più grandi potrebbe finire per far apparire inavvertitamente le proteine della crescita nei suoi occhi. Gli scienziati possono guidare i geni iniettando nei muscoli, quindi i geni entrano solo nelle cellule muscolari. Oppure possono usare un virus che infetta solo alcune parti del corpo. Possono anche lasciare che i geni entrino liberamente nelle cellule, ma li fanno attivare solo in determinate cellule. È persino possibile ingegnerizzare un gene per produrre proteine solo quando l'atleta "glielo dice" assumendo un farmaco.
Una volta che un gene è incorporato in una cellula, la cellula è trasdotto . Trasdurre un'intera parte del corpo, come un muscolo, è difficile; generalmente, solo alcune cellule cooperano. All'interno delle cellule, il gene rimarrà nel nucleo, accanto ai cromosomi, o addirittura infilarsi in un cromosoma. Come parte di un cromosoma, il gene può causare un cambiamento duraturo:viene trasmesso a nuove cellule del corpo quando la cellula trasdotta si divide. I geni che non si infilano nei cromosomi moriranno quando la cellula muore. Una volta trasdotto, le cellule seguiranno le nuove istruzioni genetiche e produrranno le proteine desiderate. L'atleta, Certo, spera che le proteine cambino il modo in cui il suo corpo funziona in modo da aumentare le prestazioni.
Il nostro atleta geneticamente modificato è pronto a correre più lontano, salta più in alto, sollevare più peso o andare in ospedale? Continuate a leggere per scoprirlo.
DisclaimerNé HowStuffWorks né lo scrittore sostengono il doping genetico, ma ci impegniamo a spiegarvelo. Basta non provare queste cose a casa, OK?
Atlete come Brittany Timko della squadra di calcio femminile canadese si fanno abbastanza male sul campo senza doversi preoccupare se il doping genetico le manderà in ospedale, pure. Liu Jin/AFP/Getty Images È difficile dire cosa accadrebbe a un atleta che ha provato il doping genetico. Nel mondo degli esperimenti umani, gli scienziati hanno trasferito i geni solo per rendere sane le persone malate, non le persone sane migliori.
Il bioeticista Thomas Murray ha ipotizzato cosa accadrebbe se un atleta utilizzasse la tecnologia odierna in un articolo per la rivista Play True della WADA. Ha scritto che la maggior parte degli atleti non otterrebbe alcuna spinta oltre l'effetto placebo, molti sarebbero danneggiati e pochi, molto improbabile, potrebbe ottenere un aumento temporaneo delle prestazioni. Ma Murray ha sostenuto che non sarebbe stato sufficiente per sconvolgere l'equilibrio competitivo negli sport olimpici. Questo perché gli scienziati hanno difficoltà a controllare attentamente i risultati della consegna del gene:non possono fornire un grande effetto senza anche fornire un grande rischio [fonte:Friedmann].
Considera il gene EPO. Un farmaco chiamato Repoxygen rilascia il gene EPO con alcuni controlli, in modo che quando l'ossigeno nel sangue scende al di sotto del normale, il corpo produce abbastanza globuli rossi per ripristinare il normale ossigeno. Il gene quindi si spegne [fonte:Binley]. Gli atleti che cercano un vantaggio probabilmente vorranno ossigeno nel sangue migliore del normale. Potrebbero provare ad aggiungere il gene EPO senza controlli. Ma nelle scimmie sane che hanno ricevuto quel trattamento, il sangue è diventato così denso di globuli rossi che i ricercatori hanno dovuto dissanguare le scimmie per prevenire insufficienza cardiaca e ictus. Infine, le scimmie sono state soppresse [fonte:Svensson].
Esistono altri rischi. Eccone uno grosso:il cancro. Il cancro può verificarsi se una modificazione genetica attiva accidentalmente un gene canceroso o disattiva un gene che sopprime il cancro. Un evento come questo ha causato la leucemia in cinque bambini che hanno ricevuto la terapia genica per una grave immunodeficienza combinata. I loro nuovi geni si sono inseriti in un brutto posto su un cromosoma e hanno attivato i geni del cancro [fonte:Staal].
L'atleta potrebbe anche avere una reazione immunitaria. Il suo corpo potrebbe attaccare il virus usato per rilasciare il gene, i geni virali o batterici stessi o la stessa proteina destinata a migliorare le prestazioni. La reazione potrebbe essere lieve, come una febbre. Ma potrebbe anche essere grave. Scimmie sane sono morte per gravi reazioni immunitarie dopo il "doping" con il gene EPO. Il gene è stato iniettato nei loro muscoli, che ha prodotto una proteina EPO diversa da quella prodotta naturalmente nel fegato. I loro sistemi hanno attaccato entrambi gli EPO, e i loro corpi hanno smesso di produrre globuli rossi [fonte:Gao].
L'azione dei geni può causare problemi, pure. Per esempio, i geni per l'ormone della crescita umano e l'IGF-1 dicono alle cellule di dividersi. Se entrano nelle celle sbagliate, le cellule possono dividersi in modo incontrollabile e formare tumori [fonte:Wells].
Ancora più rischioso, il doping genetico può influenzare in modo permanente gli atleti. I medici non possono estrarre un gene da una cellula, e i chirurghi non possono necessariamente eliminare le cellule trasformate. Possono provare a trattare gli effetti indesiderati, ma gli sforzi di salvataggio sono falliti nei pazienti in terapia genica [fonte:Raper]. Inoltre, Gli effetti a lungo termine del doping genetico pongono un altro mistero. Cosa succede agli atleti che provano il doping genetico all'età di 20 anni quando invecchiano? Gli scienziati non lo sanno. Nessuno ha seguito così a lungo i pazienti in terapia genica.
Quindi oggi, il doping genetico non è sicuro. L'atleta potrebbe non provare nulla, oppure potrebbe avere la febbre o addirittura un'emergenza medica. Anche gli atleti che hanno provato il doping genetico si sarebbero messi nei guai? Scopri di seguito.
Parola in stradaPercentuale di atleti in due università dell'Oregon che:
[Fonte:Geneforum]
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Se il doping genetico fosse legale e sicuro, gli atleti professionisti sarebbero tutti così? Peter Cade/Getty Images Il doping genetico è contro le regole in molti sport. Nel 2003, La WADA ha inserito il doping genetico nella sua lista proibita [fonte:USADA]. Molti organi di governo dello sport accettano e utilizzano l'elenco, vietando così il doping genetico per gli atleti che partecipano alle Olimpiadi, Paralimpiadi e molti altri eventi [fonte:WADA]. Però, l'elenco non viene utilizzato nella Major League Baseball, la National Basketball Association o la National Football League [fonte:Associated Press].
Scienziati e medici che iniettano geni in persone sane violano i codici etici professionali. Le università e gli ospedali potrebbero penalizzare i membri del personale per aver eseguito un esperimento umano non approvato da un comitato etico. Se l'atleta è stato ferito, il medico potrebbe essere citato in giudizio per negligenza e perdere la sua licenza medica, dice Maxwell Mehlman, un professore di diritto presso la Case Western Reserve University School of Medicine.
Ma detto questo, gli Stati Uniti non hanno leggi che vietino specificamente il doping genetico. I geni non sono sostanze controllate, come l'eroina o gli steroidi, quindi fino a quando non saranno fatte le leggi, atleti competitivi o semplici frequentatori di ginnastica potrebbero probabilmente iniettarsi geni senza andare in tribunale o in prigione, dice Mehlman.
leggi a parte, il doping genetico solleva questioni etiche, dice Thomas Murray, presidente dell'Hastings Center, un istituto di bioetica senza scopo di lucro a New York. Murray solleva quattro argomenti contro il permesso di doping genetico.
Il primo argomento è il rischio per il singolo atleta, anche se le procedure diventeranno più sicure e affidabili nel tempo, lui dice. Il secondo è l'ingiustizia. "Alcuni atleti potranno accedervi prima di altri, soprattutto in forme sicure ed efficaci, " dice. Terzo è il rischio per gli altri atleti. Se il doping genetico fosse consentito, e un atleta l'ha provato, tutti si sentirebbero spinti a provarlo per non perdere. Ne seguirebbe una corsa agli armamenti di potenziamento. "Solo gli atleti disposti a prendere la maggior quantità di miglioramenti genetici nelle combinazioni più radicali avrebbero la possibilità di essere competitivi. Il risultato sarebbe sicuramente una catastrofe per la salute pubblica. E una volta che tutti ci hanno provato, nessuno starebbe meglio".
Infine, il doping genetico cambierebbe lo sport, dice Murray. "Gli sport sono in parte costituiti dalle loro regole, " spiega. "E se mi presentassi alla maratona di New York [City] indossando i pattini?... O supponiamo che arrivassi al salto in alto con le molle sulle scarpe... O se lasciamo che il lanciatore si trovi il più vicino possibile al pastella come vuole?"
Se queste eccezioni fossero ammesse, il significato di ogni sport cambierebbe, dice Murray. La maratona di New York sarebbe diventata un roller derby. Il salto in alto diventerebbe una gara per trovare le molle più grandi. Il lanciatore di baseball starebbe accanto al ricevitore, e la pastella sarebbe bunt. "Tutte le cose che ci piacciono del baseball:la varietà, l'arte del doppio gioco, le grandi catture - scomparirebbero, " dice Murray.
Gli atleti e il pubblico dovrebbero decidere cosa apprezzano nello sport e se consentire il doping genetico dissolverebbe questi aspetti, dice Murray. "Questo ci aiuterà a decidere dove tracciare la linea."
Continua a leggere per scoprire quali altri usi pazzi le persone hanno pensato per i loro geni, come curare la calvizie.
"Imbroglioni" naturali e consegna speciale?Eero Mantyranta, un fondista finlandese che ha vinto due medaglie d'oro alle Olimpiadi del 1964, è nato con una mutazione nel gene del recettore dell'eritropoietina che consente al suo sangue di trasportare significativamente più ossigeno rispetto a quello della persona media [fonte:McCrory]. Allora e ora, non stava infrangendo nessuna regola.
La spedizione potrebbe mettere in pericolo un'operazione di doping genetico. Ai sensi della legge federale sugli alimenti e sui farmaci, è illegale spedire un farmaco attraverso i confini di stato che non è stato approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti per uso umano. Se un prodotto genetico non è approvato per l'uomo, la spedizione è un reato, e la parte di spedizione può essere multata e imprigionata, dice Mehlman.
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