Je leest:

Gendoping: geen weg terug?

Gendoping: geen weg terug?

Auteur: | 11 juni 2012

Voordat er ooit een topsporter op is betrapt, stond het al op de zwarte lijst: gendoping. Het idee van genetisch gemanipuleerde atleten spreekt tot de verbeelding. Maar hoe werkt gendoping eigenlijk? Wat onderscheidt het van andere soorten doping, en hoe wordt het opgespoord?

Arnold schwarzenegger february 2015
De muizen kregen niet voor niets de bijnaam ‘Schwarzenegger-muis’.

Spiermassa die met vijftien procent toeneemt. Zonder training. Na toediening van slechts één gen. De Amerikaanse onderzoeker H. Lee Sweeney van de University of Pennsylvania School of Medicine zag het in 1998 gebeuren; in muizen althans. De muizen hadden een erfelijke spierziekte die tot spierafbraak leidt, maar dit bleek tegen te gaan door het kapotte ziekte-veroorzakende gen te vervangen door een gezonde versie.

De ontdekking was groot nieuws, en niet alleen in wetenschappelijke kringen. Sweeney werd bedolven onder eigenaardige verzoeken van bodybuilders en andere atleten die wel oren hadden naar de behandeling. En hij was niet de enige: meerdere wetenschappers op het gebied van menselijke gentechnologie hebben in de loop der jaren aangegeven benaderd te zijn door coaches en topsporters. Want het verlangen om harder en sneller te rennen kan sommige atleten in de verleiding brengen aan hun genetische make-up te sleutelen: met genetische doping.

Maak je eigen doping

Het idee achter genetische doping, of kortweg gendoping, is simpel: sporters krijgen, afhankelijk van de sport die zij beoefenen, een gen toegediend dat effect heeft op kracht of uithoudingsvermogen. Dat gen hebben ze van zichzelf al, maar door extra kopieën lokaal in te spuiten zullen ze tijdelijk meer van het eiwit gaan maken waarvoor het gen codeert. Bijvoorbeeld een eiwit dat de spiervorming aanzwengelt. Met gendoping zet je je lichaam dus aan zijn eigen overvloedige doping te maken. En dat is de winst van gendoping ten opzichte van andere vormen van doping: lichaamseigen doping is niet te onderscheiden van het gewone menselijke materiaal.

Dna gravitywave
Gendoping is moeilijk te achterhalen.
gravitywave, Flickr.com

De techniek achter gendoping is eigenlijk ontwikkeld door de medische wetenschap als een methode om ziekten te genezen die ontstaan door een aangeboren fout in het DNA. Wetenschapers proberen die kapotte of missende genen met experimentele technieken te vervangen door nieuwe genen. Gentherapie, zoals dit heet, moet voornamelijk een oplossing bieden voor ziekten die veroorzaakt worden door een beschadiging in één gen, zoals de bloedziekte hemofilie. Maar ook ziekten waarbij meer genen betrokken zijn zoals kanker en hart- en vaatziekten staan op de lijst.

Gentherapie misbruikt

Het idee voor gentherapie bestond al in de vroege jaren negentig, maar is in de praktijk nog maar weinig toegepast. Dat komt omdat het inbouwen van nieuwe genen in het DNA – meestal met behulp van virussen (zie kader) – risico’s met zich meebrengt: de omliggende genen kunnen bijvoorbeeld verstoord raken. In het verleden bleek gentherapie hierdoor vervelende bijwerkingen te kunnen hebben, zoals kanker.

Virus als vervoersmiddel

Voor het binnenloodsen van nieuwe genen in lichaamscellen zijn virussen – die eerst onschadelijk zijn gemaakt – de meest gebruikte transporteurs: door miljoenen jaren evolutie zijn het uitblinkers in het overdragen van genen. Bovendien kunnen sommige virussen het gen ook inbouwen in het DNA van de gastheercel. Handig: zo wordt het nieuwe gen niet herkend als ‘vreemd’ en dus niet afgebroken.

De laatste jaren begint gentherapie echter grote vorderingen te boeken, mede doordat wetenschappers steeds beter kunnen sturen waar het gen terechtkomt.

Onlangs bleek gentherapie bijvoorbeeld veilig en effectief in patiënten met HIV en hersenkanker. Nu gentherapieën hun weg naar het ziekenhuis lijken te vinden is de kans groot dat ook atleten warmer beginnen te lopen voor gesleutel aan hun DNA.

Maar daar was het Internationaal Olympisch Comité al op voorbereid: in 2003 zetten ze gendoping op de lijst van verboden stoffen, nog voordat iemand er ooit op is betrapt. Het Wereld Anti-Doping Agentschap (WADA) volgde in 2004.

Op zoek naar DNA

Net als veel andere geneesmiddelen heeft nu dus ook gentherapie een toepassing gevonden als doping. Maar atleten hebben, in tegenstelling tot ernstig zieke mensen, geen baat bij een gen dat zich jarenlang vestigt in hun lijf. Met het oog op de Olympische Spelen hoeven topsporters in principe maar twee weken te presteren. Bij gendoping wil je het dus zo simpel mogelijk houden, denkt Hidde Haisma. Haisma is hoogleraar farmaceutische genmodulatie aan de Rijksuniversiteit Groningen waar hij onderzoek doet naar de ontwikkeling van gentherapieën voor verschillende ziekten. Daarnaast is hij lid van de commissie die het Wereld Anti-Doping Agentschap adviseert over dopinggebruik.

Seringes2
Jaren geleden werden atleten al gewezen op het middel Repoxygen: een virus met het menselijke EPO-gen dat getest wordt als geneesmiddel voor bloedarmoede. Via een spuitje in de spier gaan de spiercellen EPO maken dat vanzelf belandt in het beenmerg waar het de aanmaak van rode bloedcellen stimuleert.
University of Sydney

Simpele gendoping betekent geen geknutsel met ingewikkelde virussen, maar gewoon een spuitje kaal DNA direct in een spier. Zonder toedoen van een virus wordt het nieuwe gen niet in het genoom ingebouwd, maar blijft het los rond drijven in de cel. Dat betekent dat de werking na enige weken zal uitdoven omdat het ‘vreemde’ DNA langzaam wordt afgebroken. Dat injecties met onverpakt kaal DNA gebruikt gaan worden zit er dik in volgens Haisma. Want er is makkelijk aan DNA te komen. Wetenschappers wisselen onderling constant onderzoeksmateriaal uit. “Als iemand mij om DNA vraagt, dan krijgt hij dat gewoon”, aldus Haisma.

Maar soms is het duidelijk niet pluis. Zo is Haisma weleens benaderd door iemand die zich voordeed als politieagent. “Uit een belletje naar het bureau waar de man zei te werken bleek dat ze daar nog nooit van hem hadden gehoord.” Voor diegenen die het wel te pakken krijgen, moet trouwens eerst maar blijken of gendoping het gewenste effect geeft. “Het gevaar is dat mensen teveel van het DNA gaan inspuiten, omdat niet bekend is welke dosering ze moeten hebben”, aldus Haisma. Maar er zullen altijd topsporters zijn die dat risico wel willen nemen voor goud.

Kandidaten voor gendoping

Van ongeveer negentig genen is bekend dat ze sportprestaties beïnvloeden. Hier een aantal genkandidaten, of eigenlijk de bijbehorende eiwitten, op een rij:

  • EPO is een hormoon dat de aanmaak van rode bloedcellen stimuleert. De rode bloedcellen leveren zuurstof af in onder andere de spieren. Met meer zuurstof duurt het langer voordat spieren verzuren, wat vooral voor duursporters voordelig is.
  • IGF-1 is een eiwit betrokken bij spiergroei. IGF-1 wordt momenteel onderzocht als medicijn voor patiënten met spierziekten, zoals door de hierboven genoemde Amerikaanse onderzoeker Sweeney.
  • Myostatine is een eiwit dat de spierontwikkeling afremt. Door het gen dat codeert voor myostatine stil te leggen bleek de spiermassa van labmuizen snel toe te nemen.
  • PPAR-delta is een eiwit dat aanzet tot ontwikkeling van langzame spiervezels. Labmuizen ontpoppen zich tot ware duursporters met meer PPAR-delta. Vandaar de naam marathonmuizen.

Naald in een hooiberg

Dat atleten aan de gendoping willen is begrijpelijk: rommelen aan het eigen DNA is vrij eenvoudig en bovendien moeilijk te achterhalen. Hoe spoor je een gen op dat niet te onderscheiden is van de eigen genen? Simpelweg zoeken tussen de drie miljard letters van de menselijke genetische code is zoeken naar een naald in een hooiberg.

Diagnostiek
Medicalfacts

Maar de anti-doping experts laten zich niet uit het veld slaan. Wetenschappers van onder andere het WADA zoeken naarstig naar nieuwe geavanceerde opsporingstechnieken.

Volgens Haisma is er nu één veelbelovende techniek in ontwikkeling. Het idee achter die techniek is gebaseerd op de opbouw van menselijke genen. Elk gen in ons lichaam bestaat namelijk zogenaamde exonen, stukjes DNA-sequentie met informatie voor de bouw van een eiwit, afgewisseld door nutteloze stukjes zonder informatie, de zogenaamde intronen. Het mooi is dat bij het toepassen van gentherapie de intronen eerst uit het gen worden geknipt; ze zijn immers toch niet nodig. Dus vinden de anti-dopingbrigade genen zonder intronen in je bloed of urine? Dan ben je er als atleet gloeiend bij. Of de test deze zomer de atleten van de Olympische Spelen al klamme handen geeft is afwachten. “Daar kan ik niks over zeggen”, zegt Haisma lachend.

Marathontoren03
Marathontoren Olympisch Stadion in Amsterdam. Hier werd de olympische vlam ontstoken voor de Olympische Spelen van 1928 in Amsterdam. Wanneer hebben we de eerste genetisch gemodificeerde Olympische Spelen?

Goud voor de wetenschapper

Tot nu toe is er nooit iemand daadwerkelijk betrapt op gendoping. Maar elke keer als de Olympische Spelen voor de deur staan wordt in de media weer druk gespeculeerd: zou het dit jaar zover zijn, de eerste genetisch gemodificeerde Olympische Spelen?

Maar of het nou dit jaar is of over vier jaar, gendoping zit eraan te komen. Want wetenschappelijke vooruitgang heeft de topsport altijd geholpen, of we het nou willen of niet. En als er geen stoppen meer aan is, zal uiteindelijk ook de dopingautoriteit zich gewonnen moeten geven.

Mocht dat punt aanbreken, dan heeft Toine Pieters, hoogleraar geschiedenis van de farmacie aan de Universiteit Utrecht, vast een oplossing, vertelde hij in 2010 in de uitzending ‘Gouden Genen’ van Labyrint. Waarom roepen we naast de Olympische en de Paralympische Spelen geen derde categorie in het leven? Die nieuwe catergorie noemen we dan de cyborglympics, waar geen normale mensen aan meedoen maar alleen opgevoerde mutanten met genetische gemodificeerde eigenschappen. Heel geen gek plan, tot op zekere hoogte. Want ja, wie krijgt dan de gouden medaille: de ‘atleet’ of de genetisch wetenschapper die aan de zijlaan staat?

Bronnen:

  • Patrick Barry. Finding the golden genes. Science News. Online publicatie op 2 augustus 2008.
  • Theodore Friedmann. How close are we to gene doping? Hastings center report. Maart-april 2010.
  • Leslie A. Pray. Sports, gene doping and WADA. Nature Education. 2008.
  • Hidde H. Haisma. Genetische doping. Nederlands centrum voor dopingvraagstukken. Februari 2004.
  • Telefonisch gesprek met Hidde Haisma, hoogleraar Farmaceutische Genmodulatie aan de Rijksuniversiteit Groningen
  • Uitzending ‘Gouden Genen’ van Labyrint 10 juni 2010.
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij het thema Ziekten genezen op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 juni 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.