Resumos
Atletas de elite são reconhecidos como fenômenos esportivos e o potencial para atingir níveis superiores de performance no esporte está 💋 parcialmente sob o controle de genes.
A excelência atlética é essencialmente multifatorial e determinada por complexas interações entre fatores ambientais e 💋 genéticos.
Existem aproximadamente 10 milhões de variantes genéticas dispersas por todo o genoma humano e uma parcela destas variantes têm demonstrado 💋 influenciar a responsividade ao treinamento físico.
Os fenótipos de performance física humana parecem ser altamente poligênicos e alguns estudos têm comprovado 💋 a existência de raras combinações genotípicas em atletas.
No entanto, os mecanismos pelos quais genes se interagem para amplificar a performance 💋 física são desconhecidos.
O conhecimento sobre os genes que influenciam a treinabilidade somado ao potencial uso indevido dos avanços da terapia 💋 gênica, como a possível introdução de genes em células de atletas, fez surgir o termo doping genético, um novo e 💋 censurado método de amplificação da performance física, além dos limites fisiológicos.
Aumentos na hipertrofia muscular esquelética e nos níveis de hematócrito 💋 estão sendo conseguidos através da manipulação da expressão de genes específicos, mas a grande parte das impressionáveis alterações foi obtida 💋 em experimentação com animais de laboratório.
A compreensão dos resultados científicos envolvendo genética, performance física humana e doping genético é uma 💋 difícil tarefa.
Com o propósito de evitar a contínua má interpretação e propagação de conceitos errôneos, esta revisão, intencionalmente, vem discutir 💋 as evidências científicas produzidas até o momento sobre o tema, permitindo a compreensão do atual "estado da arte"ARTIGO DE REVISÃO
Genética, 💋 performance física humana e doping genético: o senso comum versus a realidade científica
Rodrigo Gonçalves Dias
Laboratório de Genética e Cardiologia Molecular; 💋 Unidade de Hipertensão e Unidade de Reabilitação Cardiovascular e Fisiologia do Exercício - Instituto do Coração - InCor (HCFMUSP) - 💋 São Paulo/SP, Brasil.
GENEs of HIGH Performance - Polícia Militar do Estado de São Paulo; São Paulo/ SP; Brasil.
Laboratório de Estudo 💋 Cardiovascular - Departamento de Fisiologia e Biofísica/IB; Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) - Campinas/SP, BrasilRESUMO
Atletas de elite são reconhecidos como 💋 fenômenos esportivos e o potencial para atingir níveis superiores de performance no esporte está parcialmente sob o controle de genes.
A 💋 excelência atlética é essencialmente multifatorial e determinada por complexas interações entre fatores ambientais e genéticos.
Existem aproximadamente 10 milhões de variantes 💋 genéticas dispersas por todo o genoma humano e uma parcela destas variantes têm demonstrado influenciar a responsividade ao treinamento físico.
Os 💋 fenótipos de performance física humana parecem ser altamente poligênicos e alguns estudos têm comprovado a existência de raras combinações genotípicas 💋 em atletas.
No entanto, os mecanismos pelos quais genes se interagem para amplificar a performance física são desconhecidos.
O conhecimento sobre os 💋 genes que influenciam a treinabilidade somado ao potencial uso indevido dos avanços da terapia gênica, como a possível introdução de 💋 genes em células de atletas, fez surgir o termo doping genético, um novo e censurado método de amplificação da performance 💋 física, além dos limites fisiológicos.
Aumentos na hipertrofia muscular esquelética e nos níveis de hematócrito estão sendo conseguidos através da manipulação 💋 da expressão de genes específicos, mas a grande parte das impressionáveis alterações foi obtida em experimentação com animais de laboratório.
A 💋 compreensão dos resultados científicos envolvendo genética, performance física humana e doping genético é uma difícil tarefa.
Com o propósito de evitar 💋 a contínua má interpretação e propagação de conceitos errôneos, esta revisão, intencionalmente, vem discutir as evidências científicas produzidas até o 💋 momento sobre o tema, permitindo a compreensão do atual "estado da arte".
Palavras-chave: genes, variantes genéticas, performance física, atletas de elite, 💋 doping.
INTRODUÇÃO
Atletas que se destacam no mundo do esporte de alto rendimento são reconhecidos como "fenômenos" pelo senso comum.
Esta caracterização parece 💋 ser coerente, uma vez que tornar-se um talento extraordinário no esporte é algo raro e alcançável por uma pequena parcela 💋 de todos que o almejam ser.
Exemplo disso é o fato de que, medalhistas olímpicos e recordistas mundiais são os outliers 💋 de um grupo já seletivo e que se destaca dentre os atletas engajados em modalidades esportivas específicas.
Embora este raciocínio tenha 💋 aposta múltipla betano como funciona fundamentação em pontos meramente observacionais, a visão do senso comum não deixa de estar correta uma vez que a 💋 performance física humana pode ser fundamentada em comprovações científicas.
Há quem ousou dizer que atletas são pessoas comuns que nascem e 💋 são preparadas para serem atletas, levantando a possibilidade de que a performance física e a destreza esportiva são exclusivamente o 💋 resultado de horas despendidas em concentração e treinamento físico(1).
Estes autores admitem que a estatura e outras características estruturais corporais favorecem 💋 o sucesso em determinadas modalidades esportivas, mas reforçam o fato de que a assiduidade ao treinamento físico é um fator 💋 importante e que pode sobrepor-se a qualquer contribuição proveniente dos genes.
No entanto, é pouco provável que esta teoria corresponda à 💋 realidade a partir do momento em que a performance física humana é reconhecida como um fenótipo multifatorial, ou seja, controlada 💋 pela interação entre diversos fatores ambientais e determinada por fatores genéticos.
Em termos práticos, o treinamento físico (um fator ambiental) comprovadamente 💋 induz adaptações morfofuncionais nos diversos sistemas fisiológicos, mas o grau da adaptação depende das interações entre múltiplos genes, que por 💋 aposta múltipla betano como funciona vez são modulados por múltiplas variantes genéticas.
A identificação dos genes e variantes genéticas com potencial em influenciar variáveis fisiológicas 💋 em resposta ao treinamento físico é a base para a compreensão do que vem a ser o potencial genético de 💋 um atleta.
Nesta nova era, a da medicina genômica, o mapeamento e sequenciamento do DNA tornou possível rastrear o genoma humano 💋 com a intenção de identificar estes genes e as variantes genéticas que o afetam e, consequentemente, caracterizar geneticamente os "fenômenos" 💋 do esporte de alto rendimento.
Toda esta tecnologia laboratorial ainda tornou realidade a manipulação de genes, uma estratégia desenvolvida para fins 💋 terapêuticos, mas referida no mundo esportivo como "doping genético".
A partir deste contexto, movidos pela ansiedade somada à dificuldade de compreensão 💋 do tema, uma parcela da comunidade esportiva vem emitindo comentários e opiniões que não correspondem à realidade das comprovações científicas 💋 alcançadas até o momento.
Por aposta múltipla betano como funciona vez, a mídia, movida pela relevância do tema "Genética, Performance Física Humana e Doping Genético" 💋 e fundamentada em conceitos errôneos, tem propagado uma realidade distorcida.
O produto final é um ciclo crescente de informações irreais e 💋 que alimentam a imaginação dos que vislumbram a utilização de substâncias e métodos ilícitos hightech para induzir aumento de performance 💋 física, além dos limites fisiológicos.
Mediante a simplificação dos conceitos completos da genômica funcional é possível elaborar um cenário compreensível e 💋 real.
No entanto, esta simplificação necessariamente deve vir acompanhada de fundamentação científica para que afirmações, como as que seguem, não oculte 💋 a ciência em meio às falsas aparências.
"O uso de determinados recursos ergogênicos ilícitos (ex.
esteroides anabólicos androgênicos, GH, IGF) reverte a 💋 genética desfavorável de um indivíduo; atletas têm genes que nós pessoas comuns não temos; mutações genéticas alteram de forma semelhante 💋 todas as funções fisiológicas do organismo; olhando para aquele atleta é possível ver que aposta múltipla betano como funciona genética é favorável; um atleta 💋 imbatível nascerá se previamente seus pais forem submetidos ao doping genético; o doping genético não destrói o organismo, como o 💋 uso de drogas o faz; o doping genético altera os genes dos atletas."
Estas frases exemplificam algumas das informações veiculadas livremente 💋 como absolutas verdades, a respeito do cenário do esporte de alto rendimento.
Esta revisão tem como objetivo censurar as falsas afirmações 💋 no que se refere ao tema Genética, Performance Física Humana e Doping Genético, proporcionando o entendimento do atual e real 💋 "estado da arte".
Parte das explicações foi simplificada para minimizar as dificuldades de entendimento sobre a genética.
Intencionalmente, em cada tópico explorado 💋 faz-se referência à forma correta dos conceitos errôneos do senso comum, no sentido de estimular as discussões com fundamento científico.
GENÉTICA
Pessoas 💋 "comuns" e atletas de elite têm absolutamente os mesmos genes.
O que o genoma de atletas pode apresentar de diferente, em 💋 comparação ao genoma das pessoas "comuns", são variantes no código dos genes específicos envolvidos na modulação dos fenótipos de performance 💋 física.
A conclusão do mapeamento e sequenciamento do genoma humano tem seu TODOSmarco em 2004, anunciada pelo International Human Genome Sequencing 💋 Consortium na edição de outubro do periódico Nature(2).
O DNA humano contém aproximadamente 3,1 bilhões de pares de bases (A - 💋 adenina; G - guanina; C - citosina; T - timina) divididos em 20-25 mil genes.
Após transcrita, a sequência de nucleotídeos 💋 de cada gene é traduzida em uma sequência polipeptídica, dando origem a uma proteína específica.
O genoma humano contém quase 10 💋 milhões de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs - single nucleotide polymorphisms).
No entanto, nem todo os SNPs são reconhecidos como funcionais, 💋 ou seja, nem todos têm potencial em afetar a expressão de um gene ou a função da proteína codificada por 💋 um gene mutante.
Sendo assim, dentre as quase 10 milhões de variantes genéticas existentes, apenas uma parcela delas poderia influenciar um 💋 fenótipo específico(3).
Exemplificando, a variante C34T do gene da AMP deaminase (AMPD1; cromossomo 1p13-p21) do tipo nonsense, transição do nucleotídeo C 💋 T na posição 34 do exon 2, resulta em um stop codon e, consequentemente, interrupção prematura da síntese proteica.
Indivíduos homozigotos 💋 para o gene mutante (genótipo TT) apresentam atividade da enzima AMPD1 inferior a 1% da encontrada nos indivíduos wild-type (genótipo 💋 CC).
Pelo fato de este gene estar envolvido na manutenção das necessidades energéticas da musculatura esquelética durante atividade contrátil, a variante 💋 C34T do gene AMPD1 poderia influenciar a performance física em modalidades esportivas específicas.
A compreensão sobre como variantes genéticas em alguns 💋 genes específicos podem influenciar a performance física de atletas de elite foi previamente descrita e leitores interessados podem remeter-se à 💋 revisão de Dias et al.(4).
Seguindo o raciocínio de que variantes genéticas podem afetar a responsividade ao treinamento físico, aproximadamente 200 💋 variantes em genes específicos já foram identificadas e mostraram influenciar os fenótipos de capacidade cardiorrespiratória, resistência, força e potência muscular 💋 e intolerância ao exercício físico(5).
Os fenótipos de capacidade cardiorrespiratória, resistência, força e potência muscular e intolerância ao exercício físico são 💋 multigênicos, ou seja, controlados por vários genes.
As adaptações fisiológicas em resposta ao treinamento físico acontecem como consequência das alterações de 💋 expressão gênica.
Cada gene com expressão alterada contribui com uma parcela da modulação total que ocorre em um fenótipo.
A grande maioria 💋 destas 200 variantes identificadas é proveniente de estudos de associação em genética que testaram o potencial que uma variante genética 💋 em um gene isolado tem de afetar um fenótipo multigênico.
Como resultado, foram identificados genes que conferem desde pequena a moderada 💋 participação na regulação daqueles fenótipos.
Em termos práticos, isto equivale dizer que o somatório da influência de cada variante genética do 💋 conjunto de genes envolvidos na modulação da capacidade cardiorrespiratória é quem determinará o grau da adaptação ao treinamento físico.
Vale ressaltar 💋 que, eventualmente, uma única variante genética em um gene específico pode apresentar grande participação na regulação de um fenótipo multigênico.
Um 💋 atleta olímpico e recordista em determinada modalidade pode apresentar variantes genéticas que amplificam ou inibem determinadas funções fisiológicas.
Esta bagagem genética 💋 só pode ser conhecida mediante a genotipagem do atleta.
As discussões relacionadas à influência da genética na determinação do biotipo tornam-se 💋 relevante no contexto da detecção de talentos esportivos com base na análise genética, mas pouco contribuem para o entendimento de 💋 como a genética influencia a performance física humana.
Fatores genéticos e ambientais contribuem para a modulação das dimensões e da composição 💋 corporal(6).
Estudos de agregação familiar e herdabilidade demonstram que as características morfológicas como estatura e comprimento dos ossos e membros estão 💋 em grande parte sob o controle de genes.
No entanto, o cenário completo das variantes genéticas e as interações gene-gene e 💋 genes-ambiente nas diferentes fases do desenvolvimento são pouco conhecidos.
Considerando que modalidades esportivas distintas exigem biotipos específicos, um indivíduo pode apresentar 💋 as variantes genéticas necessárias para a determinação das exatas dimensões corporais, mas não necessariamente as variantes genéticas que afetam a 💋 responsividade ao treinamento físico.
Dentre os genes e suas respectivas variantes genéticas identificadas até o momento, alguns parecem favorecer o desenvolvimento 💋 de alta performance física em modalidades que exigem força/potência e outros em modalidades que exigem resistência.
Como estes fenótipos são multigênicos, 💋 quem sabe a existência de um atleta geneticamente perfeito estaria na dependência do número de variantes genéticas favoráveis e desfavoráveis, 💋 presentes em seu genoma.
A frequência de variantes genéticas em diferentes genes envolvidos na modulação da performance física apresenta grande variação.
Exemplo 💋 disso são os genes da proteína desacopladora 2 (UCP2 - uncoupling protein 2; cromossomo 11q13) e do receptor-α 2 adrenérgico 💋 (ADRA2A - alpha - 2A - adrenergic receptor; cromossomo 10q24-q26) em que a frequência dos genótipos que favorecem a performance 💋 física pode chegar a 17% e 62%, respectivamente(7,8).
Neste caso, um determinado indivíduo tem 62% de chance de apresentar o genótipo 💋 6.7/6.7 do gene ADRA2A.
No entanto, a probabilidade de este mesmo indivíduo apresentar o genótipo 6.7/6.
7 do gene ADRA2A mais o 💋 genótipo V/V para o gene UCP2 é de 10,5%.
Cada genótipo de preferência acrescentado resultará em queda multiplicativa do cálculo de 💋 probabilidade combinada, supondo a independência dos alelos.
Atualmente, variantes genéticas em 23 genes mostraram influenciar o fenótipo de resistência.
Williams e Folland(9), 💋 utilizando-se do mesmo raciocínio acima, demonstraram que a probabilidade de um indivíduo vir a apresentar os genótipos de preferência para 💋 os 23 genes, ou seja, ser o portador do "ótimo perfil poligênico para resistência" é extremamente pequena, de 8,2x10-14%.
Isso significa 💋 que a chance de a população mundial apresentar os 23 pares de alelos de preferência é de uma em 1.212 💋 trilhões.
Ou seja, a população mundial necessitaria ser aproximadamente 200 mil vezes maior para que este indivíduo geneticamente favorecido aparecesse.
No entanto, 💋 nas reais circunstâncias seria improvável que o "ótimo perfil poligênico para resistência" existisse em um único indivíduo no mundo.
Gonzalez-Freire et 💋 al.
(10) genotiparam sete atletas de long race da modalidade cross-country para sete variantes genéticas (genes ACTN3, ACE, PPARGC1A, AMPD1, CK-MM, 💋 GDF-8 e HFE) associadas à performance física em provas de resistência.
Curiosamente, apenas o campeão mundial de 2007, reconhecido por aposta múltipla betano como funciona 💋 alta performance durante o ano 2008 e em adições anteriores, apresentou os sete genótipos de preferência, sugerindo que parte do 💋 seu sucesso pode ser atribuída à rara combinação genotípica.
Estudos caso-controle, que demonstram maior frequência de variantes em genes associados à 💋 performance física em atletas, quando comparados a indivíduos da população geral, somado aos achados sobre a rara combinação genotípica em 💋 atletas, sustentam a afirmação de que a genética é o determinante indispensável para a excelência no esporte de alto rendimento.
Interessantemente, 💋 um indivíduo portador do maior número de genótipos associados à performance física não necessariamente estaria representando aposta múltipla betano como funciona nação no esporte 💋 de alto rendimento.
A bagagem genética somada às oportunidades e ao contexto social e econômico são quem evidenciam um atleta.
Talvez o 💋 maior talento esportivo existente no mundo nunca tenha sido estimulado a explorar o seu potencial atlético.
Uma positiva associação entre uma 💋 variante em um gene e uma resposta fisiológica indica que tal variante tem participação na modulação de um determinado fenótipo 💋 de performance física.
No entanto, esta positiva associação não diz o quanto aquele gene participa da modulação do fenótipo.
Além disso, um 💋 mesmo gene pode ser expresso e modular dois ou mais fenótipos distintos e ter diferentes percentuais de participação na modulação 💋 dos mesmos.
Genes podem apresentar efeito pleiotrópico.
Exemplo disso é o gene do angiotensinogênio (AGT; cromossomo 1q42-q43) envolvido tanto no remodelamento cardíaco 💋 quanto na reatividade vascular.
Basicamente, nos tecidos locais e na circulação sanguínea, o AGT é clivado em angiotensina I pela renina.
Por 💋 aposta múltipla betano como funciona vez, angiotensina I é convertida em angiotensina II pela enzima conversora de angiotensina (ACE).
Angiotensina II ativa receptores específicos localizados 💋 na superfície das células cardíacas e do músculo liso vascular, induzindo hipertrofia cardíaca e vasoconstrição, respectivamente.
Um polimorfismo de nucleotídeo único 💋 (transição T→C), resultante na substituição do aminoácido metionina (M) por treonina (T) no códon 235 (M235T), vem sendo associado a 💋 níveis aumentados de AGT(11).
Recentemente, Alves et al.
(12) verificaram que indivíduos saudáveis portadores do genótipo TT apresentam maior hipertrofia de ventrículo 💋 esquerdo em resposta ao treinamento físico de resistência, quando comparado aos genótipos MM/MT.
Utilizando-se desta mesma população, Dias et al.
(13) identificaram 💋 não haver influência desta variante genética no fenótipo de reatividade vascular.
A vasodilatação muscular induzida pelo exercício físico é semelhante entre 💋 os genótipos MM, MT e TT.
Em adição, a melhora na resposta vasodilatadora induzida pelo treinamento físico não foi diferente entre 💋 os genótipos.
Estes resultados sustentam a afirmação de que uma mesma variante em um único gene tem participação distinta na modulação 💋 de dois fenótipos.
Conforme mencionado anteriormente, genes envolvidos na modulação de fenótipos multigênicos, como os de performance física humana, apresentam de 💋 pequena a moderada participação na regulação dos mesmos, mas, eventualmente, uma única variante genética em um gene específico pode apresentar 💋 grande participação na regulação destes fenótipos.
Durante atividade muscular contrátil, parte do aumento na demanda energética é sustentada por ajustes cardiovasculares.
O 💋 aumento do débito cardíaco somado à vasodilatação muscular garante maior redirecionamento de fluxo sanguíneo para a musculatura esquelética.
A reatividade vascular 💋 é um fenótipo multigênico modulado por forças constritoras e dilatadoras.
Dentre as dilatadoras, o óxido nítrico (NO) sintetizado nos vasos pela 💋 isoforma endotelial da enzima óxido nítrico sintase (eNOS) é reconhecido como uma das mais importantes (figura 1a).
A variante G894T do 💋 gene da eNOS (cromossomo 7q36) resulta na transição do aminoácido glutamato (Glu) por aspartato (Asp) na posição 298 (Glu298Asp) da 💋 sequência polipeptídica da enzima.Dias et al.
(2009)(14) verificaram que indivíduos portadores do genótipo TT (Asp/Asp) apresentam prejudicada vasodilatação muscular.
Análises subsequentes in 💋 vivo comprovaram o fato inédito de que o NO é responsável por aproximadamente 90% da vasodilatação muscular induzida pelo exercício 💋 (figura 1b).
Um exemplo de um único gene que, sinergicamente a outros genes, apresenta grande participação na regulação do fenótipo de 💋 vasodilatação.
Este contexto tornar-se-á importante nas discussões subsequentes relacionadas aos potenciais genes candidatos ao doping genético.
Características inatas e adquiridas
Um "fenômeno" esportivo 💋 é o resultado da adequada exploração do potencial genético, através de estímulos externos como treinamento físico e dieta, somado à 💋 adequada preparação mental.
Os debates relacionados às relativas contribuições das qualidades inatas versus experiências pessoais (Nature versus Nurture) para a determinação 💋 da máxima performance física, pouco acrescentam para o entendimento das particularidades dos atletas de elite.
A errônea tentativa de separação entre 💋 gene e ambiente somada às controversas entre relatos pessoais e argumentos científicos amplifica a problemática.
A edificação de "fenômenos" esportivos depende 💋 da interação entre genes e ambiente e, em adição, dos fatores psicológicos.
A compreensão exata do quanto cada fator contribui para 💋 a expressão do produto final, ou seja, de um "fenômeno" esportivo, é desconhecida.
Interessantemente, variantes genéticas também são encontradas em genes 💋 com potencial em influenciar as conexões neurais, podendo afetar características como humor, percepção de esforço, inteligência emocional, positivismo e agressividade.Lippi 💋 et al.
(15) atentam para o fato de que o sucesso no esporte de alto rendimento depende de atributos como habilidade 💋 no controle das emoções, coesão, maturidade, capacidade de antecipação e tomada de decisão.
Conjuntamente com a motivação e a persistência, estes 💋 atributos estariam ligados à performance mental.
A influência de variantes em genes associados a fenótipos psicológicos vem sendo investigada.
Detalhes relacionados a 💋 este tópico são encontrados em Bryan et al.
(16) e Maliuchenko et al.(17).
O máximo rendimento de atletas de elite é determinado 💋 pela máxima exploração do seu potencial genético, através de estímulos externos, somado à máxima expressão da performance mental.
No entanto, o 💋 quanto cada fator irá contribuir para a edificação de um "fenômeno" esportivo está em parte na dependência da modalidade esportiva.
Modalidades 💋 esportivas distintas exigem de forma diferente dos componentes genético, ambiental e psicológico.
Talvez uma modalidade cíclica (ex.
100m atletismo) possa depender mais 💋 da máxima performance física e menos da coesão e tomada de decisão, quando comparada a uma modalidade acíclica (ex.futebol).
Nesta última, 💋 uma maior performance mental poderia resultar em sucesso até mesmo na ausência de uma performance física excepcional.
Independente deste detalhe, no 💋 mundo do esporte de alto rendimento predominao raciocínio de que o sucesso está na dependência da transposição dos limites fisiológicos, 💋 mesmo que para isso seja necessário o uso de substâncias e métodos não convencionais para a amplificação da performance física 💋 humana.
DOPING
Esforços foram feitos visando a criação de uma organização que pudesse promover, coordenar e monitorar as iniciativas contra o doping 💋 no esporte.
O Código Mundial Anti-Doping (World Anti-Doping Code) foi elaborado e implementado pela Agência Mundial Anti-Doping (WADA - World Anti-Doping 💋 Agency) no sentido de harmonizar as questões políticas e diretrizes do anti-doping para todas as modalidades esportivas e em todos 💋 os países.
Em adição, a WADA responsabiliza-se em emitir, a cada ano, uma lista atualizada dos compostos e procedimentos que caracterizam 💋 o doping.
O doping é definido como o uso ilícito de substâncias e métodos visando a amplificação artificial da performance física 💋 e/ou mental.
A intenção do controle anti-doping é a de zelar pela saúde dos atletas, além de promover igualdade na corrida 💋 pelo único propósito de vencer.
Recentemente, o termo doping genético foi introduzido na lista da WADA (Prohibited List - International Standard) 💋 como sendo um novo método passível de utilização para a modulação da performance física e que, portanto, estaria proibido.
De forma 💋 geral, o doping genético usufrui das avançadas estratégias em tecnologia de transferência de genes, desenvolvida para prevenir e tratar doenças 💋 através da manipulação da expressão de genes específicos.
A WADA define o doping genético como sendo o uso não terapêutico de 💋 células, genes, elementos genéticos ou a modulação da expressão gênica com potencial em aumentar a performance atlética.
As particularidades relacionadas à 💋 utilização das técnicas de terapia gênica para fins de doping serão revisadas no sentido de explicitar o real cenário do 💋 mundo do esporte de alto rendimento em um momento em que a possibilidade de criação de um atleta geneticamente modificado 💋 já é realidade.
Terapia gênica
A terapia gênica é caracterizada pela introdução de um material genético em células no sentido de graduar 💋 a funcionalidade de um gene ou substituir um gene não funcional.
Esta estratégia foi desenvolvida e vem sendo aperfeiçoada com o 💋 propósito de prevenir, tratar ou aliviar os sintomas de doenças hereditárias ou desordens adquiridas.
Basicamente, conhecer a via de sinalização na 💋 qual um gene está envolvido, identificar uma possível mutação neste gene e comprovar a disfunção causada pelo gene mutante são 💋 os passos iniciais que justificam a utilização da técnica.
A terapia gênica pode ser realizada em linhagens de células germinativas ou 💋 somáticas.
A introdução (knock in) ou deleção (knock out) de um gene exógeno em células germinativas resultará na propagação desta modificação 💋 para as novas células originárias.
Já modificações através da introdução de um gene exógeno em células somáticas de um órgão ficariam 💋 restritas às células transfectadas.
No primeiro caso, gerações subsequentes herdariam as alterações genéticas, enquanto que, no caso da transfecção, estas alterações 💋 ficariam restritas ao indivíduo transfectado.
Por motivos técnicos e éticos, a aplicação da terapia gênica em linhagens de células germinativas de 💋 seres humanos não é permitida.
Por outro lado, a terapia gênica em células somáticas representa uma tecnologia promissora para a terapêutica, 💋 mas ainda com poucos resultados positivos em estudos clínicos.
Algumas deficiências relacionadas ao método ainda não foram solucionadas, o que pode 💋 resultar em risco de morte ou complicações oncogênicas, como em casos já relatados na literatura(18,19).
Embora as discussões relacionadas à criação 💋 de atletas perfeitos por manipulação do material genético de células germinativas já circundam o mundo do esporte de alto rendimento, 💋 o doping genético representa as possibilidades de manipulação de genes em linhagens de células somáticas.
Em adição, dentre os possíveis genes 💋 candidatos ao doping nem todos seriam modulados utilizando-se da forma clássica da terapia gênica, que consiste na introdução de um 💋 gene exógeno em células específicas no sentido de obter adequada expressão do mesmo.
Exemplo desta exceção é a miostatina (GDF-8, growth 💋 differenciation factor 8; cromossomo 2q32.
2) que pode beneficiar-se da forma não clássica, na qual, teoricamente, a inibição do gene GDF-8 💋 por meio do silenciamento da expressão proteica deve ser conduzida para produzir o efeito hipertrófico desejado na musculatura esquelética.
A tecnologia 💋 para a produção de proteínas por meio da manipulação de genes já é realidade.
O fato do potencial efeito terapêutico destas 💋 moléculas estar ainda sendo testado em estudos pré-clínicos e clínicos, não exclui a possibilidade de que atletas já estejam fazendo 💋 uso das mesmas com o intuito de amplificar a performance física.
Laboratórios de biologia molecular já utilizam a terapia gênica para 💋 experimentação animal e em estudos clínicos.
A minimização dos riscos relacionados ao método requer ambiente adequado com tecnologia apropriada para a 💋 preparação dos vetores de transdução e controle de segurança e toxicidade por meio de testes laboratoriais.
A permissão para a utilização 💋 da terapia gênica em humanos requer extremo controle e aprovação dos órgãos regulamentadores.
Esta rigorosidade visa reduzir os riscos de morte 💋 e desenvolvimento de doenças associadas ao vetor viral e ao gene exógeno, além de evitar possíveis replicações e recombinações de 💋 vírus competentes(20).
Mil quinhentos e trinta e sete investigações clínicas com terapia gênica para as mais variadas desordens estão sendo conduzidas 💋 em todo o mundo(21).
A falta de total eficácia do método, em consequência do somatório de pequenas deficiências como vida curta 💋 das células transfectadas, toxicidade e ativação da resposta imune e inflamatória ao vetor viral, explicam em parte o fato da 💋 FDA (Food and Drug Administration) não ter aprovado para comercialização, até este momento, nenhum produto proveniente da manipulação de genes.
Embora 💋 o propósito terapêutico das técnicas de terapia gênica pareça agradar aqueles empenhados com os avanços nos processos de regeneração de 💋 tecidos lesados, a principal aplicação para o esporte de alto rendimento está mesmo sustentada no doping genético.
A diferença entre o 💋 uso da manipulação de genes visando terapêutica ou doping parece estar no fato de que o segundo, por natureza, não 💋 requer permissão, e a segurança não é uma real preocupação.
Desenvolvido para investigações terapêuticas, o Repoxygen é uma vetor carregado com 💋 o gene da eritropoietina (EPO) e controlado por um elemento responsivo à hipóxia (HRE - hipoxia-responsive element).
Rumores indicam que o 💋 Repoxygen já está em circulação no "mercado negro" e sendo utilizado para fins de amplificação artificial da performance física humana(22).
Estudos 💋 de Lasne et al.
(23) indicam a possibilidade de detecção do doping com o gene da EPO.
No entanto, até o momento, 💋 nenhum teste anti-doping foi implementado pela WADA, o que resulta na falta de evidências caso este doping genético já esteja 💋 realmente sendo utilizado.
Sistemas fisiológicos e genes candidatos ao doping
A musculatura esquelética parece ser o principal alvo para a terapia gênica 💋 e, consequentemente, o doping genético.
Além do estado pós-mitótico das células, o que garante maior período de expressão do gene exógeno(24), 💋 o tecido muscular é de fácil acessibilidade e bastante vascularizado(20).
Um músculo esquelético transfectado com determinado gene pode resultar em efeito 💋 direto ou indireto sobre a performance física humana.
Isso equivale dizer que, se o gene de interesse resultar em hipertrofia ou 💋 modulação da tipagem de fibras, o efeito é direto.
Por outro lado, o músculo esquelético pode ser transfectado com o gene 💋 da EPO, exercendo efeito indireto sobre a performance física.
Neste caso, o maquinário das células musculares é apenas utilizado para transcrição 💋 do gene e tradução da proteína EPO, um hormônio com a função endócrina principal de induzir eritropoiese na medula óssea.
De 💋 forma geral, o doping genético permitiria ao atleta arquitetar os sistemas fisiológicos utilizando-se dos métodos direto e indireto para a 💋 modulação dos fenótipos musculoesquelético, cardiovascular, respiratório e sanguíneo.
A especificidade da modalidade esportiva na qual o atleta está inserido direciona o 💋 interesse pela amplificação da força e/ou potência ou resistência.
Posteriormente, o gene com potencial em desencadear tal resposta seria determinado.
Conforme mencionado 💋 anteriormente, aproximadamente 200 variantes em genes específicos foram identificadas até o momento e mostraram influenciar a performance física humana e 💋 a boa forma relacionada à saúde(5).
Esses genes são indicativos dos quais poderiam ser transfectados ou bloqueados no genoma humano, visando 💋 a amplificação da performance física (figura 2).
Como a performance física é controlada por um conjunto de genes, aqueles com maior 💋 percentual de participação na modulação de um determinado fenótipo seriam os alvos candidatos ao doping.
Basicamente, a amplificação das capacidades físicas 💋 força/potência ou resistência, além dos limites fisiológicos, pode ser alcançada com a modulação dos genes: eritropoietina (EPO; cromossomo 7q22), enzima 💋 conversora de angiotensina (ACE; cromossomo 17q23.
3), receptor ativado por proliferador de peroxissomo beta/delta (PPAR-β /δ; cromossomo 6p21.2-21.
1), coativadores transcricionais PGC-1α 💋 (PPARGC1A, cromossomo 4p15.
1) e -1β (PPARGC1B, cromossomo 5q33.
1), α -actinina 3 (ACTN3; cromossomo 11q13.
1), fator de crescimento endotelial vascular (VEGF, 💋 cromossomo 6p12), fator de crescimento de fibroblasto (FGF, cromossomo 11q13.
3), fator de crescimento de hepatócito (HGF; cromossomo 7q21.
1), fator induzido 💋 por hipóxia 1α (HIF-1α ; cromossomo 14q21-q24), fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF1A; cromossomo 12q22-q23), interleucina 3 (IL3; 💋 cromossomo 5q31.
1), miostatina (GDF8; cromossomo 2q32.
2), folistatina (FST; cromossomo 5q11.
2) hormônio do crescimento 1 (GH1; cromossomo 17q24.
2) e fosfoenolpiruvato carboxiquinase 💋 (PEPCK-C; cromossomo 20q13.31).
Genes com potencial em reduzir dor e processos inflamatórios causados por lesão e repetidos traumas também são alvos 💋 candidatos ao doping(20).
Animais versus atletas geneticamente modificados
Conforme mencionado anteriormente, as técnicas de terapia gênica ainda se deparam com problemas que 💋 inviabilizam aposta múltipla betano como funciona liberação.
A maioria dos resultados terapêuticos promissores com potencial em resultar em amplificação artificial da performance física humana são 💋 provenientes de estudos pré-clínicos.
Em adição, os resultados expressivos são, em grande parte, provenientes de estudos com modelos de animais transgênicos 💋 para doenças humanas.
Não se pode esperar que modificações em células germinativas produzam resultados equivalentes aos verificados quando as modificações são 💋 realizadas em células somáticas.
É improvável que a transfecção de um gene in vivo atinja todas as células somáticas de um 💋 tecido alvo.
A transfecção do gene IGF por vetor viral em músculo esquelético de rato(25) pode não desencadear o mesmo grau 💋 de hipertrofia quando comparado a um animal transgênico para o gene IGF(26).
Além disso, na transfecção por vetor viral, a resposta 💋 hipertrófica ocorreria apenas no local da aplicação e nas células transfectadas.
Estes resultados com animais sugerem o uso do gene IGF 💋 como uma possível estratégia terapêutica em doenças relacionadas às disfunções musculares.
Se os possíveis benefícios para pacientes com doenças musculares seriam 💋 reproduzíveis em indivíduos saudáveis e atletas, esta questão é desconhecida.
Nenhum estudo clínico com terapia gênica com o gene IGF está 💋 sendo realizado neste momento(21).
No entanto, o potencial do gene IGF em causar hipertrofia pode resultar em ganho extra de força/potência 💋 para atletas.
A introdução em um atleta de um seguimento de DNA contendo gene que possa, quem sabe, duplicar a produção 💋 de uma proteína de interesse ou material genético que possa silenciar a produção de outra proteína, caracteriza o doping genético.
Além 💋 dos riscos intrínsecos do procedimento de terapia gênica para fins de doping, não existe comprovação de que este seja eficaz 💋 em produzir o efeito fisiológico desejado.
A EPO, excretada principalmente pelo fígado, estimula a eritropoiese sustentando a manutenção dos valores fisiológicos 💋 de hemoglobina e hematócrito.
A transfecção do gene da EPO para a musculatura esquelética de macacos aumentou em 75% o hematócrito(27).
Embora 💋 o estudo tenha comprovado a eficiência da transfecção do gene da EPO em animais de médio porte, os autores atentam 💋 para o fato de que estes resultados apenas facilitam o início das investigações em estudos com humanos.
Uma vez que a 💋 aquisição da máxima performance física é em parte dependente do fornecimento de oxigênio para a musculatura esquelética, por meio da 💋 capacidade de transporte no sangue, hematócrito e hemoglobina elevados poderiam amplificar o desempenho principalmente em provas de resistência.
No entanto, esta 💋 elevação, somada à desidratação associada ao exercício físico, aumenta a viscosidade do sangue.
Além de causar sobrecarga de trabalho cardiovascular, esta 💋 viscosidade aumentada pode resultar em bloqueio da microcirculação seguido de morte.
Receptores ativados por proliferador de peroxissomo (PPAR) são receptores nucleares 💋 envolvidos no controle da plasticidade da musculatura esquelética.
A isoforma PPAR-β /δ está envolvida com a modulação da tipagem de fibras 💋 musculares e com o estímulo da biogênese mitocondrial.
Em adição, o PPAR β /δ modula a expressão de genes envolvidos na 💋 síntese de enzimas reguladoras da captação e oxidação de ácidos graxos e de genes envolvidos na síntese das isoformas proteicas 💋 sarcoméricas, específicas das fibras de lenta contração.
Animais transgênicos para o gene PPAR-δ apresentam amplificação da capacidade de resistência, com aumento 💋 de 67% e 92% no tempo de exercício e distância percorrida, respectivamente(28).Lunde et al.
(29) confirmaram o fato de que a 💋 tipagem de fibras musculares é modulada no sentido IIb IIa I, até mesmo com a transfecção do gene PPAR-δ em 💋 células somáticas.
Estes resultados, provenientes de modelos animais, demonstram que fadiga e resistência podem ser moduladas por manipulação genética em fibras 💋 musculares adultas e em estado pós-mitótico, sugerindo que o uso do gene PPAR por atletas possa amplificar a performance física 💋 em provas de resistência, por aumentar a proporção de fibras musculares do tipo I.
O fator 8 de crescimento e diferenciação 💋 (miostatina), diferentemente do IGF e GH, limita o crescimento da musculatura esquelética e parece exercer duas funções distintas: 1) controlar 💋 o número de miofibras do músculo em desenvolvimento na fase pré-natal; e 2) regular o processo hipertrófico em células pós-mitóticas(30).
Animais 💋 knockout para o gene GDF-8, apresentam volume de massa muscular aproximadamente duas vezes maior, em comparação aos animais controle(31).
Este aumento 💋 parece resultar da combinação entre hipertrofia e hiperplasia das células musculares.
Em um outro estudo, animais knockout para o gene GDF-8 💋 e knockin para o gene da folistatina apresentaram volume de massa muscular aproximadamente quatro vezes maior, em comparação aos animais 💋 controle(32).
A folistatina é um antagonista da miostatina e neste estudo comprovou modular o volume de massa muscular também por vias 💋 que não a da inibição da miostatina.
Conforme mencionado anteriormente, uma forma não clássica de terapia gênica para o GDF-8 seria 💋 com o uso do RNA de interferência (RNAi), um mecanismo que inibe a expressão do gene no estágio em que 💋 ocorreria a tradução do RNAm na sequência polipeptídica.
Até o momento, resultados semelhantes aos verificados em modelos animais não foram reproduzidos 💋 em investigações com humanos.
No entanto, os estudos apresentados sugerem que a inibição da miostatina e/ou transfecção com o gene da 💋 folistatina possa resultar em aumento de performance física para atletas engajados em modalidades que exigem força/potência muscular.
As entrelinhas da genética, 💋 performance física humana e doping genético
A complexidade dos mecanismos celulares e das interações moleculares não permite que o raciocínio sobre 💋 a genética seja "linear".
Imaginemos que a natureza contrariasse as estatísticas e trouxesse ao mundo um único indivíduo que, já na 💋 fase adulta, descobrisse possuir os genótipos de preferência para os 23 genes, ou seja, ser o portador do "ótimo perfil 💋 poligênico para resistência".
Teoricamente, a exposição deste indivíduo à rotina de atletas maratonistas iria, em pouco tempo, resultar no desenvolvimento de 💋 um "fenômeno" das provas de longa duração.
Surpreendentemente, este raciocínio poderia não corresponder à realidade.
A complexa interação entre gene e ambiente, 💋 somada a detalhes observacionais referentes ao histórico de vida de atletas de elite, sustentam a hipótese de que a máxima 💋 contribuição de uma genética extremamente favorável estaria na dependência do tempo de exposição destes genes ao estímulo do treinamento.
Simplificadamente, isso 💋 equivale dizer que o potencial de resposta dos genes na fase adulta está em parte na dependência do grau da 💋 "agressividade" com que estes genes foram estimulados desde a infância.
O doping com a transfecção do gene da EPO é pensado 💋 no sentido de aumentar a concentração das hemácias e, consequentemente, a capacidade de transporte de oxigênio no sangue.
Semelhante a um 💋 quadro de policitemia, esta conduta causa sobrecarga de trabalho para o sistema cardiovascular, além de aumentar o risco de morte.
Em 💋 adição, a diminuição do volume plasmático, como consequência da perda hídrica durante o exercício físico, aumenta ainda mais a viscosidade 💋 do sangue.
Uma fadiga central poderia aparecer precocemente como resultado da sobrecarga de trabalho cardíaco.
Se o benefício resultante do aumento da 💋 captação de oxigênio pelos tecidos periféricos superasse o desgaste cardiovascular causado pela densidade aumentada do sangue, seria razoável acreditar que 💋 o gene da EPO poderia resultar em aumento de performance física.
No entanto, até o momento não existe comprovação para tal 💋 fato.
Alternativamente, um maior fornecimento de oxigênio para o músculo em exercício poderia ser conseguido através do aumento do fluxo sanguíneo 💋 local.
Uma vez que o NO é responsável por aproximadamente 90% da capacidade de vasodilatação muscular em resposta ao exercício, o 💋 gene da eNOS seria um candidato ao doping genético.
A transfecção com o gene da eNOS para a musculatura esquelética de 💋 membros inferiores de atletas de resistência poderia aumentar ainda mais a síntese do NO durante a prova, resultando em, quem 💋 sabe, duplicação da vasodilatação.
No entanto, queda na pressão de perfusão tecidual e na pressão arterial seriam os possíveis efeitos colaterais 💋 causados pelo excesso de resposta vasodilatadora.
No caso do uso da terapia gênica para fins terapêuticos, a preocupação com o efeito 💋 fisiológico causado pela transfecção parece não ser relevante a partir do momento em que o gene exógeno teria a função 💋 de normalizar a concentração de uma proteína, enzima ou hormônio.
Diferente do doping genético, na qual a intenção é elevar a 💋 concentração da proteína, enzima ou hormônio para valores acima das consideradas fisiológicas.
Neste caso, os possíveis efeitos alcançados na amplificação da 💋 performance física sempre estarão acompanhados de riscos iminentes para a integridade fisiológica do atleta.
CONCLUSÃO
Os avanços da genômica funcional vêm comprovar 💋 o que há tempos eram apenas suspeitas.
A excelência no esporte de alto rendimento, dependente em parte da máxima performance física, 💋 está sob o controle de genes.
Embora o rastreamento dos genes moduladores dos complexos fenótipos de performance física esteja em andamento, 💋 já é possível compreender como variantes em genes específicos modulam as adaptações ao treinamento físico, sustentando as hipóteses do porquê 💋 aqueles indivíduos mais responsivos se tornam os "fenômenos" do esporte.
A justificativa para a discussão isolada sobre o componente genético do 💋 atleta de alto rendimento sustenta-se na dificuldade de se tratar, ao mesmo tempo, de todos os tópicos que modulam estes 💋 complexos fenótipos.
Parece ter ficado claro no discorrer desta revisão que a excelência é consequência do somatório da máxima performance física 💋 com a máxima performance mental.
Atletas nascem como pessoas comuns e, se estimulados, são naturalmente selecionados para expressar aposta múltipla betano como funciona máxima performance 💋 física em modalidades específicas.
De forma geral, aqueles portadores de variantes genéticas com potencial influência na capacidade de força/ potência, pouco 💋 ou nenhuma chance teriam de se destacar em modalidades que exigem da capacidade de resistência.
Embora a ciência venha confirmando o 💋 fato de que atletas de elite são o resultado de raras combinações genotípicas, o mundo do esporte ainda conta com 💋 o uso ilícito de substâncias e métodos com potencial em amplificar de forma artificial a performance física, além dos limites 💋 impostos pela genética.
Em se tratando de doping genético, o grosso raciocínio de que dois genes produzem o dobro do resultado, 💋 justificaria a desenfreada busca pelo método.
A tecnologia para a manipulação de genes está disponível e a utilização do doping genético 💋 visando a criação de atletas geneticamente modificados já é realidade.
Laboratórios de biologia molecular, legalizados ou clandestinos, que estejam compactuando com 💋 o doping genético, podem estar utilizando-o mesmo sem a garantia de segurança e de resultados positivos para a amplificação da 💋 performance física humana.
A falta de casos comprovados de atletas geneticamente modificados não exclui a possibilidade de que estes atletas já 💋 estejam sendo "produzidos" em laboratório, uma vez que a WADA não implementou, até o momento, testes para o anti-doping genético.
Em 💋 adição, estes atletas geneticamente modificados não necessariamente estariam expressando performance física superior àquela limite, determinada naturalmente por aposta múltipla betano como funciona combinação genotípica.
Todos 💋 os efeitos desejados de amplificação da performance física em humanos com o uso da manipulação de genes são baseados em 💋 resultados provenientes de estudos com modelos animais ou investigações clínicas.
Se estes mesmos resultados seriam replicáveis em indivíduos saudáveis e atletas, 💋 esta questão é desconhecida.
Observe que no tópico anterior "Animais versus atletas geneticamente modificados" as evidências são provenientes de estudos com 💋 modelos animais, o que permite apenas "sugerir" que tais efeitos poderiam ser alcançados em atletas.
Para o nosso conhecimento, as técnicas 💋 estão disponíveis e atletas geneticamente modificados podem estar circulando pelas arenas de competição.
No entanto, não se sabe se esses atletas 💋 estariam se beneficiando do doping genético.
Não existe comprovação de que os genes candidatos ao doping resultem em real amplificação da 💋 performance física em atletas de elite.
As complexas evidências científicas somadas às inúmeras hipóteses geradas não são de fácil interpretação.
Os promissores 💋 resultados de amplificação da performance física em modelos animais têm chamado a atenção daqueles envolvidos e interessados no esporte de 💋 alto rendimento.
Além de conceitos errôneos, hipóteses e teorias estão sendo propagadas como absolutas verdades.
De forma demasiada, as mesmas crenças propagadas 💋 para o doping convencional estão sendo reproduzidas com o doping genético.
Fere os princípios éticos a tentativa de investigação do uso 💋 da terapia gênica em atletas, com a intenção de comprovar aquelas hipóteses geradas.
Mesmo considerando que poucas são as "certezas"relacionadas ao 💋 contexto da genética, performance física humana e doping genético, os conceitos do senso comum não devem sobrepor-se às reais evidências 💋 científicas.
Todos os autores declararam não haver qualquer potencial conflito de interesses referente a este artigo.
Genótipo e Fenótipo - Genótipo é 💋 a constituição genética de um indivíduo, determinada pelo par de genes alelos, um recebido do pai e outro da mãe.
O 💋 fenótipo é a característica observável ao nível bioquímico, fisiológico ou morfológico, determinado pela interação entre os genes e o meio 💋 ambiente.
Variante Genética - Alteração na sequência de nucleotídeos de um alelo.
Pode ser referida com polimorfismo genético quando a frequência do 💋 genótipo mais raro em uma população é superior a 1%.
Genômica Funcional - Estudo das respostas fisiológicas com base na análise 💋 de genes.
SNP - Troca de um único nucleotídeo na sequência de bases de um gene.
Homozigoto e Heterozigoto - Homozigose refere-se 💋 a dois alelos de um mesmo gene com sequências de nucleotídeos idênticas.
Heterozigose refere-se a dois alelos de um mesmo gene 💋 com sequências de nucleotídeos diferentes.
PLEIOTROPISMO - termo designado à caracterização de um único gene envolvido na modulação de mais de 💋 um fenótipo.
CÉLULAS GERMINATIVAS E CÉLULAS SOMÁTICAS - Células germinativas ou reprodutivas possuem (n = haploides; 23 cromossomos) e são representadas 💋 por oócito e espermatozoides, em humanos e animais.
Células somáticas (2n = diploides; 2x23 cromossomos) são todas as células, excluindo as 💋 destinadas à formação de gametas (n).
TRANSFECÇÃO - Transferência de um gene exógeno para células somáticas.
PRÉ-CLÍNICO E CLÍNICO - As investigações 💋 em terapia gênica se dividem em: pré-clínico, fase na qual os testes são realizados utilizando-se de animais de laboratório; e 💋 clínico, fase na qual os testes são conduzidos em humanos.
VETOR DE TRANSDUÇÃO - O vetor que conduzirá o gene exógeno 💋 ao tecido alvo é, normalmente, um vírus.
A utilização de vírus para a transdução é um dos métodos utilizados para a 💋 transferência de genes.
PÓS-MITÓTICO - Células somáticas não mais em divisão celular.
TRANSGÊNICOS - Animais geneticamente modificados e que transmitem as modificações 💋 do genoma para gerações subsequentes.
POLICITEMIA - Aumento do hematócrito.
Pacientes com Chuvash Policitemia apresentam mutação no gene VHL, envolvido na regulação 💋 da transcrição do gene da EPO.
