K. Heinicke1, T. Hofer, R. H. Wenger2, M. Gassmann
Die zelluläre Antwort auf Sauerstoffmangel
The cellular response to hypoxia
Institute für Physiologie und Veterinärphysiologie, Universität Zürich, Schweiz
1 Division of Physiology, Department of Medicine, University of California, San Diego, La Jolla, California
2 Carl-Ludwig-Institut für Physiologie, Universität Leipzig

Zusammenfassung
Erythropoiese wird induziert durch Anämie, reduzierten Sauerstoffpartialdruck (pO2) z.B. in großer Höhe und während körperlicher Belastung sowie durch andere Faktoren. Das Glykoprotein Erythropoietin (Epo) ist
ein Hormon, welches die Proliferation, die Differenzierung und die Reifung der erythroiden Zellen reguliert. Hypoxie erhöht die Epo-Konzentration im Plasma, was zu einer Erhöhung des Erythrozytenvolumens und dadurch zu einem verbesserten O2-Transport im Blut führt. Untersuchungen der Epo Genregulation ergaben, dass ein allgemeiner Mechanismus existiert, der die Induktion verschiedener Gene steuert, wenn der Organismus hypoxischen Bedingungen ausgesetzt wird. Die Schlüsselfunktion in dieser O2-abhängigen Genexpression übernimmt der Hypoxie- induzierbare Faktor-1 (HIF-1), ein heterodimerer Transkriptionsfaktor, der aus einer α und einer β (auch ARNT genannten) Untereinheit besteht. Die Aktivierung von HIF-1 ist abhängig von der Hypoxie-bedingten Stabilisierung der α Untereinheit (HIF-1α), währenddem die Stabilisierung von ARNT nicht von der O2-Konzentration betroffen ist. Bis vor kurzem war nicht bekannt, wie Zellen die Abnahme der O2-Konzentration wahrnehmen, was zur Stabilisierung von HIF-1α führt. Ein erster Einblick in den Mechanismus, wie die Zelle O2-Konzentrationen misst, erfolgte mit der Entdeckung einer Familie von O2-abhängigen Prolylhydroxylasen, welche die Stabilität von HIF-1α beinflussen. Diese Prolylhydroxylasen markieren HIF-1α unter normoxischen Bedingungen für den proteasomalen Abbau, indem sie ihn an zwei spezifischen Prolinresten modifizieren. Dieser Übersichtsartikel berichtet über die neusten Erkenntnisse auf diesem Gebiet.

Medizinische Bedeutung
Kann HIF-1α direkt zu therapeutischen Zwecken eingesetzt werden? Bereits untersucht wurden gentherapeutische Anwendungsmöglichkeiten, die auf dem Transfer von HIF-1 Zielgenen wie VEGF (vascular endothelial growth factor) oder Epo basieren (43, 49, 56). Der Gentransfer von VEGF, dem wichtigsten angiogenetischen Wachstumsfaktor, wurde erfolgreich bei der Behandlung von ischämischen Erkrankungen wie periphere arterielle Verschlusskrankheit, diabetische Neuropathie und koronare Herzkrankheit eingesetzt (43, 49). Da HIF-1 die Transkriptionsrate von VEGF und anderen angiogenetischen Wachstumsfaktoren unter hypoxischen Umgebungsbedingungen bestimmt und koordiniert (50, 61), sollte HIF-1 einen noch wirksameren Ansatzpunkt für die Gentherapie bieten (24). Der HIF-1-Gentransfer würde auf einem übergeordneten, komplexeren Niveau ansetzen und könnte somit physiologischer auf die lokale Angiogenese wirken. Therapeutische Ansätze ergeben sich ebenfalls für die Wundheilung, beispielsweise bei großflächigen Verbrennungen, wo Blutgefäße in unmittelbarer Umgebung der Wundränder beschädigt sind. Hier könnte durch Zugabe von HIF- 1 oder VEGF der Heilungsprozess beschleunigt werden. Im Gegensatz zu den protektiven Effekten, die HIF-1 bei der Behandlung von ischämischen Erkrankungen zeigt, kann HIF-1 auch eine pathologische Wirkung ausüben, in dem es das Wachstum von Tumoren fördert (1). Ein solider Tumor durchläuft während seines Wachstums einen O2-Mangelzustand, der vor allem im Zentrum des Tumors offensichtlich wird. Um diesen O2-Mangel auszugleichen, wird VEGF von den Tumorzellen hergestellt, was zu einer Vaskularisierung führt und somit die Versorgung des Tumorgewebes mit O2 und Nährstoffen gewährleistet (16). Ein intratumoraler Gentransfer eines sog. antisense HIF-1α-Plasmids (54) ist eine von verschiedenen untersuchten Strategien, um hypoxische Tumoren zu behandeln. Diese Technologie basiert darauf, dass ein komplementärer RNA-Strang (antisense RNA) gentechnologisch in der Zelle hergestellt wird, der den ursprünglichen, natürlich vorkommenden RNA-Strang (sense RNA) erkennt, bindet und ihn somit inaktiviert. Die Expression von HIF-1α-antisense RNA im Tumorgewebe führt zu einer Senkung der VEGF Konzentration und darausfolgend der Kapillardichte. Durch diese Methode konnten erste Erfolge mit der dauerhaften Rückbildung von kleineren Tumoren erzielt werden.
Die Gentherapie bietet völlig neue Behandlungsstrategien von noch unbekanntem Ausmaß. Momentan befinden wir uns erst am Beginn der Forschungen, jedoch muss schon jetzt auf einen möglichen Missbrauch der Gentechnologie zur Leistungssteigerung im Sport hingewiesen werden. Diesem Missbrauch muss durch eine entsprechende Gesetzgebung sowie mit der Durchführung von ethischen und pädagogischen Programmen auf der Grundlage der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse frühzeitig vorgebeugt werden.

alles unter http://www.zeitschrift-sportmedizin.de/images/heft1002/a01_10_02.pdf

Kampf dem Gen-Doping: Weltsport verschärft Regeln

Hamburg (dpa) - Der Weltsport verschärft seinen Kampf gegen Gen-Doping. Zum ersten Mal steht diese neue, besonders bedrohliche Doping-Methode auf der Verbotsliste der Welt-Antidoping-Agentur (WADA) und des Internationalen Olympischen Komitees (IOC). Die vom 1. Januar an gültige Liste ermöglicht als weitere Verschärfung eine nachträgliche Disqualifikation von Athleten bei einem nachgewiesenen Doping-Vergehen nicht nur für einen Wettkampf, sondern für die gesamte Veranstaltung. Diese Änderung ist auch die Konsequenz aus dem Fall des für Spanien startenden Skilangläufers Johann Mühlegg. Der gebürtige Allgäuer hatte bei den Olympischen Winterspielen in Salt Lake City nach seinem positiven Dopingtest vor dem letzten Wettbewerb lediglich die Goldmedaille über 50 km verloren. Die zuvor gewonnenen zwei Goldmedaillen durfte Mühlegg jedoch behalten. Die neue Antidoping-Liste löst die seit dem Mai 2001 gültige Fassung ab. Eine neue Liste soll im Jahr 2004 rechtzeitig vor den Olympischen Spielen in Athen als Ergebnis der Welt-Antidoping- Konferenz vom 3. bis 5. März in Kopenhagen in Kraft gesetzt werden. Das Gipfeltreffen des Weltsports soll außerdem einen neuen Antidoping-Code verabschieden. Internationalen Sportverbänden und auch Nationalen Olympischen Komitees (NOK) droht der Ausschluss von Olympischen Spielen, wenn sie gegen dieses einheitliche Regelwerk grob verstoßen. Den Regierungen soll bis 2006 Zeit gegeben werden, ihre Gesetzgebung den Erfordernissen des neuen Codex anzupassen.3. Januar 2003

Sportmedizinkongress 2003 Abstract

Bernd Wolfarth,
Universitätsklinik Freiburg Rehabilitative und Präventive Sportmedizin
Gendoping
In zahlreichen epidemiologischen Studien und Zwillingsuntersuchungen konnte in der Vergangenheit der Nachweis erbracht werden, daß sowohl die körperliche Leistungsfähigkeit, als auch das Ansprechen auf körperliches Training zu einem großen prozentualen Anteil durch das Erbgut weitergegeben werden. Mit Hilfe moderner molekulargenetischer Methoden ist es nun möglich die Bedeutung einzelner Gene für diese Eigenschaften zu untersuchen. Im Rahmen der Diskussion um die Manipulation des Erbguts stellt sich allerdings auch die Frage ob dieses Wissen zukünftig dazu mißbraucht werden kann, einzelne genetische Areale oder das gesamte Genom im Sinne einer Leistungssteigerung im Sport zu verändern. Innerhalb der Diskussion um mögliche Leistungsmanipulation mit Hilfe gentechnologischer Methoden muß zuerst die Nomenklatur geklärt werden. Bereits Realität ist der Einsatz gentechnisch produzierter Medikamente zur Leistungssteigerung. Dies ist allerdings keine Veränderung menschlichen Erbguts im Sinne eines sog. „Gendoping“, sondern die Nutzung der gentechnologischen Methode zur industriellen Herstellung konventioneller Medikamente und ist daher von dem
Begriff der Leistungsmanipulation durch in vivo Manipulation menschlichen Erbguts abzugrenzen. In diesem Bereich ist theoretisch eine lokale, sog. somatische oder postnatale Gentherapie, als auch eine sys temische oder pränatale Genmanipulation im Sinne einer Klonierung vorstellbar. Bisher sind beide Methoden in der Praxis nicht im Einsatz und über die rechtliche Zulassung der Klonierung menschlichen Erbguts wird derzeit auf politischer Ebene diskutiert. In der leistungssportlichen Praxis spielen diese Methoden bisher noch keine Rolle und es ist unwahrscheinlich, daß in absehbarer Zeit die Fiktion vom genmanipulierten Athleten Wirklichkeit wird.
http://www.sportmedizinkongress2003.de/frame.htm

Altern und lokale Wachstumsfaktoren im Muskel

Der Muskel reagiert auf Belastung mit  einer Größenzunahme. Im Gegensatz dazu atrophiert der Muskel im Alter. Auch haben Tierstudien gezeigt, dass der ältere Muskel weniger gut auf Verletzungen reagiert als ein jüngerer. Welche Faktoren steuern diese Vorgänge? Die Achse Wachstumshormon - IGF (Insulin like Growth Factor) spielt dabei sicher eine bedeutende Rolle. Die entsprechenden zirkulierenden Hormone nehmen mit dem Alter ab. Allerdings produzieren viele Gewebe wie auch der Muskel selber IGF-1 für autokrine und parakrine Aktionen. Über genetische Manipulationen konnte gezeigt werden, dass das IGF-1 beträchtliche anabole Effekte im Muskel hat. Das IGF-1 liegt  im Körper in verschiedenen Isoformen vor. Eine für den Muskel typische Isoform reagiert besonders auf mechanische Belastung und Schädigung der Muskelfaser und wird als MGF (Mechanic Growth Factor) bezeichnet. Dieser steuert dann wie auch die anderen IGFIsoformen im Muskel die Proteinsynthese und die Proliferation und Ausdifferenzierung von Satellitenzellen. Diese Zellen sind normalerweise mitotisch ruhig, werden aber durch Überlastung oder Verletzung aktiviert. Satellitenzellen stellen für das Muskelwachstum benötigte zusätzliche Kerne bereit. So besteht auch eine klare Beziehung zwischen der Größe des Muskels und der Anzahl der Kerne.
Wo liegt nun die Beeinträchtigung dieses Systems im Alter?
Injizierte man einen künstlichen Adenovirus in den EDL-Muskel, kam es zur Überproduktion von IGF-1 (Ea-Isoform) im Muskel aber nicht im umgebenden Gewebe. Nach 4 Monaten war
der Muskel bei jungen Tieren im Mittel um 15% größer und stärker als ein nicht behandelter Muskel. Beim älteren Menschen betrug die Zunahme sogar 27% und erreichte so nahezu die Werte des jungen Muskels.
Dieser Versuch belegt, bestätigt durch weitere Untersuchungen, die entscheidende Rolle der muskulären IGF-1 Ausschüttung für den Erhalt der Muskelmasse im Alter. Eine andere Studie zeigte, dass in einem 5 Tage überlasteten Muskel die MGF-mRNA bei jungen Tieren um 1200% hochreguliert wurde, während die Veränderung bei ältern Tieren nur ca. 500% betrug. Erste Ergebnisse beim Menschen bestätigen die schlechtere Regulationsfähigkeit des MGF im Alter. Wenn der MGF der entscheidende lokale Faktor für „Muskelreparaturen“ ist, bestätigt das die These, dass kontraktionsbedingte Verletzungen die Ursache der altersbedingten Muskelatrophie sind. So zeigt sich bei älteren Tieren bereits wenige Minuten wie auch einige Tage nach exzentrischen Kontraktionen ein höherer Kraftverlust. Trainingsstudien bei Älteren haben allerdings immer wieder gezeigt, dass auch der ältere Muskel an Kraftbelastungen adaptieren kann. Es kommt zu einer Zunahme von Kraft und Muskelgröße. In einer dieser Studie konnte bei 72-98jährigen Männern und Frauen auch ein Anstieg des muskulären IGF-1 um 491% gefunden werden. Allerdings fehlen hier Vergleichswerte, wie die Reaktion bei Jüngeren ausgesehen hätte.
U.K. ((Harridge SDR: Ageing and local growth factors in muscle. Scand J Sci Sports 13 (2003) 34-39)

Wie ändert sich die Muskelfaserzusammensetzung mit dem Alter

Die histologische Aufbereitung von Muskelbiopsien älterer Menschen zeigt eine ausgeprägte Gruppierung vo Fasertypen, d.h. während beim jüngeren Menschen verschiedene Fasertypen gleichmäßig über den Muskel verteilt sind, treten sie beim älteren in sogenannten Clustern auf. Eine mögliche Erklärung könnte in den kontinuierlichen Denervierungsprozessen mit anschließender teilweiser Reaktivierung bestehen, die im Alter zu akzelerieren scheinen. Auch ist die Faserabgrenzung im Schnitt beim Älteren nicht so exakt und klar sondern eher etwas „verlaufener“, was vor allem bei den Typ II-Fasern auffällig ist. Dies könnte ein Zeichen für den beginnenden Untergang von den Muskelfasern sein, die im Alter weniger gebraucht werden und Hinweise auf Interventionsmöglichkeiten (Krafttraining) geben. Ähnliches spiegelt auch die Atrophieentwicklung wider, die für die roten Fasern bei 88jährigen 25% und bei den weißen 57% betrug.
Die Kapillardichte nimmt beim älteren Muskel ab, wenn man die Anzahl der Kapillaren auf die Anzahl der Muskelfasern bezieht.
Berücksichtigt man aber das Verhältnis zum Muskelquerschnitt, bleibt sie im Alter konstant oder nimmt sogar zu. Die Anzahl der motorischen Einheiten nimmt mit dem Alter ab und dies beschleunigt ab einem Alter von 60 Jahren. Zunächst betrifft dies in erster Linie weiße Muskelfasern (so dass sich die prozentuale Zusammensetzung zunächst verschiebt), später aber auch die roten Fasern. Betrachtet man die MHC-Isoformen so überrascht ein hoher Anteil von Fasern (28,5%), die gleichzeitig MHC-I und MHC-IIA enthalten, während bei jüngeren diese Kombination nur in 1-5% der Fälle. Wenn man eine Faser der Länge nach untersucht, so erkennt man eine Faserumwandlung in Teilen der Zelle.
Dies spricht für einen Verlust der Koordination in der Fasersteuerung im Alter.
U.K. (Andersen JL: Muscle fiber type adaptation in the elderly human muscle. Scand J Sci Sports 13 (2003) 40-47)     Alter und Leistungsfähigkeit

Gendoping

„Repoxygen haben wir im Kühlfach”
Von Hans-Joachim Waldbröl

31. Januar 2006 Aus Oxford kam am Montag ein Dementi zum Thema Gendoping. "Wir stellen Repoxygen nicht her, der Wirkstoff ist in unserem Kühlfach eingefroren", versicherte Professor Alan Kingsman, vormaliger Lehrstuhlinhaber für Biochemie an der renommierten englischen Universität und 1996 Gründer der Pharmafirma "Oxford BioMedica", auf Anfrage der F.A.Z.

 

Im E-Mail-Verkehr des früheren Leichtathletiktrainers Thomas Springstein, bei dessen Hausdurchsuchung Mitte 2004 neben zahlreichen Dopingmitteln ebenfalls elektronische Daten sichergestellt wurden, spielt der Einsatz von "Repoxygen" eine Schlüsselrolle
(Siehe: FAZ.NET-Spezial: Das Zeitalter des Gendopings hat begonnen). Es dient, wie bislang offiziell nur im Versuch mit Mäusen nachgewiesen, der genetischen Förderung der körpereigenen Produktion von Erythropoeitin (Epo), das die Ausschüttung der roten Blutkörper steuert. Im Leistungssport ein relevanter Effekt, weil eine Vermehrung von Epo zugleich eine erhöhte Kapazität des Sauerstofftransportes bedeutet - und mithin eine Steigerung der Ausdauerfähigkeit von Athleten bewirkt.

Längst überholte Befürchtung?

Daß die unter Umständen lebensbedrohliche Steigerung des Hämoglobinanteils sich durch den Einsatz von Repoxygen zwar anregen lasse, aber bislang noch nicht bekannt sei, ob sich die Produktion auch wieder stoppen lasse, könnte eine längst überholte Befürchtung sein. In einer Schrift, mit der Oxford BioMedica seine Erkenntnisse am 27. Oktober 2004 beim europäischen Patentamt in München registrieren ließ, wird sehr wohl festgestellt: Repoxygen steigere zwar die körpereigene Epo-Produktion; aber wenn der Körper, populär ausgedrückt, seinen erhöhten Bedarf feststelle, fahre er die Produktion der roten Blutkörperchen wieder herunter.

Diese Erkenntnis deckt sich mit dem Wissen des Heidelberger Molekularbiologen und Dopingforschers Professor Werner Franke, dem die neueste Patentschrift des englischen Wissenschaftlers vorliegt. Professor Kingsman erwähnt von diesen Forschungserkenntnissen seiner Biochemiker nichts, beruft sich aber auf "vorklinische Studien" zwischen 2000 und 2002 mit dem Wirkstoff Repoxygen - getestet aber eben nur an Mäusen. Warum Oxford BioMedica keine weitere Erfahrung mit der humanmedizinischen Anwendung gesammelt und nicht versucht hat, auf der Basis seiner "extrem erfolgreichen vorklinischen Studien" in die Herstellung und Verbreitung einzusteigen, begründet der BioMedica-Chef mit einem kommerziellen Motiv: "Wir haben keine realistische Chance gesehen, auf dem Weltmarkt den Wettstreit mit dem amerikanischen Unternehmen Amgen zu gewinnen, das einen enormen Absatz vom künstlich hergestellten Epo hat." Die Medikamente dienen der Behandlung von Anämiekranken.

Beratung des IOC

Gleichwohl räumt Kingsman ein, daß es "für jedes biochemische Institut einer guten Universität eine Leichtigkeit ist", die genetisch wirksame Substanz herzustellen. Und auf die Frage angesprochen, ob eine Herstellung in irgendwelchen biochemischen Labors den Einsatz der Substanz im Hochleistungssport wahrscheinlicher mache, sagt Kingsman: "Definitiv ja".

Der englische Biochemiker hat nach eigenem Bekunden sportlichen Institutionen, die ihr Wissen über Gendoping erweitern wollten, die Zusammenarbeit angeboten: "Wir beraten gerne, ob es das Internationale Olympische Komitee (IOC) oder die deutsche nationale Anti-Doping-Agentur ist." Ein Austausch sei sogar schon vor knapp drei Jahren erfolgt: "2003 haben wir auf eine Anfrage der medizinischen IOC-Kommission reagiert."

Text: F.A.Z., 31.01.2006, Nr. 26 / Seite 31  www.faz.net

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Der aktuellste Leistungsbeschleuniger aus der Welt der Biomedizin heißt „Repoxygen“, eine Substanz, die als Medikament nicht zugelassen ist. „Repoxygen“ könnte die Grundlage sein für die vermehrte Produktion des Hormons Erythropoietin (Epo), was zu einer unnatürlich starken Erzeugung der leistungssteigernden roten Blutkörperchen führen kann - der Athlet ist gedopt, er pfuscht, wobei Gerüchten zufolge das Tolle für ihn darin liegt, dass ihm das noch niemand nachweisen kann.

Der zurzeit angeklagte Leichtathletik-Trainer Thomas Springstein wird genau das gewusst haben, er hat sich ja via E-Mail als jemand geoutet, der gern „Repoxygen“ bestellen würde. Für seine bisweilen noch minderjährigen Athleten.

Es zeichnet den Kölner Analytiker Wilhelm Schänzer als obersten Athleten-Ankläger in Sachen Doping aus, dass er der Diskussion die Aufgeregtheit nehmen möchte; bisher ist ja die Rede davon gewesen, die unkontrollierte Einnahme von „Repoxygen“ könne zum Tod führen. Schänzer jedoch schließt eine Wirkung von „Repoxygen“ für den Menschen aus - weil die Substanz gar nicht für den Menschen entwickelt worden sei.
 

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Gentechnik
Gene für den Weltrekord
Die Grundlagen des Gen-Dopings

Mit gentherapeutischen Verfahren wollen Mediziner Patienten helfen, deren Muskeln auf Grund von Alter oder Krankheit zurückgegangen sind. Aber auch Spitzenathleten haben ein Auge darauf geworfen, um so ihre Leistung zu steigern. Wann wird Gen-Doping die Natur des Sports verändern?
Am 10. Februar ist es wieder so weit: Die XX. Olympischen Winterspiele werden feierlich in Turin eröffnet. Während die weltbesten Individuen in Sachen Fitness die äußersten Grenzen menschlicher Stärke, Schnelligkeit und Beweglichkeit austesten, mögen sich manche von ihnen vielleicht auch auf eine neuere, weniger begeisternde olympische Tradition einlassen: den Gebrauch von leistungssteigernden Medikamenten. Ungeachtet der wiederholten Skandale bleibt Doping für viele Athleten unwiderstehlich - und sei es nur, um mit Konkurrenten Schritt zu halten, die es ebenfalls tun. Dort wo nur der Sieg zählt, werden Sportler jede Gelegenheit ergreifen, um wenige zusätzliche Sekundenbruchteile an Geschwindigkeit zu gewinnen oder ihre Ausdauer ein wenig zu steigern.

Turin 2006
Doch inzwischen mehren sich die Befürchtungen, dass eine neue Art des Dopings auf uns zukommt, die nicht nachweisbar und daher viel schwieriger zu verhindern sein wird. Behandlungsstrategien, die Muskeln regenerieren, ihre Stärke steigern und sie vor dem Abbau schützen, um Muskelschwunderkrankungen zu therapieren, werden bald das Stadium klinischer Studien beim Menschen erreichen. Darunter sind auch Therapieansätze, bei denen die Patienten ein künstliches Gen bekommen, das über Jahre im Körper bleiben kann und große Mengen natürlicher Proteine produziert, die dem Muskelaufbau dienen.

Alles für den Sieg

Diese Art der Gentherapie soll Menschen helfen, die an Muskeldystrophien leiden. Doch auch für Athleten, die sich dem Doping verschrieben haben, könnte damit ein Traum wahr werden: Die Moleküle lassen sich nicht von ihren natürlichen Gegenstücken unterscheiden und entstehen nur lokal in den Muskelgeweben. Sie gelangen nicht in die Blutbahn, sodass sie auch in einer Urinprobe nicht nachgewiesen werden können. Die internationale Anti-Doping-Behörde (WADA) hat bereits Wissenschaftler aufgefordert, Verfahren zu finden, mit denen sich Gentherapie als neueste Variante des Dopings verhindern lässt. Aber sobald gentherapeutische Behandlungsstrategien die klinischen Studien verlassen und sich immer weiter etablieren, könnte es unmöglich werden, Athleten den Zugriff darauf zu verweigern.

Dabei sind die Methoden, welche die Muskulatur genetisch verbessern sollen, nicht für Spitzensportler entwickelt worden. Mit ihnen wollte man vielmehr einen alters- oder krankheitsbedingten Abbau der Skelettmuskulatur verhindern. So fehlt auf Grund einer Genmutation bei einer der häufigsten und schwersten Muskelschwunderkrankungen - der Duchenne-Muskeldystrophie - das Protein Dystrophin. Es schützt Muskelfasern vor Verletzungen, die während der normalen Bewegung auftreten können. Fehlt das Protein, dann sterben die Muskelfasern ab und werden durch Bindegewebe und Fett ersetzt.


Muskelfaser
Doch auch mit Dystrophin werden die Muskelfasern beim normalen Gebrauch verletzt. Tatsächlich gehen Wissenschaftler davon aus, dass mikroskopisch kleine Risse in den Fasern, die während des Trainings entstehen, für den Körper ein Signal darstellen, neue Muskelmasse aufzubauen. Dabei spielen sowohl wachstumsfördernde als auch wachstumshemmende Faktoren eine wichtige Rolle.

Einer davon ist der Wachstumsfaktor IGF-1 (insulin like growth factor). Unsere Arbeitsgruppe an der Universität von Pennsylvania versuchte zusammen mit Nadia Rosenthal und ihren Mitarbeitern von der Harvard-Universität, mit IFG-1 die Muskelfunktion zu verändern. Wir wussten, dass das IGF-Protein innerhalb von Stunden abgebaut wird, wenn wir es einfach in den Muskel injizieren. Wenn aber das entsprechende Gen erst einmal in einer Zelle eingebaut ist, dann sollte es für die Lebensdauer dieser Zelle weiter funktionieren - und Muskelfasern erweisen sich als äußerst langlebig. Eine einmalige Gabe des IFG-1-Gens könnte möglicherweise bei älteren Menschen für den Rest ihres Lebens ausreichen.

Viren als Gentaxi

Doch wie bringt man ein ausgewähltes Gen in das gewünschte Gewebe? Wie viele andere Forscher wählten wir ein Virus als Transportvehikel. Das zu den Parvoviren gehörende Adeno-assoziierte Virus (AAV) infiziert menschliche Muskelzellen, löst aber keine bekannten Krankheiten aus. Ein zusätzliches künstliches Gen bewirkte, dass IGF-1 nur im Skelettmuskel produziert wurde. Tatsächlich stieg in jungen Mäusen nach Injektion dieser AAV-IGF-1-Kombination die Wachstumsrate der Muskulatur um 15 bis 30 Prozent - obwohl sich die Mäuse kaum bewegten. Und als wir das Gen in die Muskeln ausgewachsener Mäuse injizierten und sie alt werden ließen, nahm ihre Muskulatur nicht mehr ab.

Im nächsten Schritt stellte Rosenthal genetisch veränderte Mäuse her, die IGF-1 im gesamten Skelettmuskel überproduzierten. Abgesehen von ihrer zwischen 20 bis 50 Prozent größeren Muskulatur entwickelten sie sich vollkommen normal. Auch im Alter behielten die Nager ihre Fähigkeit zur Muskel-Regeneration, wie sie für jüngere Tiere typisch ist. Und der IGF-1-Spiegel war nur in den Muskeln erhöht - nicht im Blutstrom. Dies ist wichtig, da hohe Mengen an zirkulierendem IGF-1 Herzprobleme verursachen und das Krebsrisiko erhöhen können. Weitere Experimente zeigten, dass die Überproduktion an IGF-1 die Muskelreparatur beschleunigt - selbst in Mäusen mit einer schweren Form von Muskeldystrophie.

Genetisch fitte Ratten

Die gesteigerte lokale IGF-1-Produktion bringt uns dem zentralen Ziel einer Gentherapie zum Kampf gegen Muskelschwunderkrankungen näher: Die enge Verbindung zwischen Muskeleinsatz und seiner Größe wird durchbrochen. Dass dieses simulierte Muskeltraining auf Spitzensportler anziehend wirkt, ist nahe liegend - könnten doch die gleichen gentherapeutischen Methoden dazu benutzt werden, die Leistung gesunder Muskeln zu steigern. Gemeinsam mit dem Sportphysiologen Roger Farrar von der Universität von Texas haben wir diese Theorie überprüft [1].

Wir injizierten AAV-IGF-1 in jeweils ein Bein von Laborratten und unterzogen die Tiere einem achtwöchigen Training. Danach hatten die mit AAV-IGF-1 behandelten Muskeln beinahe doppelt so viel an Stärke gewonnen wie die unbehandelten. Außerdem büßten sie ihre Stärke viel langsamer ein als die normalen Muskeln. Selbst bei ruhenden Ratten sorgte AAV-IGF-1 für einen 15-prozentigen Muskelzuwachs - ähnlich wie wir es in den früheren Mausexperimenten gesehen hatten. Bis jedoch Muskeldydtrophien beim Menschen tatsächlich mit AAV-IGF-1 gentherapeutisch behandelt werden, dürfte noch mindestens ein Jahrzehnt vergehen.

Es gibt jedoch noch einen weiteren Ansatz, um das Muskelwachstum zu fördern: Medikamente, die das Protein Myostatin blockieren. Dieses Protein scheint während der gesamten Embryonalentwicklung sowie beim Erwachsenen das Muskelwachstum zu hemmen und fördert möglicherweise den Schwund, wenn der Muskel weniger beansprucht wird. Experimente mit gentechnisch veränderten Mäusen weisen darauf hin, dass die Abwesenheit dieses Antiwachstumsfaktors zu erheblich gesteigerter Muskelmasse führt - sowohl durch übermäßige Vergrößerung als auch durch Vermehrung der Muskelfasern.

Blockierte Blockade

Pharmazeutische und biotechnologische Unternehmen arbeiten bereits an einer Reihe von Myostatin-Inhibitoren - schließlich erregt die Möglichkeit, Masttiere mit höherem Fleischgehalt zu züchten, ein erhebliches kommerzielles Interesse. Die Natur hat bereits mit Rinderrassen wie dem "Belgian Blue" und dem Piemonteser-Fleischrind Beispiele geliefert, die den Effekt einer Myostatin-Blockade zeigen. Beide Rassen produzieren auf Grund einer Mutation eine verkürzte, nutzlose Myostation-Variante. Ihre schier maßlose Muskulatur wirkt noch beeindruckender, weil die Abwesenheit von Myostatin auch die Fetteinlagerung beeinträchtigt.

Als erste Myostatin blockierende Medikamente wurden Antikörper gegen Myostatin entwickelt, wovon einer demnächst in klinischen Studien mit Muskeldystrophie-Patienten getestet werden soll. Ein anderer Ansatz ahmt die Mutation der Rinder nach: Eine kleinere Variante des Myostatins dockt zwar an die entsprechenden Bindungsstellen an - und verdrängt damit normales Myostatin -, bleibt aber ansonsten wirkungslos. Mäuse, denen dieses synthetische Protein injiziert wird, entwickeln eine Skelettmuskel-Hypertrophie.

Myostatin blockierende Substanzen haben auch eine nahe liegende Anziehung auf gesunde Menschen, die ihre Muskulatur schneller wachsen lassen möchten. Sie können leicht verabreicht werden - und lassen sich sofort wieder absetzen -, sie sind aber auch für Sportaufsichtsbehörden leicht mit einem Bluttest nachzuweisen.

Schwerer Nachweis

Anders sieht es dagegen bei einem gentherapeutischen Ansatz aus: Das Genprodukt kann ausschließlich im Muskel gefunden werden - nicht im Blut oder Urin - und wäre identisch zu seinem natürlichen Gegenstück. Nur mit einer Muskelbiopsie ließe sich ein spezifisches künstlich hergestelltes Gen oder ein Virus als Genfähre nachweisen. Jedoch sind viele Menschen natürlicherweise mit Adeno-assoziierten Viren infiziert, sodass ein Test keinen Aufschluss über Doping geben könnte. Außerdem dürften die wenigsten Sportler vor einem Wettkampf einer invasiven Biopsie zustimmen, weshalb diese Art von genetischer Verbesserung praktisch unsichtbar bleiben müsste.

Und wie verkraftet der Körper ein rapides Muskelwachstum von 20 bis 40 Prozent? Könnte ein Athlet, der mit genetisch aufgeblasener Muskulatur in den Wettkampf steigt, genügend Kraft ausüben, um seine eigenen Knochen zu brechen oder seine Sehnen zu zerreißen? Wahrscheinlich nicht. Hier ist die Gefahr bei älteren Menschen, deren Knochen durch Osteoporose geschwächt sind, viel größer. Bei gesunden jungen Menschen sollte ein sich über mehrere Wochen oder Monate erstreckendes Muskelwachstum den stützenden Skelettelementen Zeit geben, ebenfalls zu wachsen, um ihren neuen Anforderungen gerecht zu werden.

Dies sind nur wenige der vielen Fragen, die mit Tierversuchen geklärt werden müssten, bevor genetische Methoden für eine reine Leistungssteigerung bei Gesunden auch nur in Betracht gezogen werden kann. Dennoch: Wenn die Gentherapie kurz davor steht, sich zu einer echten medizinischen Behandlungsstrategie zu entwickeln, ist es bis zum Gen-Doping nicht mehr weit. Dabei stellt die Vergrößerung der gesamten Muskulatur nur einen möglichen Weg dar. Bei Sportarten wie Sprinten könnten regulierende Gene, die Muskelfasern in den schnellen Typ umwandeln, ebenso begehrenswert erscheinen. Für Marathonläufer wäre dagegen eine Steigerung der Ausdauer ausschlaggebend.

Mit Epo zum Erfolg?

Aller Wahrscheinlichkeit nach wird der Muskel das erste Ziel für genetische Verbesserung sein, aber andere könnten schließlich folgen. Die Ausdauer wird zum Beispiel auch durch die Sauerstoff-Menge beeinflusst, welche die Muskeln erreicht. Erythropoietin ist ein natürlich vorkommendes Protein, das die Entwicklung Sauerstoff transportierender roter Blutkörperchen anregt. Seine synthetische Form, ein Medikament namens Epoietin oder kurz Epo, wurde entwickelt, um Blutarmut zu behandeln. Vielfach haben es jedoch Sportler missbraucht - am offensichtlichsten bei der Tour de France 1998: Ein komplettes Team musste damals vom Rennen ausgeschlossen werden. Trotzdem geht der Epo-Missbrauch im Sport weiter.

Bei Tieren wurde bereits versucht, per Gentransfer die Erytropoietin-Produktion anzuregen - mit Ergebnissen, die vor Augen führen, welche potenziellen Gefahren hier lauern: 1997 und 1998 hatten Wissenschaftler künstliche Erythropoietin-Gene bei Affen eingebaut. In beiden Experimenten verdoppelte sich die Zahl der roten Blutkörperchen der Tiere innerhalb von zehn Wochen. Dadurch wurde das Blut so dick, dass es regelmäßig verdünnt werden musste, um ein Herzversagen zu verhindern.

Fluch oder Segen?

Die britische Firma Oxford Biomedica produziert bereits eine Arznei namens "Repoxygen", die sowohl die genetische Bauanleitung für Epo als auch virales Erbgut als Genvektor enthält. Die Befürchtungen werden daher immer lauter, dass hier ein großer Markt für gentechnische Manipulationen am Menschen heranwächst - so wie technisch versierte Personen sich der Herstellung und dem Verkauf so genannter Designerdrogen verschrieben haben. Einen solchen Missbrauch zu überwachen, wird sich auf Grund mangelnder Nachweismethoden als deutlich schwerer erweisen denn bei herkömmlichen Medikamenten.

Allerdings werden einige dieser Gentherapien in den kommenden Jahrzehnten als sicher gelten und für alle zur Verfügung stehen. Falls in Zukunft gentechnische Verbesserungen umfassend eingesetzt werden, um die Lebensqualität zu steigern, dann wird die ethische Haltung der Gesellschaft zur Manipulation unserer Gene wahrscheinlich ganz anders aussehen als heute. Manche Sportfunktionäre räumen bereits ein, dass muskelregenerierende Therapien durchaus nützlich sein könnten, damit sich Sportler von Verletzungen erholen können.

Werden wir also eines Tages dank Gentransfer aus der ganzen Menschheit Superathleten machen? Obwohl sie noch in den Kinderschuhen steckt, birgt die Gentechnik sicherlich ein schreckliches Potenzial, sowohl für den Sport als auch für unsere Gesellschaft. Die ethischen Streitfragen rund um die genetische Verbesserung sind vielfältig und komplex. Wir sollten darüber debattieren, bevor diese Macht eingesetzt wird.

 

Lee Sweeny

Der Autor leitet die Abteilung für Physiologie an der Medizinischen Fakultät der Universität von Pennsylvania in Philadelphia.

http://www.wissenschaft-online.de 04. Februar 2006

Quellen:

[1] Journal of Applied Physiology 96: 1097-1104 (2004), Abstract

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Unternehmen soll Gendoping-Nachweis entwickeln
Dortmund (dpa) - Ein Verfahren zum Nachweis von Gendoping soll das Dortmunder Biotechnologieunternehmen Chimera Biotec im Auftrag der Welt-Anti-Doping-Agentur
(WADA) entwickeln.
Wie die Wirtschaftsförderung Dortmund mitteilte, arbeitet das Unternehmen dabei mit einer Forschergruppe der Sporthochschule Köln zusammen. Zunächst soll die grundsätzliche Machbarkeit eines solchen Nachweisverfahrens geklärt werden, hieß es. Anschließend soll ein standardisierter Dopingtest entwickelt werden.
Gendoping, bei dem manipulierte Erbanlagen in die Zellen eingeschleust werden, ist den Angaben zufolge mit konventionellen Methoden bislang nicht nachzuweisen. In diesem Fall produzieren die Zellen des Athleten leistungssteigernde Substanzen, wie zum Beispiel das Hormon Erythropoietin (EPO). Während die Einnahme von körperfremden EPO mit herkömmlichen Tests nachgewiesen werden kann, ist das mittels Gendoping von den eigenen Zellen produzierte EPO für die Kontrolleure bisher nicht aufzuspüren.
Abhilfe schaffen soll nun eine Technologie mit der Bezeichnung «Imperacer». Die Nachweisgrenze liege im Vergleich zu ähnlichen Verfahren bei einem Tausendstel der bislang feststellbaren Menge, hieß es.10 März 2006

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LEISTUNGSSTEIGERUNG / Studie ist neuen Formen des Sportbetrugs auf der Spur
Der eigene Körper als Doping-Produzent
Veränderte Gene als Versuchung nicht nur im Spitzenbereich - Suche nach Kontrollmöglichkeiten

Der gen-manipulierte Super-Athlet ist Realität. Unter Mäusen. Nun stellt sich die Frage, ob es so skrupellose Sportler und Wissenschaftler gibt, die solche Versuche auf den Menschen übertragen. Einige Doping-Fachleute befürchten das. Schließlich lockt ein ganz großes Geschäft.
Die Dortmunder Firma Chimera Biotec und die Deutsche Sporthochschule Köln haben von der Welt-Anti-Doping-Agentur einen Auftrag: Sie sollen ein Verfahren finden, mit dem Gen-Doping nachgewiesen werden kann. Der Leiter der Kölner Arbeitsgruppe, Patrick Diel, gibt sich keinen Illusionen hin. Einen schnellen Erfolg gibt es dabei nicht. Für die Jagd auf solche Betrüger braucht es langen Atem. Sie greifen auf alles zurück, was Erfolg verspricht. Bestes Beispiel ist der Balco-Skandal um die Designer-Droge THG, die Leichtathleten wie Kelli White (USA) und den Briten Dwain Chambers zu Höchstleistungen trieb. Diel: "Das ist richtig dreckiges Zeug. Bevor die Sportler es bekommen haben, wurde es nicht mal an Mäusen getestet. Der einzige Vorteil war, dass es niemand kannte." Diese Erfahrungen nähren Diels Verdacht, dass Gen-Doping keine Fiktion mehr ist: "Es ist in Tierversuchen machbar. Es gibt Wissenschaftler, die geil darauf sind, Menschen zu klonen. Es gibt Athleten, die danach geifern, ihre Muskeln um einen Zentimeter sprießen zu lassen." Einem amerikanischen Kollegen haben sich dutzendweise Athleten als Versuchspersonen angeboten. Da liegt es nahe, dass solche Versuche irgendwann auch gemacht werden. Es geht nicht um die Produktion eines geklonten Super-Athleten. Es geht um den Missbrauch der Gen-Therapie, um die Steigerung von Muskelmasse, längere Muskelfasern und die körpereigene Produktion von Ausdauer- oder Wachstumshormonen. Vor allem geht es darum, dass der Betrug nicht nachweisbar ist, weil der Körper sein Doping selbst produziert, und die Fahnder nicht wissen, nach was sie suchen sollen. Die Gen-Forschung läuft auf Hochtouren. Getestet wird an Tieren. Ehe ein Mensch mit einem neuen Präparat behandelt werden darf, muss die Ethikkommission zustimmen. Was sie nur bei Patienten tut, die mit herkömmlichen Therapien keine Chance haben. Wer auf den Missbrauch aus ist, den interessieren diese Vorgaben nicht. Manche Menschen sind von Natur aus besonders ausgestattet. So fanden Molekularbiologen im Erbgut des in den 60er Jahren dominierenden Ski-Langläufers Eero Mantyranta eine seltene genetische Mutation, die ihn das Epo-Hormon besser aufnehmen ließen. Erythropoietin (Epo) kurbelt die Produktion roter Blutkörperchen an, die wiederum für den Transport des Sauerstoffs verantwortlich sind. Ähnlich der Fall eines Jungen, dessen Körper kein Myostatin produziert. Dieses Protein hemmt das Muskelwachstum. Fehlt es, wachsen die Muskeln stark. Einen ähnlichen Defekt haben Rinder der Rasse "Belgian Blue", die doppelt so viel Muskelmasse besitzen wie ihre Artgenossen. Gen-Forscher hoffen nun über die Hemmung des Myostatins Kindern helfen zu können, die an einem Abbau der Skelett- und Herzmuskulatur leiden. "Aber wenn die Myostatin-Hemmung funktioniert, ist das auch die perfekte Life-Style-Droge. Fettpölsterchen schwinden, Muskeln wachsen", sagt Diel. Wer den Weg findet, die Produktion des Myostatins zu hemmen - egal ob auf pharmakologischem oder genetischem Weg - wird dankbare Abnehmer finden. 1997 erblickten Mäuse mit gehemmtem Myostatin und entsprechenden Super-Muskeln das Licht der Welt. "Die sehen aus, als hätten sie mit Schwarzenegger trainiert", beschreibt Diel, was in den Labor-Kellern vor sich geht. Für noch mehr Schlagzeilen sorgten die Marathon-Mäuse. Von US-Forschern aufs Laufband gesetzt, rannten sie 1800 Meter, ehe sie umkippten. Ihre Artgenossen im Feld machen schon nach der Hälfte schlapp. Auch hier ist ein verändertes Gen im Spiel, mit dessen Hilfe vermehrt das Protein PPARDelta in den Muskeln produziert wird. Dadurch nahmen Mäuse, die mit einer fettreichen Diät beglückt wurden, ein Drittel weniger zu als die Konkurrenz. Stattdessen bauten sie Muskeln auf, die für die Ausdauer wichtig sind. Die Tiere verhielten sich wie Hochleistungssportler, und das ganz ohne Training. Verlockende Aussichten für die einen, erschreckendes Szenario für die anderen. Die Gene können relativ einfach in den Körper eingeschleust werden. Beispiel Epo. "Dafür gibt es schon Anleitungen wie für die Backmischung von Dr. Oetker", sagt Diel. Im Tierversuch ist alles durchexerziert: Das Epo-Gen wird zusammen mit einem Plasmid in die Skelettmuskulatur gespritzt. Plasmide sind Moleküle, die das Gen in sich tragen und an die Zellen liefern. Als Fähre gewissermaßen. Einmal dort angekommen, wird das Gen aktiviert. Die Gefahr dabei: Das Gen arbeitet unkontrolliert. Die roten Blutkörperchen vermehren sich derart, dass das Blut extrem dickflüssig wird und das Herz versagt. Ein Problem, das auch vom Doping mit künstlichem Epo bekannt ist. Doch die Wissenschaft hat darauf reagiert: "Es wurde ein Weg gefunden, wie das Gen mit einer Hautcreme ein- und ausgeschaltet werden kann", schildert Diel. Der Hämatokrit, Messwert für die Zähigkeit des Blutes, war bei den gen-veränderten Mäusen normal. Dann wurden sie eingecremt, und innerhalb von zwei Stunden schnellte der Wert hoch. Ließ die Konzentration nach, sank er wieder. Die Erfolge der Gen-Forschung geben schwer kranken Menschen Hoffnung. Aber abgesehen von ethischen Bedenken eröffnen sie eine neue Dimension der Sportmanipulation. "Es ist eine weitere Möglichkeit des Betrugs. Allerdings eine, die leichter, gezielter und individueller eingesetzt werden kann", sagt Diel. Er warnt davor, die Augen zu verschließen: "Auch an Epo-Doping hat lange niemand geglaubt. Oder an Wachstumshormone. Die gab es nicht, bis die chinesischen Schwimmer am Zoll mit Koffern voller Ampullen erwischt wurden." Diel kommt aus der Pharmaindustrie, nutzt seine Kontakte, um herauszufinden, an was dort gearbeitet wird und was sich für den Sport missbrauchen lässt. So entdeckte er früh das Potenzial des Myostatins: "Wenn jemand es schafft, an die Antikörper zu kommen, die das Myostatin blockieren, hat er das ideale Doping-Mittel." Schwieriger Nachweis Voraussetzung für einen effektiven Nachweis des Myostatin-Dopings ist die Kenntnis über die Steuerung des Gens. Diese wird in der Kölner Studie erforscht. Dort werden die Myostatin-Stoffwechselmuster von jungen Männern bei unterschiedlicher körperlicher Belastung untersucht. Wie das neue Nachweisverfahren letztlich aussehen wird, wann es auf den Markt kommt - all das ist nicht absehbar. "Wir betreiben Grundlagen-Forschung. Klar ist, dass wir um Blutkontrollen nicht herumkommen", sagt Diel. Dank der von der Firma Chimera entwickelten Technologie genügen ein paar Tropfen Blut aus dem Ohrläppchen für einen Test. Das wäre eine Verbesserung zum aktuellen Test, bei dem Blut aus der Vene abgenommen werden muss. "Auf jeden Fall müssen wir weg davon, uns ständig um diesen blödsinnigen Urin zu kümmern. Der aktuelle Epo-Test ist für mich eine einzige Farce", kritisiert Diel. Es gibt also genug zu tun für die Doping-Fahnder. "Langweilig wird es jedenfalls nicht", meint der 43-Jährige schmunzelnd. Nicht mal beim Marathon-Training. Da wurde Diel kürzlich von einem Läufer angesprochen, der "ein bisschen" Epo haben wollte. "Der hat gemeint, ich säße an der Quelle. Als ich ihm klar machte, dass ich in der Doping-Prävention arbeite, hat er sich schnell davongemacht." Das zeigt, dass auch jenseits des Spitzensports ein ertragreiches Feld für Doping-Händler liegt. "Ehrgeizige Athleten probieren alles. Sie nehmen sogar den Tod in Kauf", vermutet Diel. Fakt ist: Irgendwann wird der erste gen-manipulierte Sportler unterwegs sein. Wissen werden wir es erst, wenn ein Beteiligter auspackt oder ein Test funktioniert hat.
SWP - 05.04.2006  http://www.hz-online.de

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Gendoping: Hochsensitives Nachweisverfahren für transgene DNA vorgestellt

Spezialisten befürchten seit einiger Zeit die Anwendung genetischer Manipulationen im Spitzensport. Beim so genannten Gendoping wird DNA von leistungsrelevanten Genen in die Körperzellen der Sportler eingeschleust. Diese transgene DNA sorgt dann vor Ort für eine erhöhte Produktion körpereigener leistungssteigernder Stoffe. Möglich wird dies beispielsweise durch die Verwendung geeigneter Viren als Genfähren, die transgene DNA entweder ins menschliche Genom integrieren oder im Zellplasma einlagern können. Das resultierende Genprodukt ist mit der natürlichen Substanz identisch und lässt sich daher nicht nachweisen. Perikles Simon von der Abteilung Sportmedizin der Medizinischen Universitätsklinik Tübingen hat jetzt ein Verfahren entwickelt mit dem sich geringste Spuren transgener DNA auch im Blut nachweisen lassen.08.05.2006

Quelle: idw/Universitätsklinikum Tübingen

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Medizinische Universitätsklinik Tübingen 12.05.2006
Aus für Gendoping-Sünder
Neue Methode kann transgene DNA im Blut nachweisen
Forscher der Abteilung Sportmedizin der Medizinischen Universitätsklinik Tübingen haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Gendoping im Blut nachweisen lässt. Bei Gendoping wird DNA der Gene, die die Leistungsfähigkeit eines Sportlers mitbestimmen, in die Körperzellen eingeschleust. Diese transgene DNA sorgt dann vor Ort für eine erhöhte Produktion körpereigener leistungssteigernder Stoffe. Das resultierende Genprodukt ist mit der natürlichen Substanz identisch und hat sich bisher nicht nachweisen lassen. Zwar zielt der Einsatz der Gentherapie in erster Linie auf klinische Anwendungsbereiche. Dennoch befürchten Spezialisten, dass im Spitzensport künftig genetische Manipulationen in Form von Gendoping angewendet werden.
"Gendoping ist sicherlich eine Gefahr für die Zukunft", bestätigt Günter Gmeiner, Leiter des Doping-Kontroll-Labors des Austrian Research Centers Seibersdorf, die allgemeine Annahme im pressetext-Interview. Gendoping sei prinzipiell anders als die gängigen Dopingprodukte, die nur kurzfristig wirken und wovon die Sportler meistens völlig regenerieren. " Bei Gendoping hingegen ist nicht vorherzusagen, wie das Gen sich verhält. Auch gibt es keine Möglichkeit, es wieder aus dem Körper loszuwerden". Neben dem Verfahren, das bereits jetzt ein künstlich hergestelltes Epo-Hormon nachweisen kann, besteht daher auch ein Bedürfnis nach Gendoping-Testverfahren für andere Gene, so Gmeiner.
Ein geeignetes Gendoping-Testverfahren sollte in der Lage sein, in einer gängigen Blutprobe von rund 10 ml zumindest einige Moleküle transgener DNA nachzuweisen. Hieraus erwachsen allerdings zwei erhebliche technische Schwierigkeiten. Zunächst einmal ist das Massenverhältnis zwischen der gesamten in der Blutprobe vorhandenen DNA und der transgenen DNA etwa mit dem Faktor 1014 anzusetzen. Hinzu kommt, dass die transgene DNA in einer durchschnittlichen Blutprobe mit rund zwei bis zehn Millionen Molekülen der im Gesamtpool vorhandenen DNA fast identisch ist.
Es fehlt transgener DNA allerdings an bestimmten Sequenzabschnitten, die in fast jedem menschlichen Gen vorhanden sind - so genannte Introns. Mit Hilfe dieses Unterschieds und durch Einsatz und Modifikation der sich bereits als erfolgreich erwiesenen single cell PCR, die zur Vervielfältigung von DNA eingesetzt werden kann, entwickelten die Forscher der Universität Tübingen ein Verfahren, dass die wichtigsten dopingrelevanten transgenen DNAs hochsensitiv nachweisen kann. In Laborversuchen ist es auf diese Weise gelungen, in der Gesamt-DNA aus 2 ml Blut vier Moleküle zuvor zugegebener transgener DNA spezifisch nachzuweisen. Ziel ist es nun, die Methode so weiter zu entwickeln, dass sie letztendlich auch für den Einsatz als Nachweisverfahren von Gendoping in Frage kommt.
Weitere Informationen: www.medizin.uni-tuebingen.de
www.antidoping.at
www.arcs.ac.at

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