Gendoping og muskelbehandling

Antidopingbevegelsen blir ikke arbeidsledig på lenge. Om en halv mannsalder kan vi få neste generasjons ytelsesfremmende juksemidler i form av gendoping eller treningspillen.

GENFORSKNING: – Med genteknologiske metoder klarer vi i dag å manipulere små fragmenter av muskelvev, sier professor Kristian Gundersen. Foto: Ola Sæther(©)

Kroppsfikserte ”bolere” og toppidrettsutøvere som doper seg, kan dermed vente seg nye virkemidler. Selv om antidopingbevegelsen får kontroll over dagens kjemiske dopingmidler, kan genteknologi ta over dette lukrative, illegale markedet.

Men det vil selvfølgelig ikke skje uten en viss risiko. At muskler er manipulert til økt ytelse og aktivitetsnivå gjennom genteknologiske metoder, kan lett avdekkes med analysemetoder.

Manipulerer muskler

Professor Kristian Gundersen ved Institutt for molekylær biovitenskap ved Universitetet i Oslo er ikke spesielt glad for at det er potensiell kriminell utnyttelse av hans forskning som trekkes fram. I dag er gendoping ikke mulig.

Gundersen ser likevel ikke bort fra at vi i løpet av noen tiår har funnet effektive metoder for å manipulere muskler ved genterapi, og dermed også for å kunne lage en ”treningspille”. Han henviser blant annet til sin svenske kollega Bengt Saltin i IOCs antidopingkomité. I september 2000 fikk Saltin førstesiden i tidsskriftet Scientific American for en artikkel om muskler og gener. I artikkelen beskriver han hvordan gener og cellebiologi kan forklare hvorfor noen atleter vinner framfor andre, og hvordan utøvere kan utvikle sine medfødte evner.

Bedre helse

Om trening og doping kanskje er den mest oppsiktsvekkende mulige konsekvensen av Gundersens forskning, er den ikke den viktigste. Hans arbeid kan lede til nye behandlingsmåter for skader og svinn eller svekkelser av muskler, og vedlikehold av vev som ikke fornyes etter at et menneske er født – i hjernen eller i skjelettmuskler. Skader etter inaktivitet ved langt sengeleie og genetisk betingede muskelsykdommer kan kanskje også helbredes.

En stadig mer aldrende befolkning kan holdes friskere. Demens og andre former for hjernesvinn kan motvirkes.

– Friske deler av hjernen kan aktiviseres til å overta funksjoner som er blitt svekket i skadede deler, også fra slag, sier Gundersen, som ellers er litt lei av å måtte begrunne sin forskning på denne måten.

– Det har en egen verdi å finne ut hvordan kroppen virker. Slik forskning er uansett av stor betydning for moderne medisin, sier han.

Umoden teknologi

Siden Gundersen i 1981 tok hovedfag, har han arbeidet med å finne mekanismene knyttet til den elektriske aktiviteten i muskel- og nerveceller.

Muskler bygges opp gjennom bevegelse og trening. Gundersen arbeider med å finne ut hvordan muskelaktiviteten påvirker gener.

– Med genteknologiske metoder klarer vi i dag å manipulere små fragmenter av muskelvev, sier han. Det er imidlertid vanskelig å gjøre slike endringer i store masser. Kunstige gener i løsninger injiseres i muskelvev. Med elektrisk strøm lages småhull i celleveggen. Kun et fåtall celler vil imidlertid ta opp genene.

Teknologien er dermed på plass i teorien, men ikke i praksis. Dagens metoder for genoverføring er ikke effektive nok. Det er ikke mulig å trenge gjennom et stort antall cellevegger og påvirke hele muskler eller mennesket.

To muskeltyper

I andre halvdel av 1800-tallet beskrev den franske biologen Louis Antoin Ranvier forskjellene mellom røde ”utholdenhetsmuskler” og hvite ”styrke- og eksplosjonsmuskler”. Utholdenhetstrening gir flere røde muskler. Styrketrening gir flere hvite.

– Vi arbeider med begge type muskler. Med genteknologiske metoder kan vi endre sammensetningen av musklene. Sterkt forenklet arbeider vi med teknikker for å endre røde muskler til hvite, og omvendt, sier Gundersen. På 1960-tallet krysset forskere nerver fra røde til hvite muskler i rotter. Muskelfibrene skiftet karakter fra rødt til hvitt og omvendt. Forskerne mente at endringene skyldtes en signalsubstans eller en ernærende (trofisk) substans fra nerven. Professor Terje Lømo ved Universitetet i Oslo erstattet på 1970-tallet nervetråder med elektriske ledninger. Musklene ble røde med mange elektriske impulser og hvite med få impulser over korte tidsperioder.

Han viste dermed at det ikke var ernærende substanser fra nervene, men impulsmønsteret, med andre ord bruksmåten, som bestemmer hva slags muskler vi får. Muskelsvinn som følge av sykdom eller inaktivitet skyldes lav eller fraværende impulsaktivitet. Oppbygging skyldes høy aktivitet.

Lømos hypotese er i dag herskende teori og var en medvirkende årsak til at han i fjor høst fikk Jahreprisen på én million kroner for fremragende medisinsk forskning (se artikkel i Apollon nr. 3-03). Forskning og overføring av kunnskap går i arv og følges opp av nye generasjoner. Gundersen hadde Lømo som veileder i arbeidet med sin hovedfagsoppgave på 1980-tallet. Gundersen har ført deler av Lømos arbeid videre med genteknologiske metoder. De har fortsatt et nært samarbeid.

Oppnår effekt

Treningseffekter er knyttet til elektrisk aktivitet som regulerer hvilke gener som er skrudd på eller av, og som igjen har konsekvenser for utvikling av muskler og reparasjon av muskelskader.

– Aktivitet påvirker muskler og hjerne. Folk flest vet at disse organene holdes i form ved at vi bruker dem, og vi er interessert i det biologiske grunnlaget for dette, sier Gundersen når han omtaler sitt arbeid med aktivitetsavhengige gener i muskler og sentralnervesystem.

Forskerne kjenner i dag noen av signalveiene mellom elektrisk aktivitet og genuttrykk. Gundersen fokuserer særlig på MyoD, Myogenin, MRF4 og Myf-5 som er muskelproteiner som binder seg til genene og slår dem på.

– Ved å endre eller manipulere nivået mellom de fire proteinene, kan vi oppnå samme effekter som ved trening, sier Gundersen.

Fri grunnforskning

Professor Kristian Gundersen har lenge engasjert seg kraftig for den frie grunnforskningens vilkår i Norge. Han mener det står dårlig til, og langt dårligere enn i de fleste land det er naturlig å sammenlikne seg med.

– Det er nødvendig å sikre kvaliteten på høyere utdanning i Norge, slik at vi opprettholder vårt læringsmiljø og ikke blir en kopinasjon som Japan har vært, sier Gundersen.

I dag går mer enn halvparten av hans forskningstid tid med til å skaffe penger til det han helst vil drive med. Han kan imidlertid glede seg over en nyvinning. På sine to laboratorier i andre etasje i Biologibygningen på Blindern har han utstyr til en verdi av to millioner kroner. Om kort tid anskaffes et nytt supermikroskop til en verdi av 3,8 millioner kroner.

– Det gir oss nye og bedre forutsetninger for detaljerte studier av hvordan muskelaktivitet styrer gener, sier han

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Basale biofag, Molekylærbiologi, Genetikk Av Robert Sørensen
Publisert 1. feb. 2012 12:03
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere