Myostatin: genetic variants, therapy and gene doping

Since its discovery, myostatin (MSTN) has been at the forefront of muscle therapy research because intrinsic mutations or inhibition of this protein, by either pharmacological or genetic means, result in muscle hypertrophy and hyperplasia. In addition to muscle growth, MSTN inhibition potentially disturbs connective tissue, leads to strength modulation, facilitates myoblast transplantation, promotes tissue regeneration, induces adipose tissue thermogenesis and increases muscle oxidative phenotype. It is also known that current advances in gene therapy have an impact on sports because of the illicit use of such methods. However, the adverse effects of these methods, their impact on athletic performance in humans and the means of detecting gene doping are as yet unknown. The aim of the present review is to discuss biosynthesis, genetic variants, pharmacological/genetic manipulation, doping and athletic performance in relation to the MSTN pathway. As will be concluded from the manuscript, MSTN emerges as a promising molecule for combating muscle wasting diseases and for triggering wide-ranging discussion in view of its possible use in gene doping.

Desde sua descoberta, a miostatina (MSTN) entrou na linha de frente em pesquisas relacionadas às terapias musculares porque mutações intrínsecas ou inibição desta proteína tanto por abordagens farmacológicas como genéticas resultam em hipertrofia muscular e hiperplasia. Além do aumento da massa muscular, a inibição de MSTN potencialmente prejudica o tecido conectivo, modula a força muscular, facilita o transplante de mioblastos, promove regeneração tecidual, induz termogênese no tecido adiposo e aumenta a oxidação na musculatura esquelética. É também sabido que os atuais avanços em terapia gênica têm uma relação com o esporte devido ao uso ilícito de tal método. Os efeitos adversos de tal abordagem, seus efeitos no desempenho de atletas e métodos para detectar doping genético são, contudo, desconhecidos. O objetivo da presente revisão de literatura foi discutir biossíntese, variantes genéticas, manipulação genética e farmacológica, e doping relacionado à via da MSTN. Como será concluído do manuscrito, a MSTN emerge como uma molécula promissora para combater doenças atróficas musculares e para gerar muitas discussões devido à sua possível utilização em doping genético.

Terapia gênica, doping genético e esporte: fundamentação e implicações para o futuro: [revisão] / Gene therapy, genetic doping and sport: fundaments and implications for the future: [review]

A busca pelo desempenho ótimo tem sido uma constante no esporte de alto rendimento. Para tanto, muitos atletas acabam utilizando drogas e métodos ilícitos, os quais podem ter importantes efeitos adversos. A terapia gênica é uma modalidade terapêutica bastante recente na medicina, cujos resultados têm, até o momento, indicado sua eficácia no tratamento de diversas doenças graves. O princípio da terapia gênica consiste na transferência vetorial de materiais genéticos para células-alvo, com o objetivo de suprir os produtos de um gene estruturalmente anormal no genoma do paciente. Recentemente, o potencial para uso indevido da terapia gênica entre atletas tem despertado a atenção de cientistas e de órgãos reguladores de esporte. A transferência de genes que poderiam melhorar o desempenho esportivo por atletas saudáveis, método proibido em 2003, foi denominado de doping genético. Os genes candidatos mais importantes para doping genético são os que codificam para GH, IGF-1, bloqueadores da miostatina, VEGF, endorfinas e encefalinas, eritropoetina, leptina e PPAR-delta. Uma vez inserido no genoma do atleta, o gene se expressaria gerando um produto endógeno capaz de melhorar o desempenho atlético. Assim, os métodos atuais de detecção de doping não são sensíveis a esse tipo de manipulação, o que poderia estimular seu uso indevido entre atletas. Além disso, a terapia gênica ainda apresenta problemas conhecidos de aplicação, como resposta inflamatória e falta de controle da ativação do gene. Em pessoas saudáveis, é provável que tais problemas sejam ainda mais importantes, já que haveria excesso do produto do gene transferido. Há também outros riscos ainda não conhecidos, específicos para cada tipo de gene. Em vista disso, debates sobre o doping genético devem ser iniciados no meio acadêmico e esportivo, para que sejam estudadas medidas de prevenção, controle e detecção do doping genético, evitando assim futuros problemas de uso indevido dessa promissora...

Optimal performance has been constantly sought for in high level competitive sport. To achieve this goal, many athletes use illicit drugs and methods, which could have important side effects. Gene therapy is a very recent therapeutic modality, whose results have shown to be efficient in the treatment of severe diseases so far. The basis of gene therapy is a vectorial transfer of genetic materials to target-cells in order to supply the products of an abnormal gene in the patient's genome. Recently, the potential for misuse of gene therapy among athletes has called attention of scientists and sports regulating organs. The transfer of genes that could improve athletic performance, a method prohibited by COI in 2003, was named gene doping. The most important candidate genes for gene doping are the ones which codify for the following proteins: GH, IGH-1, miostatin blockers, VEGF, endorfins and enkefalins, eritropoetin, leptin and PPAR-delta. Once inserted in the athlete genome, the gene would be expressed and produce an endogenous product capable of improving performance. Thus, current doping detection methods are not sensitive enough to detect gene doping, which in turn could stimulate its use among athletes. Moreover, gene therapy still presents known application problems, such as inflammatory response and lack of control of gene activation. It is probable that such problems would be even more important in healthy individuals, since there would be excessive product of the transferred gene. Moreover, other unknown risks specific for each gene are present. Therefore, debate on gene doping should be carried on in the academic as well as sports field, in order to study prevention, control and detection measures of gene doping, avoiding hence, future problems regarding the misuse of this promising therapy.