Gelungener PR-Gag, oder ernsthafte Wissenschaft? Am heutigen Tag bricht ein Forscherteam der Universität Pennsylvania dazu auf, Everest-Geschichte eigener Art zu schreiben: Die Wissenschaftler wollen erstmals lebende Mäuse auf das „Dach der Welt“ bringen. Mit diesem innovativen Forschungsprojekt im Vorfeld der Olympischen Sommerspiele will das Team die Entwicklung neuartiger molekularer Testverfahren für den Nachweis von Leistungsmanipulationen auf Gen-Ebene ermöglichen. Unterstützt wird das Projekt von der Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) und dem Molekulardiagnostik-Unternehmen QIAGEN. Der Clou: Im Rahmen der Expedition wollen die Forscher Blut- und Gewebeproben der Mäuse untersuchen und damit eine molekulare Signatur für höhenbedingten Sauerstoffmangel erstellen. Darauf basierende Tests ermöglichen einen Vergleich zwischen natürlichen und durch Gendoping künstlich beeinflussten molekularen Signaturen. Gendoping steht bereits seit 2003 auf der Verbotsliste der WADA, die Überführung molekulargedopter Athleten aber ist bis zum heutigen Tag nicht möglich. Entsprechend halten Experten Gendoping für eines der dringendsten Probleme im modernen Sport.
Konkret sucht das Forscherteam um Prof. Dr. Tejvir S. Khurana und Dr. Gabriel Willmann nach Genen, die in sauerstoffarmer Umgebung aktiv sind und so die Anpassung des Organismus an die veränderten Umweltbedingungen erlauben. Grundsätzlich hat Sauerstoffmangel eine leistungsfördernde Funktion, indem er die Bildung von Erythropoetin (EPO) anregt – eines natürlichen Hormons, das die Produktion roter Blutkörperchen steigert. Künstlich zugeführt, lässt sich EPO inzwischen leicht nachweisen. Wird jedoch die Aktivität von Genen so beeinflusst, dass der Körper ohne echten Sauerstoffmangel verstärkt „eigenes“ EPO und somit vermehrt rote Blutkörperchen bildet, versagen die Methoden der Anti-Doping-Kämpfer – bislang zumindest. Dieses Problem wollen die Forscher nun lösen, indem sie Biomarker für einen Test identifizieren, der zwischen einem natürlichen und künstlich durch Gendoping herbeigeführtem Aktivierungszustand der Gene unterscheiden kann.
„Wir sind sehr aufgeregt, nun da der Angriff auf den Gipfel endlich beginnen kann. Aus der wissenschaftlichen Perspektive wird die Extraktion der Proben von den Mäusen unter diesen extremen Bedingungen sicherlich eine der größten Herausforderungen darstellen“, sagte Dr. Gabriel Willmann, einer der Initiatoren des Projekts. „Die Zusammenarbeit mit QIAGEN als dem weltweit führenden Anbieter von molekularen Proben- und Testtechnologien hilft uns bei der erfolgreichen Sammlung, Verarbeitung und Analyse der Proben entscheidend weiter. Entsprechend sind wir sehr zuversichtlich, schon bald nach unserer Rückkehr erste Ergebnisse präsentieren zu können.“
Nach Auffassung von Peer Schatz, Vorstandsvorsitzender von QIAGEN, zeigt das Beispiel, wie die Molekularbiologie in immer mehr Bereichen des täglichen Lebens zur Lösung dringender Probleme beiträgt: „Wir freuen uns sehr über die Kooperation mit der Universität Pennsylvania im Rahmen dieses spannenden Projekts, bei dem unsere Probenvorbereitungs- und Testtechnologien unter härtesten Bedingungen zur Entwicklung neuer Nachweisverfahren eingesetzt werden. Auch sind wir stolz darauf, einen Beitrag zu dem wichtigen Ziel des Teams zu leisten, Anti-Doping-Kontrollen effektiver zu gestalten.“
Neben Nachweismethoden zur Überführung von Dopingsündern erhoffen sich die Forscher auch neue Erkenntnisse zur Behandlung von Muskeldystrophie. Die genetisch bedingte Erkrankung tritt zwar vergleichsweise selten auf, ist bislang allerdings unheilbar und geht mit einer stark verringerten Lebenserwartung einher. Da die Krankheit auch die Atemmuskulatur betrifft, leiden Patienten im fortgeschrittenen Stadium der Erkrankung an Sauerstoffunterversorgung, die mit dem Effekt eines Aufenthalts in extremer Höhe vergleichbar ist.
Hintergrund Gendoping
Nach der Definition der WADA umfasst Gendoping die nicht-therapeutische Nutzung von Zellen, Genen sowie genetischen Elementen oder die Modulation der Genexpression mit der Möglichkeit zur Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Ein Beispiel für derartige Verfahren ist eine Methode zur Steigerung der körpereigenen EPO-Produktion durch Nutzung so genannter HIF-Stabilisatoren. Für die Versorgung der Zellen mit Sauerstoff ist der so genannte Hypoxie-induzierte Faktor (HIF) zuständig, der bei Sauerstoffmangel die vermehrte Produktion von EPO anregt. Lässt die Mangelerscheinung nach, gehen normalerweise auch der HIF und damit die EPO-Produktion zurück. Für diesen Abbau des HIFs ist das Enzym HIF-PH zuständig. Wird die Funktion dieses Enzyms mithilfe so genannter HIF-Stabilisatoren unterbunden („inhibiert“), wird auch der HIF und folglich das EPO nicht (so schnell) abgebaut. Genau daran arbeiten bereits einige Unternehmen. So existieren bereits heute Medikamente zur Behandlung von Blutarmut – unter Verwendung von HIF-Stabilisatoren.
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(2008-05-27)
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