Новый метод анализа генного допинга поможет сохранить честность в спорте

Генный и клеточный допинг обычно использует гены, кодирующие белки, которые могут улучшить спортивные результаты, и может обойти современные антидопинговые тесты на уровне белков. Автор: Корейский институт науки и технологий (KIST)

Исследовательская группа разработала высокопроизводительный мультиплексный анализ генного и клеточного допинга (HiMDA) на основе «генетических ножниц» (CRISPR-Cas). Работа опубликована в журнале Science Advances.

Неэтичные методы допинга для улучшения спортивных результатов становятся все более изощренными с использованием передовых технологий, а генный и клеточный допинг — использование генной или клеточной терапии для манипулирования функциями организма — представляет серьезную угрозу для честности в спорте.

Генные препараты, такие как инсулиноподобный фактор роста (IGF-I) и эритропоэтин (EPO), которые могут максимизировать силу и выносливость, могут быть использованы спортсменами в некоторых видах спорта в качестве средства повышения производительности.

Всемирное антидопинговое агентство (WADA) запретило эту практику с 2003 года, но диагностические методы, которые могут точно идентифицировать генный и клеточный допинг, все еще находятся на ранней стадии.

Следовые количества допинговых генов и трансгенных клеточных моделей в крови усиливаются напрямую без экстракции нуклеиновых кислот, а затем наличие или отсутствие мишеней подтверждается последовательно-зависимой флуоресцентной реакцией Cas12a, типа «генетических ножниц». Время анализа от забора крови до результата составляет всего 90 минут. Автор: Корейский институт науки и технологий (KIST)

Новый метод HiMDA напрямую усиливает целевой ген из крови без сложной подготовки образца, а затем применяет CRISPR-Cas — технологию редактирования генов, удостоенную Нобелевской премии, — для быстрого и точного определения наличия экзогенного гена.

Преимущество метода в том, что гены допинга в крови можно усилить без экстракции нуклеиновых кислот, сокращая время и трудозатраты на экстракцию. Это позволяет одновременно обрабатывать несколько образцов крови для высокопроизводительного анализа. Автор: Корейский институт науки и технологий (KIST)

Вводя репрезентативные допинговые вещества, такие как hGH, EPO и IGF-I, в модель экспериментальных мышей и применяя новую платформу, исследователи смогли точно обнаружить экзогенные гены в количестве всего 2,5 копии в течение 90 минут, используя всего 5 мкл крови — меньше половины капли с кончика пальца. Это продемонстрировало превосходную чувствительность и специфичность по сравнению с существующими методами.

Разработанный анализ не ограничивается допинг-тестами, но считается платформенной диагностической технологией, которая может применяться для ранней диагностики инфекционных заболеваний, обнаружения генов устойчивости к антибиотикам, тестирования генетических заболеваний, оценки клеточной терапии, адаптации к лекарствам и персонализированной медицины. Автор: Корейский институт науки и технологий (KIST)

В настоящее время технология проходит процесс сертификации для принятия в качестве метода, одобренного WADA, и привлекает внимание как платформа для антидопингового тестирования нового поколения, способная реагировать на различные новые методы допинга на основе генов и белков.

«Применяя технологию редактирования генов в допинг-тестах, это исследование предлагает практическое решение, которое может преодолеть ограничения существующих методов и способствовать защите спортивной этики и честности», — заявил Чанмин Сун, ведущий исследователь Центра контроля допинга KIST.

Технология также имеет потенциал для развития в качестве основы для персонализированной медицины и генетических диагностических технологий в будущем.

Дополнительная информация: Joon-Yeop Yi и др., High-throughput multiplexed gene and cell doping analysis through CRISPR-Cas12a system integrated with blood direct PCR, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adv7234

Источник: National Research Council of Science and Technology