Nasza Loteria NaM - pasek na kartach artykułów

Poszukiwanie genów mistrza. Można już wyhodować supersportowca - mówi prof. dr hab. Paweł Cięszczyk z AWFiS

Agnieszka Kaminska
https://pixabay.com
Prawodopodobnie za jakiś czas zostanie wyprodukowana tzw. pigułka fitness. Ludzie nie będą musieli ćwiczyć, wezmą taką pigułkę i będą mieli budowę superlekkoatlety - mówi prof. dr hab. Paweł Cięszczyk, specjalista w zakresie genetyki sportowej, prorektor AWFiS.

W gdańskiej Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu znajduje się największa na świecie baza materiałów genetycznych sportowców, którzy osiągnęli poziom mistrzowski. Jak tworzył pan tę bazę?
- Tak, to prawda, mamy największą bazę, jeśli mówić o próbach tak zwanych „top elite athletes” - czyli pochodzących od medalistów najważniejszych imprez sportowych. Próbki, wraz z szerokim zespołem współpracowników, zbieram od 2008 r. Mamy materiał genetyczny od ponad 350 czołowych polskich sportowców - medalistów olimpiad, mistrzostw świata i Europy. Baza zawiera bardzo dużo próbek od osób, które święciły sportowe triumfy przed laty lub już nie żyją. Udało nam się je pozyskać np. od sportowców, którzy brali udział w Letnich Igrzyskach Olimpijskich w Melbourne w 1956 r. W bazie jest złota medalistka w skoku w dal Elżbieta Krzesińska czy brązowy medalista w boksie Zbigniew Pietrzykowski. W sumie cała baza to około 2 tys. próbek od polskich sportowców. Ale co ważniejsze, działamy w ramach międzynarodowego konsorcjum naukowego i współpracujemy z naukowcami z wielu innych krajów, np. z Australii, RPA, USA, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii, Włoch, Rosji czy Chin. To podnosi wartość naszej bazy. Każdy zespół dokłada swoją cegiełkę do badań dotyczących szeroko rozumianych predyspozycji sportowych w sporcie. Tak więc prace naukowe piszemy dwojako- w oparciu o polskie próby albo też łączymy siły z innymi naukowcami.

To znaczy, że przechowujecie włosy lub próbkę śliny Anity Włodarczyk albo Roberta Lewandowskiego?
- Nie, nie przechowujemy włosów ani śliny. Nasza baza materiału genetycznego to tzw. izolaty. Sportowiec wkładał patyczek do ust i zeskrobywał komórki z wewnętrznej strony policzka. To właśnie z tych komórek najczęściej izolujemy DNA. Mając jednak na uwadze postęp technologii dotyczącej badań genetycznych, coraz częściej musimy sięgać po krew sportowców. Tylko tego typu materiał pozwala na przeprowadzenie z sukcesem sekwencjonowania całych genomów. A to jedne z najbardziej zaawansowanych badań realizowanych obecnie w wiodących ośrodkach zajmujących się genetyką sportową. W naszej bazie mamy wielu mistrzów w lekkiej atletyce, w tym również Anitę Włodarczyk. Nie mamy Roberta Lewandowskiego. Z punktu widzenia naszych badań nie jest on aż tak cenny, bo badając predyspozycje sportowe liczą się dla nas jasno zdefiniowane cechy, takie jak siła, szybkość, wytrzymałość. Akurat w przypadku piłkarzy nożnych, tak jak w przypadku innych gier zespołowych, o sukcesach decyduje więcej czynników, np. również taktyka na boisku czy umiejętności pozostałych zawodników. Mamy w bazie multimedalistę olimpijskiego Roberta Korzeniowskiego. O jego triumfach zdecydowała oczywiście także technika, ale przede wszystkim wytrzymałość - a więc jasno zdefiniowana i przypisana do tego rodzaju wykonywanego wysiłku właściwość organizmu. Nie ujawnię jednak szczegółów analiz. Wszystkie badania, które wykonujemy, wymagają zgody komisji bioetycznej. Jej uzyskanie uzależnione jest od spełnienia wielu rygorystycznych wymogów. Mogę mówić o tym, kto w bazie jest, ale nie mogę ujawnić żadnych wyników badań bez zgody badanych osób.

Po co właściwie jest ta baza i jakie badania genetyczne wykonujecie?
- Realizujemy kilka programów, a jednym z nich jest szukanie talentów sportowych. Polega to na tym, że pobieramy materiał genetyczny najlepszych na świecie sportowców, którzy są przypisani do konkretnego rodzaju wysiłku, np. szybkościowo-siłowego albo wytrzymałościowego. Na tej podstawie opracowujemy „genetyczny” model mistrza. Teoretycznie na tej podstawie można poszukiwać osób mających zbliżone do optymalnych cechy organizmu, a więc potencjalnych mistrzów. W toku naszych badań bardzo często okazuje się bowiem, że w tej samej grupie osób, np. wśród najwybitniejszych sprinterów, niektóre warianty genów są wręcz takie same. Podobnie jest też wśród zawodników realizujących inne rodzaje wysiłków. Dla przykładu, prawie wszyscy spośród naszej narodowej czołówki wioślarzy posiadali ten sam wariant określonych genów (np. ACE czy ACTN3). To one determinowały ich predyspozycje do kluczowego w tej dyscyplinie sportu wysiłku wytrzymałościowego. Znając taki układ genów można szukać osób z podobnym układem - a więc osób, które mogą się w przyszłości sprawdzić w sportach wytrzymałościowych. Możemy też zbadać, czy już wskazany kandydat na sportowca ma szanse, z punktu widzenia genetycznego, na sukces w danej dziedzinie.

Pewnie sprawdza się to najczęściej u dzieci?
- Praktycznie tego typu predyspozycje można sprawdzać już nawet u noworodków. Teoretycznie nawet u dzieci przed ich narodzinami, choć oczywiście nikt takich badań nie będzie robił na płodach. Już w pierwszych dniach po narodzeniu możemy stwierdzić chociażby, czy noworodek w przyszłości będzie miał strukturę włókien mięśniowych, które będą go bardziej predysponowały w kierunku szybkości czy może jednak wytrzymałości.

Czy w tych badaniach chodzi tylko o szukanie genów mistrza?
- Realizujemy szereg innych badań. Jednymi z nich są badania dotyczące zwiększonego ryzyka odniesienia kontuzji. Przecież to, że ktoś odnosi sukcesy sportowe, jest uzależnione również od tego, jak często boryka się z kontuzjami. Dlaczego mamy mistrzowskiego Lewandowskiego albo Włodarczyk? Dlatego, że nie są oni stosunkowo często trapieni kontuzjami. Wiadomo, że ktoś, kto będzie cały czas siedział na ławce z powodu kontuzji, nie rozwinie się sportowo tak, jak ten, kto będzie mógł trenować w pełnym zdrowiu. Mamy dużą bazę zawodników, na podstawie których realizowaliśmy tego typu badania. Generalnie zajmujemy się genetycznym podłożem uszkodzeń tkanek miękkich, czyli więzadeł, ścięgien, ale też tkanki mięśniowej. Od jakiegoś czasu realizujemy także badania dotyczące nutrigenetyki i nutrigenomiki. Chcemy ustalić, jak zbilansować dietę danego zawodnika, żeby jego organizm funkcjonował jak najlepiej. Z drugiej strony, badamy także, jak to, co już spożywamy, wpływa na funkcjonowanie naszego organizmu.

To może być ciekawe dla osób, które dbają o figurę, chodzą na fitness lub ćwiczą, żeby schudnąć.
- Tak. W jednych z naszych badań uczestnikami były kobiety, wśród których zrealizowaliśmy 12-tygodniowy trening anaerobowy, zwany też beztlenowym. A dodam, że to były kobiety wcześniej zupełnie nieaktywne fizycznie. Badaliśmy, jak po realizacji tego treningu zmienia się - w zależności od posiadanego genotypu - skład ich ciała, masa, parametry świadczące o adaptacyjnej odpowiedzi ich organizmu. Okazuje się, że to geny odpowiadają za to, że ktoś szybciej gubi zbędne kilogramy, a ktoś inny wolniej. Co więcej, stwierdziliśmy, że niektóre osoby w ogóle nie powinny wykonywać określonych rodzajów wysiłku. Ten sam rodzaj treningu nie jest odpowiedni dla wszystkich. Co ciekawe, jednym z genów badanych w tym projekcie był gen PPARG. Uważa się, że za jakiś czas to właśnie na podstawie znajomości szlaków metabolicznych, w których uczestniczą produkty ekspresji tego właśnie genu, zostanie wyprodukowana tzw. pigułka fitness. Ludzie nie będą musieli ćwiczyć, wezmą taką pigułkę i będą mieli budowę superlekkoatlety. To futurystyczna wizja i nie chciałbym, aby się spełniła, ale ona jest bardzo prawdopodobna.

Podobno wykonujecie też badania dotyczące zachowań ryzykownych. Możecie stwierdzić, czy ktoś nadaje się na boksera albo zawodnika MMA?
- Takie badania realizujemy w ramach Narodowego Centrum Nauki. Naturalnym i normalnym zachowaniem człowieka jest przecież unikanie walki i ciosów. Ktoś, kto wychodzi na ring wiedząc, że być może dostanie tam tęgie lanie, musi mieć do tego pewne predyspozycje osobowościowe. Nie może się bać. Sprawdzamy więc, jak genetyka wpływa na cechy osobowości. Zastosowanie genetyki sportowej jest jednak dużo szersze. Jak już wspominałem, dotyczy ono dietetyki, traumatologii, zaburzeń metabolicznych itd... Wnioski z badań, które realizujemy w sporcie, bardzo często przechodzą do zdrowia publicznego. Te same zasady dotyczą nas wszystkich, mają charakter ogólnospołeczny.

Czy to jednak nie jest smutne, że za medale w sporcie odpowiadają geny? A co z pasją sportową, a co z wolą walki?
- O sukcesie sportowym zawsze decydują dwa czynniki - genetyczny i środowiskowy. Jeśli weźmiemy człowieka predysponowanego do tego, by być multimedalistą w pływaniu, a będzie żył w kraju, w którym nie ma dostępu do basenu, to on tym multimedalistą nie zostanie. Z drugiej strony, jeśli ktoś nie będzie miał zestawu genetycznego predysponującego go do takiego rodzaju wysiłków, to nawet gdybyśmy mu wybudowali najlepszy nawet basen, on tym mistrzem nie zostanie. Czynnik genetyczny, który determinuje sukces w sporcie, jest określany aktualnie na około 40 proc. Choć, oczywiście, nie potrafimy precyzyjnie powiedzieć, czy dokładnie tyle. Oczywistym jest, że ktoś, kto nie ma odpowiedniego zestawu genów, prawdopodobnie nie osiągnie poziomu mistrzowskiego. Natomiast wiedza tego typu nie powinna być powodem, żeby kogokolwiek ze sportu wykluczać. Powinno się raczej sugerować: jeśli masz takie predyspozycje, to warto, żebyś poszedł w tym kierunku. Wszystkich genów, które kodują białka, jest ponad 18,5 tys. Genów, które powiązane są ze sportem, jest obecnie około 360. Potwierdzono wpływ na status sportowy 40-60 genów. Wpływ na jedną cechę może mieć kilka, a nawet kilkadziesiąt genów. Na przykład na wysokość ciała, co jest istotne choćby u siatkarzy, wpływa około 180 genów, ale ta lista jest cały czas niekompletna. Takie cechy nazywamy poligenicznymi. Podstawą większości testów genetycznych, oferowanych współcześnie na rynku, są jednak najczęściej tylko dwa geny (ACE i ACTN3). Przypisuje się im największy udział w determinowaniu predyspozycji w kierunku wytrzymałości bądź szybkości. Oczywistym jest jednak to, że genów, które wpływają na to, że ktoś może być maratończykiem, a ktoś inny sprinterem, jest dużo, dużo więcej.

Genów, które powiązane są ze sportem, jest obecnie około 360. Potwierdzono wpływ na status sportowy 40-60 genów

Domyślam się, że takie testy zlecają np. rodzice, którzy chcą się dowiedzieć, czy ich dziecko ma szansę zostać mistrzem. Wydaje się też, że w tym obszarze, pod względem prawnym, mamy wolną amerykankę.
- Obecnie w Europie jest kilka krajów, które mają regulacje prawne precyzujące, jak takie testy powinny być wykonywane, kto powinien je sczytywać, jak powinny być przekazywane wyniki. W Polsce rzeczywiście jest to wykonywane na zasadach wolnej amerykanki. U nas badania genetyczne może prowadzić każdy, co czasem skutkuje irracjonalnymi sytuacjami. Czasem dochodzi wręcz do absurdów, np. część firm oceniających predyspozycje sportowe nie chce powiedzieć, jakie geny bada. Ktoś z takiej firmy mówi rodzicowi: „proszę przysłać syna, a ja powiem, czy on nadaje się na sprintera, ale nie powiem, jaki gen zbadałem”. To jest hochsztaplerstwo! Jakiś czas temu poproszono mnie o ekspertyzę, bo jedna z firm twierdziła, że jest w stanie określić na podstawie genotypu, na jakiej pozycji na boisku powinien grać poszczególny siatkarz. To bzdura. Bo niby jak geny mają nam powiedzieć, czy ktoś jest odbierającym czy atakującym? Popyt na testy genetyczne jest jednak bardzo duży. W Polsce działa kilkadziesiąt firm. Pamiętajmy jednak, że jeśli chcemy już zlecić tego typu testy, to powinniśmy wybrać najbardziej rzetelną, sprawdzoną firmę. Taką, która wyjaśni, co tak naprawdę oznaczają uzyskane w toku badań wyniki. A wynik takich testów należy brać zawsze jako jedną ze wskazówek. Niedopuszczalnym jest, aby przy aktualnym stanie wiedzy, wyłącznie na podstawie badań genetycznych, próbować modelować karierę zawodników. Wciąż wiemy zbyt mało, by wiedzę tego typu uznawać za kluczowy determinant sukcesu sportowego.

Ile kosztuje zbadanie jednej osoby?
- Zbadanie całego genomu jednej osoby, a więc wszystkich genów, jakie posiada, to koszt rzędu 4 tys. zł. Uzyskujemy około 1 GB danych, które trzeba przełożyć na język genetyki. Liczba danych jest tak duża, że na chwilę obecną jest ona bardzo trudna do zinterpretowania. Niezbędni do oceny takich danych są bioinformatycy. W moich badaniach to oni stanowią każdorazowo największy koszt.

Podobno w Wielkiej Brytanii 48 proc. zawodowych sportowców korzysta z pomocy genetyków sportowych. A u nas najczęściej korzystają z niej amatorzy.
- Tak, w Polsce badania z zakresu genetyki sportowej są najpopularniejsze wśród amatorów. Myślę jednak, że z czasem się to zmieni i ten rynek otworzy się bardziej na zawodowców. U nas profesjonaliści już teraz wykonują m.in. testy w kierunku urazowości. Ma to bardzo praktyczne zastosowanie. Jeśli ktoś będzie świadomy tego, że występuje u niego większe ryzyko jakiegoś rodzaju urazu, to może starać się temu przeciwdziałać, np. wzmacniając obręcze mięśniowe wokół narażonych miejsc. Oczywistym jest, że badanie utytułowanych sportowców pod kątem ich predyspozycji nie ma już sensu, no chyba że mają oni być tzw. wzorcem mistrza. Dla przykładu, badaliśmy Justynę Kowalczyk, która zapytała wręcz: „panie profesorze, a co będzie, jak wyjdzie, że ja się do narciarstwa biegowego nie nadaję?”. Odpowiedziałem, że przecież jej nie zabiorę zdobytych medali.

Kolbowicz to najlepszy przykład na to, że w byciu najlepszym liczą się nie tylko „dobre” geny, ale upór, trening, siła woli i wiele innych czynników.

Czy więc Justyna Kowalczyk genetycznie nie nadaje się do narciarstwa? Są opinie, że gdy startowała w mistrzostwach, o medalach zdecydowała głównie jej siła woli.
- Wspominałem już, że nie mogę ujawniać tego typu informacji. Obowiązuje mnie tajemnica. Mogę powiedzieć, że raz, i to za zgodą samego badanego, ujawniłem jego genotyp. Badania realizowane były w grupie najlepszych w Polsce wioślarzy. Wszyscy spośród nich, z jednym tylko wyjątkiem, są nosicielami genotypu RR w genie ACTN3. Tylko jeden z kilkudziesięciu najlepszych wioślarzy ma genotyp XX w genie ACTN3, co teoretycznie nie pozwala na osiągnięcie sukcesu w tym sporcie. Mięśnie tego wioślarza nie miały prawa funkcjonować w taki sposób, żeby doszedł on do mistrzowskiego poziomu. Wioślarzem tym był Marek Kolbowicz, czterokrotny mistrz świata, złoty medalista olimpijski z Pekinu. To właśnie jest najpiękniejsze w sporcie. Kolbowicz to najlepszy przykład na to, że w byciu najlepszym liczą się nie tylko „dobre” geny, ale upór, trening, siła woli i wiele innych czynników.

Czy może dochodzić do manipulacji genetycznych? Do zmuszania organizmu, aby „produkował” określone substancje - takie, które pomogą w osiągnięciu sukcesu?
- Istotą treningu jest zmuszanie organizmu do tego, aby się adaptował, a więc właśnie „produkował” substancje niezbędne do jego funkcjonowania w zmienionych warunkach. Nie ma w tym nic złego, na tym polegają przygotowania sportowców. Czym innym jest tzw. doping genetyczny. Zastrzeżenia mogą dotyczyć także próby „podmiany” fragmentów genów, a więc czegoś, co do niedawna było czymś z kategorii science fiction. To jest już teoretycznie możliwe i obawiam się, że za jakiś czas może być stosowane w sporcie. Oczywiście technologie tego typu można wykorzystywać w szczytnych celach, np. aby wyleczyć wrodzoną ślepotę Lebera. Wycina się fragment uszkodzonego genu i zastępuje go innym. W sporcie, w przypadku ludzi w pełni zdrowych, takie manipulacje są niedopuszczalne.

Można więc sztucznie wyhodować mistrza?
- Tak. Teoretycznie, w probówce, można by było zrobić to w dużym zakresie już dziś. Obawiam się, że za kilka lat technologia pozwoli na tego typu praktyki. W mojej opinii jest to realne zagrożenie. Jak wspomniałem, już dziś mamy do czynienia z dopingiem genetycznym. Pierwszy udowodniony taki przypadek mieliśmy w 2004 r. Polega to na stymulowaniu organizmu w taki sposób, aby zmusić go do zmiany w ekspresji poszczególnych genów, co skutkuje chociażby produkcją określonego rodzaju białek. Inną ze stosowanych strategii jest wręcz dostarczanie organizmowi kodu genetycznego, na podstawie którego ma on sobie „wyprodukować” coś, co jest najbardziej pożądane.

Już teraz robię rzeczy, o których nie śniłem kilkanaście lat temu.

Czy w przyszłości będzie można tak sterować genami, że odrosną nogi lub ręce u osób, które się bez nich urodziły albo u których zostały amputowane?
- Spotkałem się z takimi twierdzeniami. Niektórzy mówią, że to będzie możliwe za 30 lat. Rozwój genetyki od 2008 r., a wtedy zająłem się nią na poważnie, przebiega w tak szybkim tempie, że trudno przewidzieć, co się wydarzy nawet w najbliższej przyszłości. Na pewno to będzie coś fascynującego. Już teraz robię rzeczy, o których nie śniłem kilkanaście lat temu.

Czy w Polsce tak szerokie badania prowadzone są też w innych ośrodkach naukowych?
- Na kilku uczelniach sportowych w Polsce takie badania są prowadzone, jednak nie aż w takim zakresie jak na Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku. Są też naukowcy, którzy zajmują się genetyką sportową, powiedziałbym z doskoku. Muszę to podkreślić: drugiego takiego zespołu genetyków sportowych, jaki jest w Gdańsku, w Polsce dziś nie ma.

POLECAMY W NASZEMIASTO.PL:

emisja bez ograniczeń wiekowych
Wideo

Wielki Piątek u Ewangelików. Opowiada bp Marcin Hintz

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!

Polecane oferty

Materiały promocyjne partnera

Materiał oryginalny: Poszukiwanie genów mistrza. Można już wyhodować supersportowca - mówi prof. dr hab. Paweł Cięszczyk z AWFiS - Gdańsk Nasze Miasto

Wróć na gdynia.naszemiasto.pl Nasze Miasto