Plus difficile à détecter que l'EPO, le dopage génétique est un front moins signalé dans la lutte pour un cyclisme propre
L'histoire du dopage et de l'antidopage ressemble à celle de Wile E. Coyote à la poursuite du Road Runner: peu importe à quel point Wile E. se rapproche du Road Runner, ce dernier a toujours une longueur d'avance. Cela semble encore plus vrai pour un nouveau coin d'ombre du dopage qui peut ressembler à un scénario de science-fiction, mais qui existe en fait depuis au moins deux décennies: le dopage génétique (ou génétique).
Mais malgré le développement rapide du dopage génétique, une nouvelle méthodologie de contrôle du dopage génétique pourrait représenter un tournant important contre l'utilisation des gènes à des fins d'amélioration des performances.
ADOPE (Advanced Detection of Performance Enhancement) a été présenté à l'Université de Stirling, en Écosse, début septembre et est l'un des très rares tests connus contre le dopage génétique.
La méthode a été développée par un groupe de scientifiques de l'Université technique de Delft, aux Pays-Bas, et elle sera en compétition avec plus de 300 autres équipes lors du concours Genetically Engineered Machine de 2018; la cérémonie de remise des prix aura lieu à Boston, MA, le 28 octobre.
Tout d'abord: qu'est-ce que le dopage génétique ?
Le dopage génétique est l'"abus" de la thérapie génique à des fins d'amélioration des performances. La thérapie génique, quant à elle, est une technique qui utilise des gènes plutôt que des médicaments ou des interventions chirurgicales pour traiter ou prévenir des maladies.
La thérapie consiste à délivrer du matériel génétique externe dans les cellules d'un patient. Le matériel génétique – qui contient une expression spécifique qui active les protéines utilisées pour traiter la maladie – est inséré dans les cellules à l'aide d'un vecteur externe (normalement un virus).
Prenons l'EPO, par exemple. L'érythropoïétine - la protéine qui stimule la production de globules rouges dans la moelle osseuse, et par conséquent augmente les niveaux d'hémoglobine dans le corps et l'apport d'oxygène aux tissus - est normalement sécrétée par les reins.
Les injections d'EPO ont été l'amélioration notoire des performances dont les cyclistes ont abusé pendant plusieurs années, en particulier dans les années 90.
Aujourd'hui, même si des cas de positivité à l'EPO sont encore signalés, il est devenu plus difficile de s'en tirer avec cette pratique car les contrôles antidopage peuvent détecter l'EPO externe assez efficacement de nos jours.
Cependant, l' alternative au dopage génétique, qui améliore la production d'EPO par l'insertion de nouveau matériel génétique dans un athlète, finirait par ressembler à un produit naturel de la propre physiologie de l'athlète et non à une substance interdite.
Bien que la thérapie génique ne soit encore utilisée que pour les maladies rares incurables (comme l'immunodéficience combinée sévère, la cécité, le cancer et les maladies neurodégénératives), les scientifiques ont avoué que des personnes du monde du sport les avaient approchés et leur avaient demandé d'utiliser ces thérapies comme un moyen d'améliorer leurs performances sportives.
AMA et dopage génétique
L'Agence mondiale antidopage (AMA) a organisé le premier atelier pour discuter du dopage génétique et de ses menaces en 2002, tandis que la pratique a été inscrite sur la liste des substances et méthodes illégales de l'AMA l'année suivante.
Depuis lors, l'AMA consacre une partie de ses ressources pour permettre la détection du dopage génétique (y compris la création de plusieurs groupes et panels d'experts en dopage génétique), et en 2016, un test de routine pour le dopage génétique à l'EPO a été mis en place dans le laboratoire accrédité par l'AMA en Australie, l'Australian Sports Drug Testing Laboratory.
Cependant, les méthodologies de test pour le dopage génétique peuvent être laborieuses et nécessitent une large connaissance d'une séquence d'ADN spécifique pour la pratique réelle des tests.
La méthode proposée par l'ADOPE, quant à elle, se concentre sur le séquençage ciblé et combine les principes bénéfiques des autres méthodes de manière potentiellement plus efficace et ciblée.
La méthodologie de test ADOPE
La méthodologie de test ADOPE a été développée grâce à des tests effectués sur du sang bovin et est structurée en deux phases: la première est une phase de présélection qui cible un sang potentiellement dopé en gènes, tandis que la seconde cible des séquences génétiques spécifiques pour vérifier si l'ADN a vraiment été dopé génétiquement ou non.
« Dans la présélection, explique Jard Mattens, responsable des pratiques humaines de l'équipe TU Delft qui a développé ADOPE, « nous développons davantage l'utilisation de nanoparticules d'or coiffées de dextrine pour la détection du dopage génétique.
'Le principe repose sur le fait que les nanoparticules d'or induisent un changement de couleur progressif et quantifiable de l'échantillon lorsqu'il contient l'ADN "dopant".'
Afin de travailler et de tester un "ADN dopé génétiquement" - mais sans avoir besoin de doper génétiquement des athlètes ou des animaux - l'équipe de la TU Delft a artificiellement "dopé" du sang bovin avec plusieurs séquences d'ADN complémentaires.
Le but de leurs tests était de cibler et de trouver les séquences "dopées par des gènes" qu'ils ajoutaient dans le sang.
"Nous utilisons le sang bovin comme un bon substitut au sang humain puisque le principe fonctionne de la même manière", explique Mattens.
'Pour notre test, nous ajoutons plusieurs types d'ADN à ce sang bovin à différentes concentrations pour imiter l'évolution de la concentration dans le temps selon ce que nous avons modélisé précédemment pour l'homme.
'À partir de ce moment, notre méthode de détection sera la même et l'ADN que nous avons ajouté au sang bovin devrait être détecté par notre méthode.'
Une fois que le sang potentiellement dopé génétiquement a été identifié en raison du changement de sa couleur, la deuxième phase du test suit, ciblant les séquences spécifiques qui ont été ajoutées au sang.
« Pour vérifier ce dépistage initial, » poursuit Mattens, « nous utilisons une protéine de fusion CRISPR-Cas – Transposase techniquement unique et innovante.
'Cela peut être considéré comme une nanomachine capable de détecter spécifiquement les différences spécifiques présentes dans l'ADN de dopage génétique.'
Le CRISPR, ou CRISPR-Cas9 (ou édition de gènes), est une technique différente et plus avancée qui permet aux généticiens d'utiliser deux molécules - une enzyme appelée Cas9 et un morceau d'ARN - afin de produire un changement (mutation) dans l'ADN.
Cette technique a également été interdite par l'AMA depuis le début de 2018 en tant que technique de dopage génétique plus avancée, mais dans le cas de l'ADOPE, la technique CRISPR-CAS est utilisée pour trouver l'ADN modifié au lieu de le modifier.
La spécificité de l'ADOPE
Le modèle de test développé par ADOPE a été spécifiquement conçu et développé pour détecter le gène qui permet la production d'EPO dans le corps humain, mais comme la méthodologie est très polyvalente, les chercheurs de TU Delft affirment qu'il peut être 'étendue pour détecter tout type de dopage génétique.'
Selon le cycle pendant lequel l'EPO est efficace dans le corps, le moment le plus probable où les athlètes se doperaient en utilisant ce gène spécifique serait bien avant la compétition - mais en même temps, d'autres gènes, ciblant différentes protéines et physiologiques améliorations, peuvent avoir un effet beaucoup plus rapide.
C'est pourquoi l'ADOPE vise à mettre en place des contrôles antidopage réguliers tout au long du calendrier des entraînements et des courses.
Cependant, comme le soi-disant "ADN sans cellules" ciblé par les tests devrait être très faible dans l'urine (bien qu'il soit également présent ici), pour le moment, l'ADOPE ne fonctionne que sur les échantillons de sang et sa détection la fenêtre est toujours limitée.
'Sur la base d'un test expérimental avec des primates non humains par Ni et al en 2011, ' dit Mattens, 'nous nous attendons à ce que la fenêtre de détection ne soit que de quelques semaines.
'Le développement ultérieur de la méthode pourrait permettre à la même méthode de fonctionner également pour l'urine à l'avenir.'
La différence entre ADOPE et les autres approches
« La plupart des approches [des autres tests de dopage génétique] reposent sur des réactions basées sur la PCR [réaction en chaîne de la polymérase: une technique qui fait des copies d'une région d'ADN spécifique in vitro], qui présentent de nombreux inconvénients », ajoute Mattens.
'Ces réactions sont relativement laborieuses et nécessitent une connaissance préalable approfondie de la séquence d'ADN. De plus, l'utilisation de ces technologies de contrôle antidopage augmente considérablement la probabilité d'échapper à la détection.'
Alternativement, certaines autres pratiques de test se concentrent sur l'ensemble de la séquence du génome; c'est-à-dire l'ensemble du matériel génétique présent dans une cellule ou un organisme.
Mais l'inconvénient de cette approche est que l'ensemble de la séquence du génome doit être pris en compte, ce qui prend du temps, est inefficace et pourrait également être considéré comme une atteinte à la vie privée des athlètes.
« Notre approche, » déclare Mattens, « se concentre sur le séquençage ciblé, qui combine les principes bénéfiques des deux approches de manière complémentaire.
'Il utilise le principe de spécificité de la PCR, mais il ne nécessite qu'un seul site cible sur le transgène (mais nécessite plusieurs sites pour la recherche), ce qui réduit considérablement la probabilité d'échapper à la détection.
'[ADOPE] utilise le principe de séquençage du séquençage du génome entier, mais de manière plus efficace et ciblée, réduisant considérablement la quantité de données.
"En conséquence, nous pensons que le séquençage ciblé est une bien meilleure approche et l'avenir de la détection du dopage génétique."
