L'erythropoïétine dans le dopage sanguin sportif

3)2. Méthodes de dépistage de dopage à l'érythropoïétine

ee

ee

Augmenter artificiellement ou non le nombre de ses érythrocytes constitue un avantage non négligeable dans les sports d’endurance, car ça permet de transporter une plus grande quantité d’oxygène vers muscles. Pour cette raison, l’EPO synthétique est un produit dopant interdit par le Code Mondial Antidopage depuis 1990. Cependant, le test permettant de mettre en évidence la présence d’EPO synthétique dans l’urine n’a été introduit qu’en 2001.

Les deux types de molécules d’EPO sont des protéines qui ont les mêmes éléments de base, les acides aminés. Cependant, ces protéines portent également à leur surface des chaînes d’hydrates de carbones (sucres) qui diffèrent entre EPO naturelle et synthétique. Cette petite différence constitue la base du test anti-dopage qui permet de mettre en évidence la présence ou non d’EPO synthétique en plus de l’EPO naturelle normalement excrétée par le corps. En effet, les sucres sont à même de modifier le pH de la molécule. L’on utilise dès lors le fait que l’EPO synthétique est plus acide que l’EPO naturelle pour les distinguer visuellement sur un gradient d’acidité.

Cette méthode est basée sur une technique d’électrophorèse sur gel appelée iso-électrofocalisation. Son principe consiste à effectuer une séparation des protéines en fonction de leur charge. La résolution que l'on peut attendre de la séparation en première dimension est de l'ordre de 0.01 unités pH et peut être améliorée par l’utilisation d’une zone de point isoélectrique plus étroite. Si l'on se réfère à un exemple chiffré, en séparant les protéines sur un gel de 18 cm de long ayant un gradient de pH immobilisé entre 3 et 10 ; 2,57 cm seront dévolus à une unité pH, mais si la même séparation est faite sur un gradient de pH plus étroit couvrant 3 unités, cette fois-ci chaque unité pH sera résolue sur 6 cm.

La recherche de l’EPO dans les urines (test urinaire)  prend 2 jours et demi, et au terme de la manipulation, la présence d’EPO endogène et éventuellement recombinante est mise en évidence grâce à des anticorps reconnaissant les 2 types de molécules. L’EPO (synthétique) ainsi que

la NESP

(novel erythropoiesis stimulating protein) sont localisées dans un domaine plus basique, respectivement plus acide, du gel que l’EPO endogène (échantillon négatif).

3)1. Les différents types d’érythropoïétine de synthèse et leurs différences avec d’érythropoïétine naturelle

ee

ee

Comme nous l’avons vu l’érythropoïétine (EPO) est une hormone de type protéique produite dont rôle est de stimuler la prolifération des érythrocytes[1], les cellules qui assurent le transport de l’oxygène dans le sang vers tous les organes. Sa production est régulée par la quantité d’oxygène à disposition dans le corps, une diminution de l’oxygénation des tissus va induire une plus forte production d’EPO et par conséquent, une augmentation du nombre d’érythrocytes dans le sang.

L’EPO peut également être fabriquée in vitro par le biais de la biotechnologie, on en fait alors un médicament destiné à soigner des patients qui ne produisent pas ou peut d’EPO naturellement. Les deux molécules d’EPO, naturelle et synthétique, agissent exactement de la même façon dans le corps, elles se lient à un récepteur situé à la surface des cellules précurseurs des érythrocytes et leur donne un signal de prolifération. Le nombre de globules rouges disponibles augmente.

Spécialités pharmaceutiques :

Nom commercial	DCI
Aranesp®	Darbepoetin alfa
Dynepo®	Epoetine delta
Epomax®	Epoetine oméga
Eprex®	Epoetine alfa
Eprex 4000®	Epoetine alfa
Neorecormon®	Epoetine beta
Peptides mimétiques de l'EPO	Test phase 3
Recormon®	Epoetine beta
Mircera®	CERA

ee

a) La NESP (novel erythropoiesis stimulating protein) ou Aranesp®

La NESP (novel erythropoiesis stimulating protein) est considérée comme la RhuEPO la plus connue, et est connue aussi sous le nom de Darbepoetin alpha. Elle diffère de l'epoetine par la substitution de cinq acides aminés permettant l'assemblage de cinq chaînes glycosilées au lieu de trois.

§         EPO naturel

3 chaînes glycosylées ,165 acides aminés ; 30,4 kDa (kilo Dalton) ;40% glycosylée ;14 acides sialiques.

§         NESP

5 chaînes glycosilées ;165 acides aminés mais 5 mutés ;37,1 kDa ;51% glycosilée ;21 acides sialiques

Plus la molécule est glycosylées, moins il y a d’affinité entre l’EPO et l’EPOR (son récepteur). Donc le NESP a une vitesse de liaison avec l’EPOR inférieure à celle de l’EPO :

Nombre d'évènements d’association entre deux molécules par unité de temps :

k(on) = 5.0 x 10(8) M(-1)min(-1) pour le NESP

k(on) = 1.1 x 10(8) M(-1)min(-1) pour l’EPO

Avec k(on) = constante de taux d'association (M-1. min-1) Où min signifie minute et M=10^6

L’EPO est à peu près 5 fois plus rapide que le NESP pour s’associer avec l’epo-r.

Comme l’EPO à une vitesse d’association plus rapide, il y a plus d’EPO internalisé par unité de temps, et donc le taux de dégradation de l’EPO par unité de temps est supérieur à celui du NESP. Sa demi-vie est inversement proportionnelle à la vitesse d’association, laquelle dépend des chaînes glycosylées et des acides sialiques.

La demi-vie est proportionnelle au nombre d'acides sialiques et au pourcentage de glycosylation de la molécule.

La vitesse d’internalisation est le même pour les deux ligands. Le ligand après internalisation est re-sécrété intact à 60 % et est dégradé à 40% dans les deux cas.

En pratique, l'utilisation de la NESP ne nécessite qu'une injection hebdomadaire contre plusieurs pour l'epoetine.

ee

b) La CERA (continuous erythropeitin receptor activator).

Le CERA (Continuous erythropoietin receptor activator) est une molécule d'érythropoïétine à laquelle est insérée une longue chaîne protéique, doublant quasiment son poids. Sa demi-vie est très allongée, permettant une injection mensuelle. Il a été développé par le laboratoire pharmaceutique suisse Roche originellement pour traiter les anémies (MIRCERA®).

Le CERA résulte de l’intégration d’un polymère de 30 kDa (une chaîne Méthoxy-polyéthylène glycol) arrimé à la molécule d’Epo en N-terminal et sur le résidu lysine 52 [17]. Son poids moléculaire est approximativement deux fois supérieur à celui de l’epoetine et sa demi-vie chez l’homme est considérablement augmentée, puisqu’elle est approximativement de 130 heures après injection. Cette augmentation considérable de la demi-vie permet une administration efficace du CERA toutes les 3 à 4 semaines [18, 19]. La réduction de la fréquence d’administration est particulièrement appréciable chez les patients insuffisants rénaux non dialysés et chez les patients d’oncologie[2] et d’hématologie, qui reçoivent des cures de chimiothérapie toutes les 3 à 4 semaines.

Ce médicament est disponible en flacon et en seringue pré-remplie, à différents dosages, pour utilisation strictement médicale.
Il s’agit donc d’une E.P.O dite de 3ème génération, ou EPO Bêta qui permet de maintenir et de rallonger son activité biologique.

Alors qu’une E.P.O. normale nécessite une injection deux ou trois fois par semaine, la CERA peut être injectée comme chez les personnes malades une fois par mois ou, pour ceux qui aiment les risques, tous les 15 jours. Le fait que peu de tests soient validés pour la détecter permettait de faire croire aux sportifs qu’ils étaient intouchables.
La molécule de la CERA est suffisamment grosse pour qu’elle ne puisse pas passer dans les urines. Or, il existe une différence notable entre les urines d’un sportif au repos ou à l’effort. Cela expliquerait pourquoi, d’une manière générale, un sportif contrôlé hors compétition peut finalement prétendre à être invincible et invisible.

Avec une E.P.O. classique, les sportifs doivent jongler avec la loi, en effectuant des injections tous les 3 ou 4 jours, le transport sur les lieux d’injections devait donc être systématiquement réalisé. L’EPO de 3ème génération offre évidemment un confort puisqu’une injection par mois est plus facile à effectuer en cachette.

ee

ee

             c)Les peptides mimétiques de l’EPO

ee

        Mettre au point des petits peptides capables de mimer les actions de l’EPO en activant le récepteur pouvait sembler impossible, pourtant il a été possible d’identifier des peptides capables de mimer l’action de cette cytokine à la fois in vitro et in vivo chez la souris. Pour arriver à ce résultat, la méthode utilisée a été de construire une banque aléatoire de peptides fixée à la surface de phages. Cette banque a ensuite été incubée avec le récepteur de l’EPO et a entraîné la mise en évidence d’un peptide agoniste capable de se fixer au domaine extracellulaire du récepteur.

Le premier peptide qui a été identifié (EMP1) est un oligopeptide cyclique dont la séquence en acides aminés est complètement différente de celle de la RhuEPO. Toutefois, ce peptide entre en compétition avec l’EPO marquée pour la fixation au récepteur, il induit la prolifération d’une lignée cellulaire répondant à l’EPO et induit la formation in vitro de colonies érythroblastiques à partir de moelle humaine normale. Il a aussi été montré qu’il induit la cascade des phosphorylations déclenchées par la fixation de l’EPO sur son récepteur [20]. D’autres peptides EMP ont été ensuite synthétisés et sélectionnés afin d’obtenir des propriétés biologiques de plus en plus significatives, en particulier une affinité supérieure pour le récepteur. Le produit définitif choisi a, lui aussi, une séquence en acides aminés complètement différente de celle de l’EPO. Il est aussi efficace que la RhuEPO dans les expériences de fixation au récepteur et de prolifération in vitro. Le peptide a été ensuite pégylé et a donné naissance à l’Hematide™ (Affymax). Ce produit a une demi-vie longue chez le rat et le singe. Il stimule l’érythropoïèse et augmente le taux d’hémoglobine chez l’animal et chez le volontaire sain. Sa longue durée de vie pourrait éventuellement permettre une seule injection IV mensuelle. Il est maintenant en phase II de développement clinique chez les patients anémiques insuffisants rénaux et en oncologie.

De façon intéressante, les anticorps anti-EPO ne croisent pas avec l’Hematide™ et ne neutralisent pas son activité biologique in vitro. Il a été montré chez des animaux présentant des anticorps anti-EPO circulants que l’Hematide™ stimule l’érythropoïèse et est capable d’augmenter le taux d’hémoglobine. Cela suggère que ce composé peut être utilisé comme traitement chez les patients avec anticorps anti-EPO et érythroblastopénie. Un essai clinique est en cours actuellement.

Le développement futur d’agents mimétiques de l’EPO non peptidiques pourrait potentiellement aboutir à des agents stimulant l’érythropoïèse actifs per os.

ee

[1] globules rouges

[2] Branche de la médecine consacrée à l'étude et au traitement des maladies cancéreuses.

BERTHELOT Jade

BOURBON Laura                                                      2 Bio 1

DUBOC Line

L'ERYTHEROPOIETINE DANS LE DOPAGE

SANGUIN SPORTIF

Projet Imagerie

eeeeeeeeeeeeeeeeeee

eeeeeeeeeeeeeeeeee

eeeeeeeeeeeeeeeeee

Année scolaire 2008-2009

Ecole Technique Supérieur du laboratoire

95, rue du Dessous des Berges

75013 Paris

BIBLIOGRAPHIE

ee

eee

I - Intoduction

• http://www.santesport.gouv.fr/contenu/dopage/definition.asp

• http://arthur73.chez-alice.fr/universitaire.html

• http://www.lequipe.fr/Cyclisme/DOPAGE_ARMSTRONG_2.html

ee

II - EPO et erythropoïèse

• Cours de physiologie de M. Studer, professeur à l’ETSL

• http://fr.wikipedia.org/wiki/Globules_rouges

• http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89rythropo%C3%AF%C3%A8se

• www.vulgaris-medical.com/encyclopedie/gm-csf-granulocyte-macrophage-colony-stimulating-factor-2110.html

• www.gfme.free.fr/therap/interl.html

• www.med.univ-rennes1.fr/wkf/stock/RENNES20061221043446gacdiffErenciation_kematopoiEt

eee

III - Utilisation de l’érythropoïétine à des fins dopantes

·         http://www.irbms.com/rubriques/Dopage/cera-epo-troisieme-generation.php

·         http://www.has-sante.fr/portail/upload/docs/application/pdf/ct-5111_mircera_.pdf 

·        http://fr.wikipedia.org/wiki/Epo 

SOMMAIRE

eee

eee

I-                 Introduction

II-              L’érythropoïétine (EPO) et l’érythropoïèse

1)    Les divers stades de la différenciation érythroblastique

2)    L’érythropoïétine

ee

III-          Utilisation de l’érythropoïétine à des fins dopantes

1)   Les différents types d’érythropoïétine de synthèse et leurs différences avec l’érythropoïétine naturelle

a) La NESP

 

b)   La CERA   

    

c)     Les peptides mimétiques de l’érythropoïétine 

2) Méthode de dépistage de dopage à l’érythropoïétine

III- Utilisation de l’érythropoïétine à des fin dopantes

ee

ee

L’érythropoïétine est une hormone qui augmente la fabrication  de globules rouges et permet par la même occasion d’améliorer les performances des sportifs, tel que le cyclisme, la natation, le football... Les risques d’accidents cardiaques à la suite d’une utilisation non contrôlée d’EPO sont loin d’être exceptionnels. L’EPO qui stimule la moelle osseuse afin de produire plus de globules rouges, à montré une efficacité spectaculaire dans le traitement de l’anémie chez les patients souffrant de graves atteintes rénales. L’EPO augmente la performance sportive selon le même processus que la transfusion sanguine, c’est à dire en améliorant le transport  de l’oxygène jusqu'à la fibre musculaire et, par la même, l’endurance.

L’EPO présente aussi un avantage déterminant en permettant de remplacer le processus long et quelque peu compliqué de la transfusion par une série d’injections sous cutanées ou intraveineuse.

Les techniques de génie génétique ont permis aux chercheurs d’isoler et de recueillir le gène humain de l’EPO. Qu’elle soit fabriquée in vivo ou in vitro son action est identique : elle se traduit par une augmentation de l’hématocrite [1], autrement dit de la synthèse des globules rouges sanguins. Sur les résultats d’une analyse de sang communiquée par le laboratoire, figure le chiffre de l’hématocrite. Celle-ci est déterminé lors de la réalisation d’un hémogramme chez un sujet normal, il est compris entre 42 et 50% variant chez l’homme ou la femme : homme 45% et femme 42%. Lorsque le nombre de globules rouges subit une hausse, il augmente le transport d’oxygène vers les muscles concernés par la spécialité sportive. Un athlète utilisant de l’EPO ressent une impression de supplément d’énergie après l’injection du médicament. Mais si l’hématocrite continue à augmenter, le sang deviendra plus épais, et si la valeur que beaucoup de spécialistes situent à 55% est dépassée, les dangers d’accidents apparaissent. En effet le sang dont la viscosité augmente commence à ce déplacer plus lentement vers les organes vitaux.

Il coagule également plus facilement et majore ainsi les risques de thromboses[2] artérielles, d’infarctus du myocarde et d’arrêts vasculaires cérébraux.

Il est à remarquer que les sportifs d’endurance les plus concernés par le dopage à l’EPO, à la fin d’un effort prolongé, ont souvent de façon naturelle, des hématocrites élevés en raison des pertes d’eaux considérables enregistrés au cours d’un exercice de longue haleine. Ainsi un cycliste qui roule plusieurs heures perd de grandes quantités de liquide pouvant aller de 4 à 5 litres lorsque les conditions ambiantes associent chaleurs et degré hygrométrique élevé. Dans un « ville à ville » un cycliste de haut niveau de sexe masculin commence l’épreuve avec une hématocrite de 42 à 43%. Si la température extérieure est de 25 à 30 °C, il terminera, en raison de la perte de fluide avec une hématocrite proche de 55%. Ce qu’il reste dans le sang, se sont essentiellement des globules rouges surnommés par un scientifique américain de « globules rouges boueux ». Si le même cycliste utilise de l’EPO, il commence la course avec un taux d’hématocrite de 52 à 58% et des résultats identiques pourraient être observé en cas de transfusion sanguine. Mais avec cette dernière technique, on est limité par la quantité de sang que l’on peut prélever et il serait alors difficile d’atteindre un taux d’hématocrite supérieur a 60%. En revanche, avec un excès d’EPO on peut, en théorie, faire monter le taux de globule rouge jusqu'à 80%.

            Certains experts estiment que le dopage à l’EPO est la technique la plus dangereuse connue dans tout le dopage sanguin. Le Dr Robert VOY, ancien médecin du comité olympique des Etats-Unis partage cet avis : « Nous ne savons pas jusqu'à quel point et pendant combien de temps, l’EPO va stimuler la production de globules rouges. Si cela dépasse ce qui est physiologiquement tolérable pour le système cardiovasculaire et pulmonaire, ces sportifs développeront des crises cardiaques et des œdèmes pulmonaires. On peut même s’attendre à des décès ».

[1] Volume occupé par les globules rouges pour un volume de sang donné

[2] Formation d'un caillot de sang dans les veines ou les artères ; le caillot peut provoquer une embolie.

---

II)2. L’érythropoïétine

eee

eeeeeee

Schéma du cycle de régulation de l’EPO

eeee

eeee

L’Epo est donc une hormone circulante qui gouverne la production de globules rouges. En réponse à l’anémie ou l’hypoxie, les taux circulants peuvent augmenter jusqu’à 1 000 fois. La régulation de la production d’Epo est donc cruciale. De nombreux travaux ont contribué à montrer que le rein était le principal lieu de production de l’Epo chez l’adulte. L’absence de réponse à l’anémie chez le sujet néphrectomisé en est la preuve par excellence. En plus du rein, le foie est capable de produire de l’Epo chez l’adulte, les cellules impliquées étant les hépatocytes et les cellules de Ito. Les mécanismes responsables de la sensibilité des cellules à l’hypoxie commencent à être mieux compris. Une somme considérable de travaux ces dernières années a établi un rôle majeur pour les facteurs de transcription HIF

(Hypoxia Inducible Factor) dans cette fonction. Dans la transduction des signaux permettant l’augmentation de la production d’érythropoïétine, la protéine P38 α de la voie des MAP kinases est indispensable comme l’ont démontré des expériences chez les souris invalidées pour son gène.

Cependant cette voie ne semble pas être concernée pour la régulation de la synthèse d’érythropoïétine par l’hypoxie, mais plutôt pour son expression constitutive.

L’identification initiale des facteurs de transcription induits par l’hypoxie a découlé de l’étude du gène de l’Epo. En effet des facteurs liant la région 3' non codante et activant la transcription du gène de l’Epo dans des conditions d’hypoxie ont été purifiés il y a une dizaine d’années. Ces facteurs appelés HIF pour Hypoxia Inducible Factors forment en fait une sous-famille. De nombreux gènes, en plus de l’Epo, sont activés par les HIF, impliqués dans la réponse à l’hypoxie : régulation du tonus vasculaire (NO synthase), de l’angiogenèse (VEGF, PDGF), de la glycolyse anaérobie et de la captation cellulaire du glucose.   La molécule HIF est un hétérodimère composé d’une sous-unité α et β ; la sous-unité α est celle régulée par l’hypoxie [7].

Il existe au moins 3 isoformes de HIF- α chez l’homme.

C’est en fait la dégradation et non la production des HIF qui est régulée. En présence d’oxygène, les molécules de HIF formées sont rapidement dégradées par le protéasome. La compréhension des mécanismes régulant ce processus a bénéficié de l’étude du gène suppresseur de tumeur VHL (von Hippel-Lindau), impliqué dans le cancer du rein à cellules claires. De façon intéressante, les tumeurs secondaires à l’inactivation de VHL, cancer du rein ou hémangioblastome cérébral, peuvent parfois s’associer à une production anormale d’Epo responsable d’une polyglobulie. Il a été montré que pVHL liait directement les facteurs HIF- α et, en partenariat avec d’autres protéines cytoplasmiques, entraînait l’ubiquitination de HIF et son ciblage vers le protéasome conduisant à sa dégradation.

En l’absence de VHL, ou en présence de VHL muté, HIF n’est plus dégradé, et devient donc stabilisé même en condition de normoxie. De fait, une surexpression de HIF-1 α et HIF-2 α a été retrouvée dans la grande majorité des cancers du rein, y compris dans un cas associé à une polyglobulie.

eeeee

eeeee

Schéma expliquant la fabrication constante du facteur HIF dont il existe deux sous-unités a et b. L'isomère a est continuellement complexé par une prolyl-hydroxylase en relation avec la protéine VHL (anormale dans la maladie de Van Hippel Lindau) et soumis à l'ubiquitinylation et à la destruction dans le protéasome. En cas d'hypoxie, la prolyl-hydroxylase est inhibée et le facteur HIF vient stimuler la production du mRNA pour l'EPO et le VGF.

II)1. Les divers stades de la différenciation érythroblastique

eeeeeeeeee

L’érythropoïèse débute avec le passage en cycle de cellules souches multipotentes (cellules primitives, embryonnaires, de la moelle osseuse, capable de se différencier en n'importe laquelle des cellules du sang : les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes) quiescentes grâce à l’intervention de facteurs de croissance (dont l’EPO). Les cellules souches érythroïdes sont d’abord des cellules multipotentes myéloïdes (c'est-à-dire de la moelle osseuse) nommées CFU GEMM puis elles perdent plusieurs caractéristiques pour devenir des cellules unipotentes engagées de façon irréversible vers la lignée érythroïde : les BFU-E les plus immatures et les CFU-E les plus matures.

La prolifération et la différenciation des BFU-E est sous la dépendance de l’Interleukine 3 (assure les échanges d’informations entre les globules blancs) et un facteur de croissance.

La prolifération et la différenciation des CFU-E est sous la dépendance de l’EPO.

Ces cellules souches érythroïdes, comme toutes les cellules souches hématopoïétiques, sont peu nombreuses et non identifiables sur un étalement de moelle osseuse. Elles donnent naissance aux premières cellules reconnaissables de la lignée, les proérythroblastes

Les BFU-E aboutissent à la formation terminale d’hématies en 10 à 20 jours, les CFU-E en 5 à 8 jours. Un proérythroblaste,  à la suite de 4 mitoses (division cellulaire), donne en moyenne 16 hématies. L’érythroblaste acidophile qui expulse son noyau devient un réticulocyte. Le réticulocyte néoformé reste 48 heures dans la moelle osseuse puis traverse les sinusoïdes médullaires, se retrouve dans le sang périphérique où il perd ses ribosomes en moins de 48 heures pour devenir une hématie mature.

La synthèse d’hématies est continuelles et harmonieuse, elle est estimée à 200 milliards par jour, elle permet le maintiens des normes physiologiques. Les hématies ont une durée de vie moyenne de 120 jours.

Schéma récapitulatif :

II) L’EPO et l’erythropoïèse

aaaaaaaa

L’érythropoïétine est le facteur régulateur principal de l’érythropoïèse. L'érythropoïétine (EPO) est une hormone glyco-protéique qui stimule l'érythropoïèse.

• L’érythropoïétine dans l’érythropoïèse

L'érythropoïèse est l'ensemble des processus de production des érythrocytes (globules rouges noté GR) dans la moelle osseuse rouge à partir de cellules souches hématopoïétiques pluripotentes, sous la dépendance de l'érythropoïétine.

Les GR sont des éléments figurés du sang dont le cytoplasme est riche en hémoglobine et qui assure le transport des gaz respiratoires dont le dioxygène.

eeeeeeeeeee

eeeeeeeeeeee

Photographie de globules rouges prise au microscope électronique à balayage

eeeeeeeeee

eeeeeeeee

Les GR sont élaborés dans la moelle osseuse, elle-même située dans la plupart des os (vertèbres, côtes, sternum, extrémités des os longs). In utero, l'érythropoïèse a lieu tout au début, au niveau du sac vitellin, puis au niveau du foie. Au moment de la naissance, elle se situe déjà au niveau médullaire.

La fabrication d'hématies par la moelle osseuse est appelée érythropoïèse. Tout commence avec des cellules souches hématopoïétiques, qui sont dites pluripotentes (elles pourront donner naissance à plusieurs types cellulaires). Certaines vont ensuite commencer à se différencier, et vont former les pro géniteurs (BFU-E, CFU-E), quelques mitochondries et des fragments de REG ou de Golgi. C’est l’expulsion de ces derniers résidus qui donnera naissance au réticulocyte, et enfin à l'hématie. L'ensemble se fait à chaque fois par mitose. Au fur et à mesure, les cellules vont se charger en hémoglobine, responsable de leur couleur rouge. Le réticulocyte va perdre son noyau, pour devenir un globule rouge mûr.

L'érythropoïèse est régulée par différents facteurs de croissance. L'érythropoïétine (EPO) va agir en stimulant les pro géniteurs, surtout les CFU-E, et ainsi favoriser la production de globule rouge.

La moelle osseuse, tissu situé au centre des os, produit les différents types de cellules du sang : les globules blancs, les globules rouges et les plaquettes. La moelle osseuse contient deux types de cellules spécifiques : les cellules souches hématopoïétiques (CSH) et les cellules du stroma médullaire qui sont les cellules hématopoïétiques. Chez l'homme, tous les os ont une activité hématopoïétique jusqu'à l'âge de 5 ans. Par la suite, cette activité s'effectue essentiellement à la moelle osseuse des os courts et plats, plus précisément du sternum, des côtes, des vertèbres et des os iliaques. Les CSH sont dites multipotentes : elles sont capables de se différencier en chacun des types de cellules ; chaque fois qu'une CSH se divise en 2 cellules, une cellule va permettre le maintien du stock de CSH et l'autre va se différencier dans un des trois types de cellule sanguine : leucocyte, globule rouge ou plaquette. Les cellules stromales constituent un tissu de soutien qui permet la multiplication des CSH et leur différenciation. Elles sont elles aussi capables de se différencier en de nombreux types cellulaires

Après la naissance, les CSH se retrouvent uniquement dans la moelle osseuse et en particulier chez l'adulte dans l'os sternal, les os iliaques et la tête du fémur.

Des cellules contenant de l’hémoglobine embryonnaire apparaissent dans le mésoblaste (enveloppe interne de l'embryon, qui produit le squelette, le derme, la musculature, les reins et le sang.) dès 3 semaines de gestation. A partir de 2 mois l’érythropoïèse se localise dans le foie et dans la rate, puis dans la moelle osseuse, la moelle étant le seul site de production de GR à partir de la naissance.

I) Introduction

eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

• Définition du dopage 

La première définition légale du dopage en France date du 1^er Juin 1965. 

En effet, cette loi considère comme dopé : "Quiconque aura en vue ou au cours d'une compétition sportive, utilisé sciemment l'une des substances déterminées par le règlement d'administration publique, qui sont destinées à accroître artificiellement et passagèrement ses possibilités physiques et sont susceptibles de nuire à sa santé".

Cette définition renvoie à une liste de substances très détaillée.

La loi du 28 juin 1989 propose une nouvelle définition du dopage : "Il est interdit à toute personne d'utiliser, au cours des compétitions et manifestations sportives organisées ou agréées par des fédérations sportives ou en vue d'y participer, les substances et les procédés qui, de nature à modifier artificiellement les capacités ou à masquer l'emploi de substances ou de procédés ayant cette propriété, sont déterminés par arrêté conjoint des ministres chargés des sports et de la santé".

La loi du 23 mars 1999 donne la définition suivante : "Le dopage est défini par la loi comme l’utilisation de substances ou de procédés de nature à modifier artificiellement les capacités d’un sportif. Font également partie du dopage les utilisations de produits ou de procédés destinés à masquer l’emploi de produits dopants. La liste des procédés et des substances dopantes mise à jour chaque année fait l’objet d’un arrêté conjoint des ministres chargés des sports et de la santé". 

Nous venons de voir que la question du dopage concerne avant tout le milieu sportif.

Mais on aurait tort de penser que le dopage ne concerne que les athlètes de haut niveau.

En effet dans la vie de tous les jours, on peut rencontrer des « situations de dopage ».

Par exemple, la consommation de stimulants comme le café, le thé, (la feuille de coca), pourrait être considérée comme une pratique dopante en raison de l’effet sur l’éveil de ces substances et donc sur l'amélioration des capacités physiques. 

Il en va de même pour la prise de vitamines, d’aliments spécialisés riches en protéines, des boissons énergétiques, qui ont un effet direct sur la performance.

Et si l’on pousse le raisonnement plus loin, le simple entraînement sportif pourrait bien être reconsidéré : c’est un artifice visant à l’amélioration des performances du sportif.

Les instances sportives, et plus tard les législateurs, ont donc dû établir des listes de produits et de techniques médicales interdites. D'une manière générale, on peut distinguer plusieurs facteurs qui contribuent à classer une substance ou technique comme dopante.

La première notion est la notion de « triche ». Le sportif dopé utilise des méthodes auxquelles d'autres n'ont pas accès ; le résultat de la compétition est donc faussé, ce qui va à l'encontre de l'image courante du sport, une compétition à armes égales où « le meilleur gagne » ;

La seconde notion concerne l’intégrité physique. Le sportif dopé utilise des produits dangereux, souvent classés comme stupéfiants. Il s'agit alors de protéger le sportif, qui bien souvent est prêt à prendre des risques inconsidérés, ou qui est peut être mal informé sur les dangers auxquels il s’expose. Car les produits dopants ont souvent un effet dégénérescent sur les organes. Par exemple le cœur, qui, comme il doit travailler plus vite se fatigue plus vite et « vieillit plus vite ».

eeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

eeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

• Historique du dopage

Le dopage est une pratique très ancienne. Le premier cas moderne avéré remonte à 1865 et concerne des nageurs à Amsterdam.

À la même époque, le vin Mariani était conseillé aux sportifs. Il était « aromatisé » avec des feuilles de coca.

Le premier décès dû au dopage est survenu en 1896.Il s’agit de la mort du Gallois Arthur Linton quinze jours après sa participation à la course Bordeaux - Paris. La thèse officielle évoqua une fièvre typhoïde. Il semble, en fait, que le coureur ait été victime d'un mélange à base de morphine qui lui aurait été administré par son soigneur. 

On considère que le dopage s'est professionnalisé et généralisé dans certains sports à la fin des année 1950 et au début des années 1960 avec l'arrivée des sympathicomimétiques, de produits à activité hormonale comme l'hormone de croissance ou les corticoïdes.

Sur l'épreuve d'athlétisme du 100 mètres, dans les années 1960, les performances connaissent un essor fulgurant avant de se stabiliser dans les années 70-80. Mais les performances redécollent à partir des années 1980, soit au moment où l'érythropoïétine (EPO) et de nouvelles hormones, anabolisants et produits masquant indétectables sont mis sur le marché.

Suite au décès de Knud Enemark Jensen aux JO de Rome de 1960, la fédération internationale de cyclisme effectua des contrôles officieux sur les cyclistes sélectionnés aux Jeux de Tokyo en 1964. Ces résultats ne furent jamais divulgués mais, à Mexico, lors des Jeux Olympiques d'été de 1968, le CIO officialise les contrôles anti-dopage et oblige les femmes à se soumettre à des tests de féminité. Pour éviter les contrôles positifs aux JO de Montréal, les Soviétiques installent sur le Saint-Laurent, un bateau laboratoire, dont l'objectif est de vérifier les échantillons d'urine des sportifs soviétiques avant de les engager dans les compétitions.

Il faudra attendre 1989, pour que le CIO mette en place les contrôles inopinés. Le faible pourcentage de sportifs contrôlés positifs montre les limites des contrôles et la d'utiliser des produits masquant eu égard à leur performances.

Il faut savoir que les hormones de croissance ne sont toujours pas détectées dans les tests de contrôle anti-dopage actuels (2007).

En 1998, un scandale (affaire Festina) éclabousse le Tour de France. Le soigneur de l'équipe cycliste Festina, Willy Voet, à laquelle appartient Richard Virenque est interpellé à la frontière en possession de 500 doses de produits dopants et stupéfiants dont 235 ampoules d'EPO. Bruno Roussel, directeur sportif de l'équipe, avoue l'existence d'une « gestion concertée de l'approvisionnement des coureurs en produits dopants ». Le grand public découvre alors l'étendue de ces pratiques dopantes.

Dans la publication des recherches (2000) menées sur les échantillons d'urine congelés des coureurs du Tour de France 1998, le laboratoire national de dépistage du dopage estime que « il est hautement vraisemblable que nous pourrions retrouver les traces d'une prise d'EPO sur un nombre élevé des 102 échantillons, peut-être même sur tous ». Suite à cette affaire, les contrôles sont renforcés et la France se dote d'une loi anti-dopage plus contraignante.

Plusieurs affaires de dopage suivront notamment en Italie avec le Blitz du Giro 2001, le procès de la Juventus, le procès du docteur Michele Ferrari (conseiller médical et ami de Lance Armstrong) ou l'affaire des veuves du Calcio et aux États-Unis avec l'affaire Balco.

Il est maintenant quasiment prouvé (2005) que Lance Armstrong était sous EPO en 1999 (étude rétrospective d'urines).

Aujourd'hui, associé aux contrôles inopinés, le suivi longitudinal des sportifs semble être l'arme la plus efficace pour lutter contre le dopage et ses pratiques masquantes, puisqu'il permet non plus de détecter les produits dopants, mais une modification anormale de la physiologie du sportif.

eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

• Les différentes techniques de dopage sanguin

Le dopage sanguin sportif a pour but principal d’améliorer l’oxygénation des tissus et donc d’accroître ou de favoriser le nombre et l’afflux des globules rouges dans les différents organes.

Une première technique consiste à effectuer un stage en altitude. Celui-ci permet d'accroître le nombre de globules rouges dans le sang et, par conséquent, assure une meilleure oxygénation. Toutefois, cet effet bénéfique est perdu rapidement au retour à une altitude normale.

Il est possible de prélever du sang au cours du séjour en altitude ou d'une cure d'EPO. Le sang est stocké jusqu'au déroulement des épreuves sportives. À ce moment là, il est transfusé au sportif pour qu'il bénéficie à nouveau de l'avantage d'un plus grand nombre de globules rouges dans le sang.

Une autre technique consiste à placer le sportif dans un caisson hypobare pour recréer artificiellement les conditions d'altitude et stimuler ainsi la production de globules rouges.

On considéra comme deuxième technique les méthodes de dopage par transfusion sanguine.

La transfusion homologue consiste à transfuser le sang d'un donneur de groupe sanguin et rhésus compatibles. Mais cette méthode est facilement détectable.

La transfusion autologue est basée sur le même principe que la transfusion homologue (même groupe, même rhésus), mais utilise le sang de la personne dopée qui a été préalablement prélevé et placé dans de bonnes conditions de conservation (entre +4°C et +8°C) en vue de son stockage.

Il n'existe en 2007 pas de test permettant de déceler cette technique de dopage.

Néanmoins on sait que le sang stocké nécessite un appareillage très spécialisé permettant la centrifugation du sang prélevé pour ne garder que les globules rouges.

Une troisième technique de dopage sanguin pourrait être l’injection d’EPO.

L'érythropoïétine (EPO) est une hormone naturelle stimulant la production de globules rouges dans la moelle osseuse. L'augmentation du nombre d'hématies se mesure par une élévation du taux d'hémoglobine (protéine portée par les globules rouges dont la principale fonction est le transport du dioxygène dans l'organisme) et de l'hématocrite (quantité de cellules dans la sang) dans le sang. Une quantité élevée de transporteurs d'oxygène permet d'augmenter l'apport de ce gaz aux tissus. L'inconvénient réside dans l'augmentation outrancière de l'hématocrite, pouvant provoquer des complications cardiovasculaires.

Il a été prouvé que l’EPO a été intensivement utilisée dans le cyclisme – et probablement l'ensemble des sports d'endurance – dans les années 90.

Enfin la dernière technique connue par les instances officielles est l’utilisation du perfluorocarbone.

Le perfluorocarbone (PFC) est un transporteur d'oxygène qui n'augmente pas l'hématocrite. Il est très dangereux et a été utilisé par l'Équipe Festina.

Dans la suite de ce dossier nous allons nous intéresser plus particulièrement à l’érythropoïétine (EPO). Nous étudierons le rôle de cette hormone dans la synthèse des globules rouges et dans un deuxième temps nous nous pencherons sur son utilisation à des fins dopantes.