Los Juegos Olímpicos de Verano revelan increíbles historias de triunfo, determinación y hazañas atléticas. Si bien los atletas siempre buscan una ventaja dentro de las reglas (desde dietas hasta cámaras hiperbólicas y crioterapia), los medicamentos para mejorar el rendimiento (PED) son una línea que no debe cruzarse. Las drogas para mejorar el rendimiento son constantemente examinadas, rastreadas y probadas por el Comité Olímpico Internacional, la Agencia Antidopaje de los Estados Unidos y la Agencia Mundial Antidopaje. Si bien las drogas y las metodologías han evolucionado, los esteroides anabólicos androgénicos (AAS) siguen siendo potenciadores clave del rendimiento desde los Juegos Olímpicos hasta el Tour de Francia, los triatlones Ironman e incluso más deportes de nicho como CrossFit Games. Este blog proporcionará detalles sobre algunos medicamentos comunes que mejoran el rendimiento y medidas para detectar estos medicamentos.
¿Qué son las drogas para mejorar el rendimiento?
Una comprensión estructural de los esteroides, sus metabolitos y la testosterona es fundamental para desarrollar protocolos analíticos para su detección. La testosterona (T) es una hormona producida naturalmente y el ligando nativo para el receptor de andrógenos. Cuando este receptor se une a un andrógeno como la testosterona o un esteroide sintético, se activa, lo que resulta en efectos deseables para mejorar el rendimiento, incluido el aumento de la fuerza muscular, la densidad ósea y la producción de glóbulos rojos. Si bien los músculos y huesos más fuertes son una ventaja obvia para un atleta, el aumento de la producción de glóbulos rojos proporciona más oxígeno a los músculos y órganos, lo que alimenta la producción de energía y la recuperación. La testosterona (tanto sintética como natural), por lo tanto, es la base de los esteroides anabólicos.
Los esteroides anabólicos se dividen principalmente en tres categorías (Figura 1 a continuación):
- Derivados de la testosterona
- Derivados de 5α-dihidrotestosterona (DHT)
- Derivados de 19-nortestosterona
Figura 1: La estructura de la testosterona en comparación con los derivados comunes de testosterona anabólica-androgénica, derivados de 5α-dihidroxitestosterona y derivados de 19-nortestosterona.
Las diferencias en la estructura, las actividades del sustrato y la vida media afectan los perfiles biológicos de estos derivados de testosterona anabólico-androgénicos. Estas diferencias son la base para diseñar métodos para detectar estos compuestos, especialmente porque todos poseemos testosterona de forma natural.
¿Cómo se detectan las drogas para mejorar el rendimiento?
Para cada medicamento, identificar sus metabolitos principales es el primer paso para desarrollar una prueba de diagnóstico directa de orina, sangre o saliva. El cuerpo humano produce testosterona (T) y epitestosterona (E) naturales (endógenas) en una proporción de aproximadamente 0.4-2 (Figura 2A)1. Uno de los primeros métodos de detección simplemente midió la proporción de testosterona y epitestosterona en muestras de orina. Si la relación T/E excede 4, se sospecha dopaje con un producto de testosterona exógena. Para confirmar la presencia de T exógeno, el laboratorio puede medir la relación de isótopos de 13 C: 12 C en T, ya que T fabricado en laboratorio tiene una relación ligeramente inferior a 13C: 12C que la T2 endógena. Esta metodología se utilizó en el enjuiciamiento de Floyd Landis en torno a su actuación en el Tour de Francia 2006, demostrando que, de hecho, había utilizado testosterona exógena.
Figura 2. Parámetros de prueba para la detección de esteroides anabólicos androgénicos. R: Estructuras de testosterona (T) y epitestosterona (E), que se producen en una proporción entre 0.4-2 en el cuerpo humano. Los valores de T/E superiores a 4 se consideran evidencia de dopaje AAS. B: Metabolismo y procedimientos analíticos necesarios para la detección de estanozolol por análisis de orina.
Cuando un fármaco esteroideo encuentra por primera vez su camino en la escena competitiva, la responsabilidad recae en los reguladores para comprender sus propiedades y metabolismo para su detección y análisis. Tal fue el caso en los Juegos Olímpicos de Seúl 1988, cuando el velocista Ben Johnson estableció un récord mundial en la carrera de 100 metros, pero fue despojado de su medalla de oro después de dar positivo por estanozolol. Para desarrollar un método de detección para este medicamento, los investigadores tuvieron que comprender el metabolismo del estanozolol y cómo podría detectarse de manera más sensible. La ruta principal para el metabolismo del estanozolol se muestra en la vía vertical de la Figura 2B, junto con el tratamiento de la muestra requerido para detectar metabolitos por cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS)3 probada en el tiempo. Sin embargo, el estanozolol produce otro metabolito en cantidades más pequeñas llamado 17-epi-estanozolol-N-glucurónido, que se muestra en la vía horizontal de la Figura 2B. ¡Este metabolito es de larga duración y se puede detectar 28 días después de la administración! Para detectar estanozolol a partir de este metabolito, se desarrolló más recientemente una combinación compleja de métodos que involucran ionización por electrospray (ESI) y espectrometría de masas por cromatografía líquida (LC-MS). En pocas palabras, estas técnicas crean iones que pueden separarse e identificarse por su masa para caracterizar e identificar los metabolitos presentes.
¿Por qué las drogas para mejorar el rendimiento son un problema continuo?
Mientras los científicos estaban ocupados mejorando las técnicas para detectar los esteroides anabólico-androgénicos que conocían a principios de la década de 2000, Barry Bonds estaba ocupado bateando jonrones. Poco sabía la MLB que detrás de escena, Bonds y otros atletas habían estado usando un esteroide recién sintetizado, tetrahidrogestrinona (THG), diseñado específicamente para potentes efectos anabólicos y con protocolos de pruebas antidopaje en mente. Apodado "The Clear", el THG no pudo detectarse inicialmente en la orina porque el programa antidopaje no tenía conocimiento de su existencia o metabolitos. Durante una investigación, se extrajo una muestra de THG del residuo de una jeringa gastada y se identificó, después de lo cual se pudo desarrollar fácilmente un método LC-MS/MS para el cribado4.
El escándalo del béisbol tipifica algunos de los problemas relacionados con la detección directa de AAS en los programas antidopaje. En primer lugar, el proceso de selección es buscar metabolitos conocidos de sustancias conocidas; Una organización bien equipada puede, por lo tanto, sintetizar de manera factible "esteroides de diseño" que aún no se han visto para evitar la detección. Incluso cuando existe un protocolo de prueba, las pruebas poco frecuentes (como en la MLB, donde las pruebas se realizan dos veces al año) pueden permitir que el uso de esteroides pase desapercibido; Los períodos más largos entre las pruebas permiten que las concentraciones de metabolitos esteroides disminuyan por debajo de los límites de detección más fácilmente. También es posible que un atleta despliegue agentes enmascarantes y diuréticos para evitar la detección5, lo que supone una carga adicional para las administraciones de pruebas.
Las agencias antidopaje eran conscientes de estos problemas y del uso continuo de drogas para mejorar el rendimiento a pesar de sus esfuerzos por contenerlos. Ya en la década de 1990, la investigación había demostrado que en ausencia de agentes exógenos, las concentraciones y proporciones de testosterona, sus precursores y sus metabolitos permanecen notablemente estables en la orina de un individuo, y los esteroides anabólicos androgénicos tienen un efecto duradero sobre estos valores estables. Sin embargo, no fue hasta 2007 que los investigadores adoptaron la inferencia bayesiana para formalizar la detección de valores anormales en estas proporciones. Estas proporciones junto con un perfil hematológico constituyen un Pasaporte Biológico del Atleta (ABP). Este pasaporte es una poderosa herramienta de evaluación comparativa para mejorar nuestra capacidad de detectar drogas que mejoran el rendimiento.
Evolución futura de la vigilancia de los fármacos que mejoran el rendimiento
Los bioensayos in vitro son otro enfoque prometedor no dirigido para detectar andrógenos. Al alterar las células con proteínas reporteras bajo regulación de elementos de respuesta a andrógenos, estos ensayos pueden detectar la activación del receptor de andrógenos independientemente de su fuente6. Esto hace que los bioensayos sean útiles para detectar andrógenos en muestras de composición desconocida, como en suplementos dietéticos, que en los últimos años han causado que los atletas ingieran inadvertidamente sustancias prohibidas. El desarrollo adicional de métodos de detección basados en bioactividad no dirigidos probablemente ayudará a los investigadores a caracterizar los andrógenos emergentes, ya sean de naturaleza esteroidea o parte de la clase emergente de moduladores selectivos de los receptores de andrógenos, que no se parecen estructuralmente a la testosterona y no se entienden metabólicamente7 (Figura 3).
Figura 3. Estructuras químicas de los populares moduladores selectivos de los receptores de andrógenos (SARM) de abuso.
Resumen
Mirando hacia los Juegos Olímpicos y más allá, sin duda habrá escándalos relacionados con el dopaje por parte de individuos, a veces a instancias de sus organizaciones. Tal es la naturaleza aparente del deporte de élite. En los casos en que se utilizan drogas de diseño para evitar la detección, tales compuestos no habrían sido clínicamente probados para determinar su seguridad por su propia naturaleza y, por lo tanto, representarían un riesgo para la salud de los atletas. Pero a medida que las organizaciones deportivas continúen siendo creativas con la farmacología que despliegan, la ciencia continuará equipando a las autoridades antidopaje con el conocimiento y las capacidades analíticas necesarias para detectar drogas que mejoran el rendimiento. Maximizar estas capacidades servirá como un elemento disuasorio para minimizar el dopaje, promover la salud en el deporte y preservar una apariencia de equidad.
Referencias
1. Donike, M., Nachweis von exogenem Testosteron. Despegue. Ärzte-Verl.: Colonia, 1983; p S. 293-298.
2. Polet, M.; Van Eenoo, P., GC-C-IRMS en la práctica rutinaria de control de dopaje: 3 años de datos de pruebas de drogas, control de calidad y evolución del método. Anal Bioanal Chem 2015, 407 (15), 4397-409.
3. Schänzer, W.; Opfermann, G.; Donike, M., Metabolismo del estanozolol: identificación y síntesis de metabolitos urinarios. J Steroid Biochem 1990, 36 (1-2), 153-74.
4. Catlin, D. H.; Sekera, M. H.; Ahrens, B. D.; Starcevic, B.; Chang, Y. C.; Hatton, C. K., Tetrahidrogestrinona: descubrimiento, síntesis y detección en orina. Rapid Commun Mass Spectrom 2004, 18 (12), 1245-049.
5. Alquraini, H.; Auchus, R. J., Estrategias que los atletas utilizan para evitar la detección de dopaje androgénico-anabólico esteroide y sanciones. Endocrinología molecular y celular 2018, 464, 28-33.
6. Lund, R. A.; Cooper, E. R.; Wang, H.; Ashley, Z.; Cawley, A. T.; Heather, A. K., Detección no dirigida de andrógenos de diseño: papel subestimado de los bioensayos in vitro. Pruebas y análisis de drogas 2021, 13 (5), 894-902.
7.Thevis, M.; Schänzer, W., Detección de SARMs en análisis de control de dopaje. Endocrinología molecular y celular 2018, 464, 34-45.
