Os Jogos Olímpicos de Verão revelam histórias incríveis de triunfo, determinação e feitos dos atletas. Embora os atletas sempre busquem ultrapassar seus limites mas mantendo-se dentro das regras (dietas, câmaras hiperbólicas, crioterapia), uma linha que não deve ser ultrapassada são as drogas que melhoram o desempenho (PEDs) Os medicamentos que melhoram o desempenho são constantemente examinados, rastreados e testados pelo Comitê Olímpico Internacional, pela Agência Antidoping dos Estados Unidos e pela Agência Mundial Antidoping. Embora as drogas e as metodologias tenham evoluído, os esteroides anabólicos androgênicos (AAS) ainda são os principais potenciadores de desempenho das Olimpíadas ao Tour De France, Ironman Triathlons e ainda mais esportes de nicho, como CrossFit Games. Este blog fornecerá detalhes sobre algumas drogas comuns que melhoram o desempenho e medidas para detectá-las.
O que são drogas que melhoram o desempenho?
É fundamental ter uma compreensão estrutural dos esteroides, seus metabólitos e da testosterona para desenvolver protocolos analíticos para detectá-los. A testosterona (T) é um hormônio produzido naturalmente e o ligante nativo para o receptor de andrógeno. Quando o receptor se liga a um andrógeno, como a testosterona ou um esteroide sintético, ele é ativado, tendo como resultado os efeitos desejáveis de melhoria de desempenho, dentre eles o aumento da força muscular, da densidade óssea e a produção de glóbulos vermelhos. Embora músculos e ossos mais fortes sejam uma vantagem óbvia para um atleta, o aumento da produção de glóbulos vermelhos fornece mais oxigênio aos músculos e órgãos, o que alimenta a produção e recuperação de energia. A testosterona (sintética e natural), portanto, é a base dos esteroides anabolizantes.
Os esteroides anabolizantes se enquadram principalmente em três categorias (Figura 1 abaixo):
- Derivados de testosterona
- Derivados de 5α-di-hidrotestosterona (DHT)
- Derivados de 19-nortestosterona
Figura 1: A estrutura da testosterona comparada com os derivados anabólico-androgênicos comuns da testosterona, derivados da 5α-dihidroxitestosterona e derivados da 19-nortestosterona.
As diferenças na estrutura, atividades do substrato e meia-vida afetam os perfis biológicos desses derivados anabólico-androgênicos da testosterona. Essas diferenças são a base para projetar métodos para detectar esses compostos, especialmente porque todos nós produzimos testosterona de forma natural.
Como as drogas que melhoram o desempenho são detectadas?
Para cada droga, identificar seus principais metabólitos é o primeiro passo no desenvolvimento de um teste de diagnóstico direto de urina, sangue ou saliva. O corpo humano produz testosterona (T) natural (endógena) e epitestosterona (E) em uma proporção de aproximadamente 0,4-2 (Figura 2A)1. Um dos primeiros métodos de detecção simplesmente mediu a proporção de testosterona e epitestosterona em amostras de urina. Se a relação T/E exceder 4, existe a suspeita de doping com um produto exógeno de testosterona. Para confirmar a presença da T exógena, o laboratório pode medir a razão isotópica de 13C:12C em T, pois a T feita em laboratório tem uma razão 13C:12C ligeiramente menor que a T2 endógena. Essa metodologia foi usada no processo contra de Floyd Landis sobre sua atuação no Tour de France de 2006, provando que ele havia, de fato, usado testosterona exógena.
Figura 2. Parâmetros de teste para detecção de esteroides anabolizantes androgênicos. A: Estruturas de testosterona (T) e epitestosterona (E), que são produzidas em uma proporção entre 0,4-2 no corpo humano. Valores de T/E acima de 4 são considerados evidências de doping com AAS. B: Metabolismo e procedimentos analíticos necessários para detectar estanozolol por urinálise.
Quando uma droga esteroide é introduzida pela primeira vez no cenário competitivo, o ônus está sobre os reguladores para entender suas propriedades e metabolismo para sua detecção e análise. Um exemplo foi o caso nos Jogos Olímpicos de Seul em 1988, quando o velocista Ben Johnson estabeleceu um recorde mundial nos 100m rasos, mas tendo perdido sua medalha de ouro após o resultado positivo para stanozolol. Para desenvolver um método de detecção para esta droga, os pesquisadores tiveram que entender o metabolismo do stanozolol e como ele poderia ser detectado com mais sensibilidade. A principal via para metabolizar do estanozolol é mostrada na via vertical da Figura 2B, juntamente com o tratamento da amostra, necessário para detectar metabólitos pela cromatografia gasosa testada pelo tempo-espectrometria de massa (GC-MS)3. No entanto, o estanozolol produz outro metabólito em quantidades menores chamado 17-epi-stanozolol-N-glicuronídeo, mostrado na via horizontal da Figura 2B. Este metabólito tem vida longa e pode ser detectado até 28 dias após ser administrado! Para detectar o estanozolol a partir deste metabólito, foi desenvolvida mais recentemente uma combinação complexa de métodos envolvendo ionização por eletrospray (ESI) e espectrometria de massa por cromatografia líquida (LC-MS). Simplificando, essas técnicas criam íons que podem ser separados e identificados por sua massa para caracterizar e identificar os metabólitos presentes.
Por que os medicamentos que melhoram o desempenho são um problema permanente?
Enquanto os cientistas estavam ocupados aprimorando técnicas para detectar os esteroides anabólicos androgênicos que eles conheciam no início dos anos 2000, Barry Bonds estava ocupado acertando home runs. Mal sabia a MLB (Liga principal de beisebol) que nos bastidores, Bonds e outros atletas estavam usando um esteroide recém-sintetizado, tetrahidrogestrinona (THG), projetado especificamente para efeitos anabólicos potentes e com protocolos que levavam em consideração os testes antidoping. Apelidado de “The Clear”, o THG não pôde ser detectado na urina inicialmente porque o programa antidoping não tinha conhecimento de sua existência ou de seus metabólitos. Durante uma investigação, uma amostra de THG foi extraída do resíduo de uma seringa usada e identificada, após o que um método LC-MS/MS poderia ser facilmente desenvolvido para triagem4.
O escândalo do beisebol tipifica algumas das questões que envolvem a detecção direta de AAS em programas antidoping. Primeiro, o processo de triagem procura metabólitos conhecidos de substâncias conhecidas; uma organização bem-preparada pode, portanto, sintetizar de maneira viável “esteroides de design” que ainda não foram vistos para evitar a detecção. Mesmo quando um protocolo de teste está em vigor, testes pouco frequentes (como no MLB, onde o teste ocorre duas vezes por ano) podem permitir que o uso de esteroides passe despercebido; períodos mais longos entre os testes permitem que as concentrações de metabólitos esteroides diminuam mais facilmente abaixo dos limites de detecção. Também é possível que um atleta implante agentes mascarantes e diuréticos para evitar a detecção5, o que onera a administração dos testes.
As agências antidoping estavam cientes desses problemas e do uso contínuo de medicamentos para melhorar o desempenho, apesar de seus esforços para contê-los. Já na década de 1990, pesquisas mostraram que, na ausência de agentes exógenos, concentrações e proporções de testosterona, seus precursores e seus metabólitos permanecem significativamente estáveis na urina de um indivíduo, e os esteroides anabólicos androgênicos têm um efeito duradouro sobre esses valores. No entanto, foi só 2007 que os pesquisadores adotaram a inferência Bayesiana para formalizar a detecção de valores anormais nessas proporções. Essas proporções, juntamente com um perfil hematológico, constituem o Passaporte Biológico do Atleta (PBA). Este passaporte é uma poderosa ferramenta de benchmarking para melhorar nossa capacidade de detectar drogas que melhoram o desempenho.
Desenvolvimentos futuros no monitoramento de medicamentos que melhoram o desempenho
Os bioensaios in vitro são outra abordagem promissora não direcionada para detectar andrógenos. Ao alterar células com proteínas repórter sob regulação de elementos de resposta androgênica, esses ensaios podem detectar a ativação de receptores androgênicos independentemente de sua fonte6. Isso torna os bioensaios úteis para detectar andrógenos em amostras de composição desconhecida, como em suplementos alimentares, que nos últimos anos fizeram com que os atletas ingerissem inadvertidamente substâncias proibidas. O aperfeiçoamento de métodos de detecção não direcionados baseados em bioatividade provavelmente ajudará os pesquisadores a caracterizar andrógenos emergentes, sejam eles de natureza esteroidal ou parte da classe emergente de moduladores seletivos de receptores de andrógenos, que não têm nenhuma semelhança estrutural com a testosterona e ainda não têm uma compreensão de seu metabolismo7 (Figura 3).
Figura 3. Estruturas químicas de moduladores seletivos de receptores androgênicos populares (SARMs) de abuso.
Resumo
Olhando para os Jogos Olímpicos e o que ainda está por vir, sem dúvida haverá escândalos envolvendo doping por indivíduos, por vezes sob ordens de suas organizações. Essa é a natureza aparente do esporte de elite. Pela própria natureza das drogas sintéticas usadas para evitar ser detectadas, seus compostos não devem ter sido testados clinicamente quanto à segurança e, portanto, representam um risco para a saúde dos atletas. Mas, à medida que as organizações esportivas continuam criativas com a farmacologia que desenvolvem, a ciência continuará a preparar as autoridades antidoping com o conhecimento e a capacidade de análise necessários para detectar drogas que melhoram o desempenho. Maximizar essas capacidades servirá como um impedimento para minimizar o doping, promover a saúde no esporte e preservar uma aparência de justiça.
Referências
1. Donike, M., Nachweis von exogenem Testosteron. Dt. Ärzte-Verl.: Köln, 1983; p S. 293-298.
2. Polet, M.; Van Eenoo, P., GC-C-IRMS in routine doping control practice: 3 years of drug testing data, quality control and evolution of the method. Anal Bioanal Chem 2015, 407 (15), 4397-409.
3. Schänzer, W.; Opfermann, G.; Donike, M., Metabolism of stanozolol: identification and synthesis of urinary metabolites. 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., Tetrahydrogestrinone: discovery, synthesis, and detection in urine. Rapid Commun Mass Spectrom 2004, 18 (12), 1245-049.
5. Alquraini, H.; Auchus, R. J., Strategies that athletes use to avoid detection of androgenic-anabolic steroid doping and sanctions. Molecular and Cellular Endocrinology 2018, 464, 28-33.
6. Lund, R. A.; Cooper, E. R.; Wang, H.; Ashley, Z.; Cawley, A. T.; Heather, A. K., Nontargeted detection of designer androgens: Underestimated role of in vitro bioassays. Drug Testing and Analysis 2021, 13 (5), 894-902.
7.Thevis, M.; Schänzer, W., Detection of SARMs in doping control analysis. Molecular and Cellular Endocrinology 2018, 464, 34-45.
