Mentre il mondo attende i prossimi giochi olimpici, un nuovo metodo per rilevare i composti dopanti nei campioni di urina potrebbe livellare il campo di gioco per coloro che cercano di mantenere pulita l'atletica. Oggi, gli scienziati segnalano un approccio che utilizza la spettrometria di massa della mobilità ionica per aiutare le agenzie di regolamentazione a rilevare i droganti esistenti e i futuri composti "progettisti".

I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati alla riunione di primavera dell'American Chemical Society (ACS).

Ogni anno, l'Agenzia mondiale antidoping (WADA) pubblica un elenco di sostanze, compresi gli steroidi, che agli atleti è vietato utilizzare. Però, può essere difficile distinguere gli steroidi naturali o "endogeni" di un atleta da quelli sintetici "esogeni" somministrati per aumentare le prestazioni.

E gli organismi di regolamentazione affrontano un'altra sfida:"Non appena sviluppiamo metodi per cercare farmaci che migliorano le prestazioni, i laboratori clandestini sviluppano nuove sostanze che danno agli atleti un vantaggio competitivo, "dice Christopher Chouinard, dottorato di ricerca, ricercatore principale del progetto. Quei farmaci di design sfuggono al rilevamento se i laboratori di prova non sanno cercare le loro strutture chimiche specifiche.

Il team di Chouinard al Florida Institute of Technology sta cercando di superare in astuzia gli imbroglioni con un test in grado di differenziare gli steroidi endogeni ed esogeni e può anche anticipare la struttura di nuovi composti che potrebbero apparire nei campioni di urina degli atleti.

Attualmente, i laboratori di analisi analizzano i campioni utilizzando la spettrometria di massa tandem (MS) e la gascromatografia o la cromatografia liquida. Questi approcci rompono le molecole nel campione e separano i frammenti, spettri cedevoli che possono rivelare l'identità dell'originale, composti intatti. Ma può essere difficile differenziare molecole con piccole differenze strutturali, inclusi gli isomeri, che distinguono gli steroidi endogeni da quelli esogeni, come gli steroidi anabolizzanti sintetici che gli atleti prendono per costruire muscoli.

Per accentuare queste differenze, Chouinard accoppia la MS con la spettrometria di mobilità ionica (IM), una tecnica di separazione che ha imparato come studente laureato con Richard Yost, dottorato di ricerca, presso l'Università della Florida. Il team di Yost e altri hanno scoperto che le differenze tra gli isomeri potrebbero essere rese ancora più evidenti se le molecole in un campione fossero modificate prima dell'analisi delle specifiche di massa IM facendole reagire con altri composti. Dopo che Chouinard ha creato il proprio laboratorio nel 2018, ha applicato questa tecnica facendo reagire campioni di steroidi con ozono o acetone in presenza di luce ultravioletta, reazioni già ben consolidate tra i ricercatori che studiano gli isomeri lipidici, ma nuovo nell'arena antidoping.

L'anno scorso, Il team di Chouinard ha riferito di aver utilizzato con successo queste reazioni con IM-MS per migliorare la separazione degli isomeri, identificazione e quantificazione di alcuni steroidi in soluzioni campione. Ora, i ricercatori riferiscono di aver testato questa tecnica nelle urine contro quasi la metà degli steroidi proibiti nell'elenco della WADA e hanno dimostrato che può caratterizzare e identificare con successo questi composti. Hanno anche dimostrato che il metodo può caratterizzare e identificare i glucocorticoidi vietati, come il cortisone, che migliorano le prestazioni atletiche sopprimendo l'infiammazione da lesioni. I limiti di rilevamento sono inferiori a un nanogrammo per ml.

Oltre a rintracciare droganti noti, il team vuole essere in grado di trovare steroidi illeciti di nuova creazione non ancora noti alla WADA. Con i collaboratori del Florida Institute of Technology tra cui Roberto Peverati, dottorato di ricerca, stanno sviluppando modelli computazionali e tecniche di apprendimento automatico per cercare di prevedere la struttura, spettri e altre caratteristiche di queste molecole. "Se possiamo sviluppare metodi per identificare eventuali steroidi teorici in futuro, potremmo ridurre drasticamente il doping perché saremmo in grado di rilevare immediatamente queste nuove specie, senza il tempo di attesa associato ai test antidoping negli ultimi 40 anni, "dice Choinard.

Sebbene i test stessi siano rapidi, semplice ed economico, Gli strumenti di messaggistica istantanea sono costosi, con un prezzo che arriva fino a circa un milione di dollari, Note di Choinard. Però, Aggiunge, con il supporto di organizzazioni di finanziamento anti-doping come la Partnership for Clean Competition (PCC), più laboratori potrebbero essere disposti a pagare quel conto, purché il metodo offra un vantaggio significativo nel rilevamento e nella deterrenza.