Los Juegos Olímpicos de verano revelan historias asombrosas de triunfo, determinación y proezas atléticas. Aunque los deportistas siempre buscan una ventaja dentro de la normativa (desde dietas hasta cámaras hiperbáricas o crioterapia), las sustancias dopantes (PED, por sus siglas en inglés) representan una línea que no debe cruzarse. Las sustancias dopantes son objeto de escrutinio, seguimiento y análisis constantes por parte del Comité Olímpico Internacional, la Agencia Antidopaje de Estados Unidos y la Agencia Mundial Antidopaje. Si bien las sustancias y las metodologías han evolucionado, los esteroides anabólicos androgénicos (EAA) siguen siendo potenciadores clave del rendimiento, desde los Juegos Olímpicos hasta el Tour de Francia, los triatlones Ironman e incluso deportes más específicos como los CrossFit Games. Este blog ofrecerá detalles sobre algunas sustancias dopantes comunes y las medidas para detectarlas.
¿Qué son las sustancias dopantes?
Comprender la estructura de los esteroides, sus metabolitos y la testosterona es fundamental para desarrollar protocolos analíticos destinados a su detección. La testosterona (T) es una hormona producida de forma natural y el ligando nativo del receptor de andrógenos. Cuando este receptor se une a un andrógeno, como la testosterona o un esteroide sintético, se activa, lo que produce efectos deseables de mejora del rendimiento, como un aumento de la fuerza muscular, la densidad ósea y la producción de glóbulos rojos. Aunque unos músculos y huesos más fuertes suponen una ventaja evidente para un atleta, el aumento de la producción de glóbulos rojos aporta más oxígeno a los músculos y órganos, lo que impulsa la producción de energía y la recuperación. Por tanto, la testosterona (tanto sintética como natural) 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 la 5α-dihidrotestosterona (DHT)
- Derivados de la 19-nortestosterona
Figura 1: Estructura de la testosterona en comparación con los derivados comunes de la testosterona anabólica-androgénica, los derivados de la 5α-dihidrotestosterona y los derivados de la 19-nortestosterona.
Las diferencias en la estructura, las actividades del sustrato y la vida media afectan a los perfiles biológicos de estos derivados de la testosterona anabólica-androgénica. Estas diferencias son la base para diseñar métodos de detección de estos compuestos, especialmente dado que todos poseemos testosterona de forma natural.
¿Cómo se detectan las sustancias dopantes?
Para cada sustancia, identificar sus principales metabolitos es el primer paso para desarrollar una prueba diagnóstica directa en 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 consistía simplemente en medir la proporción de testosterona y epitestosterona en muestras de orina. Si la relación T/E supera 4, se sospecha de dopaje con un producto de testosterona exógena. Para confirmar la presencia de T exógena, el laboratorio puede medir la relación isotópica de 13C:12C en la T, ya que la T producida en laboratorio tiene una relación 13C:12C ligeramente inferior a la de la T endógena2. Esta metodología se utilizó en el proceso judicial contra Floyd Landis por su actuación en el Tour de Francia de 2006, demostrando que, efectivamente, había utilizado testosterona exógena.
Figura 2. Parámetros de prueba para la detección de esteroides anabólicos androgénicos. A: Estructuras de la testosterona (T) y la epitestosterona (E), que se producen en una proporción de entre 0,4 y 2 en el cuerpo humano. Los valores de T/E superiores a 4 se consideran prueba de dopaje con EAA. B: Metabolismo y procedimientos analíticos necesarios para la detección de estanozolol mediante análisis de orina.
Cuando una sustancia esteroidea aparece por primera vez en el ámbito competitivo, corresponde a los organismos reguladores comprender sus propiedades y su metabolismo para su detección y análisis. Este fue el caso en los Juegos Olímpicos de Seúl de 1988, cuando el velocista Ben Johnson estableció un récord mundial en los 100 metros lisos, pero fue despojado de su medalla de oro tras dar positivo en estanozolol. Para desarrollar un método de detección para esta sustancia, los investigadores tuvieron que comprender el metabolismo del estanozolol y cómo podía detectarse con mayor sensibilidad. La principal vía del metabolismo del estanozolol se muestra en la trayectoria vertical de la Figura 2B, junto con el tratamiento de la muestra necesario para detectar los metabolitos mediante la técnica de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS)3, de eficacia probada. Sin embargo, el estanozolol produce otro metabolito en menores cantidades llamado 17-epi-estanozolol-N-glucurónido, que se muestra en la trayectoria horizontal de la Figura 2B. Este metabolito es duradero y puede detectarse 28 días después de su administración. Para detectar el estanozolol a partir de este metabolito, se desarrolló más recientemente una compleja combinación de métodos que implica ionización por electrospray (ESI) y cromatografía líquida-espectrometría de masas (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 sustancias dopantes siguen siendo un problema constante?
Mientras los científicos estaban ocupados mejorando las técnicas para detectar los esteroides anabólicos androgénicos conocidos a principios de la década de 2000, Barry Bonds estaba ocupado bateando jonrones. La MLB no sabía que, entre bastidores, Bonds y otros atletas habían estado utilizando un esteroide recién sintetizado, la tetrahidrogestrinona (THG), diseñado específicamente para obtener potentes efectos anabólicos y teniendo en cuenta los protocolos de las pruebas antidopaje. Apodada "The Clear", la THG no pudo detectarse inicialmente en la orina porque el programa antidopaje no tenía conocimiento de su existencia ni de sus metabolitos. Durante una investigación, se extrajo una muestra de THG del residuo de una jeringuilla usada y se identificó, tras lo cual se pudo desarrollar fácilmente un método de LC-MS/MS para su detección4.
El escándalo del béisbol tipifica algunos de los problemas que rodean a la detección directa de EAA en los programas antidopaje. En primer lugar, el proceso de cribado busca metabolitos conocidos de sustancias conocidas; por tanto, una organización bien equipada puede sintetizar "esteroides de diseño" que aún no se han visto para evitar su detección. Incluso cuando existe un protocolo de pruebas, la realización poco frecuente de las mismas (como en la MLB, donde se realizan dos veces al año) puede permitir que el uso de esteroides pase desapercibido; los periodos más largos entre pruebas permiten que las concentraciones de metabolitos de esteroides disminuyan por debajo de los límites de detección con mayor facilidad. También es posible que un atleta utilice agentes enmascarantes y diuréticos para evitar la detección5, lo que supone una carga adicional para las administraciones encargadas de las pruebas.
Las agencias antidopaje eran conscientes de estos problemas y del uso continuado de sustancias dopantes a pesar de sus esfuerzos por contenerlo. Ya en la década de 1990, las investigaciones demostraron 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 que los esteroides anabolizantes androgénicos tienen un efecto duradero sobre estos valores, por lo demás estables. Sin embargo, no fue hasta 2007 cuando los investigadores adoptaron la inferencia bayesiana para formalizar la detección de valores anómalos en estas proporciones. Estas proporciones, junto con un perfil hematológico, constituyen el Pasaporte Biológico del Deportista (ABP). Este pasaporte es una potente herramienta de referencia para mejorar nuestra capacidad de detección de sustancias dopantes.
Evolución futura en la detección de sustancias dopantes
Los bioensayos in vitro representan otro enfoque prometedor y no dirigido para la detección de andrógenos. Al modificar células con proteínas indicadoras bajo la regulación de elementos de respuesta a andrógenos, estos ensayos pueden detectar la activación del receptor de andrógenos independientemente de su origen6. Esto hace que los bioensayos sean útiles para detectar andrógenos en muestras de composición desconocida, como los suplementos dietéticos, que en los últimos años han provocado que los deportistas ingieran sustancias prohibidas de forma involuntaria. El desarrollo de métodos de detección basados en la bioactividad no dirigidos ayudará probablemente a los investigadores a caracterizar los andrógenos emergentes, ya sean de naturaleza esteroidea o parte de la nueva clase de moduladores selectivos del receptor de andrógenos, que no guardan parecido estructural con la testosterona y cuya metabolización es menos conocida7 (Figura 3).
Figura 3. Estructuras químicas de los moduladores selectivos del receptor de andrógenos (SARM) más utilizados para el dopaje.
Resumen
De cara a los Juegos Olímpicos y al futuro, sin duda habrá escándalos de dopaje protagonizados por individuos, a veces instigados por sus propias organizaciones. Esa es la naturaleza aparente del deporte de élite. En los casos en que se utilizan drogas de diseño para evitar la detección, dichos compuestos, por su propia naturaleza, no habrían sido sometidos a ensayos clínicos de seguridad y, por tanto, supondrían un riesgo para la salud de los deportistas. Pero a medida que las organizaciones deportivas sigan siendo creativas con la farmacología que emplean, la ciencia seguirá dotando a las autoridades antidopaje de los conocimientos y capacidades analíticas necesarios para detectar las sustancias dopantes. Maximizar estas capacidades servirá como elemento disuasorio para minimizar el dopaje, promover la salud en el deporte y preservar un atisbo de juego limpio.
Referencias
1. Donike, M., Nachweis von exogenem Testosteron. Dt. Ärzte-Verl.: Colonia, 1983; pág. 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.
