Z našo tehnologijo proti dopingu z novimi snovmi

Dosežek slovenskih raziskovalcev: metoda odkrivanja neznanih nedovoljenih substanc v dopingu, ki jih do zdaj niso mogli zaznati

ned, 19.11.2017, 12:00
Z novo tehnologijo, ki so jo razvili na ljubljanski fakulteti za farmacijo in jo je sredi oktobra sprejela Svetovna protidopinška organizacija Wada, se odpirajo popolnoma nove možnosti detekcije neznanih snovi v urinu ali krvi športnikov.

»Dokler bo šport, bo doping,« je leta 1992 zapisal dr. Robert Goldman, zdravnik, športnik in publicist. V anketi, ki jo je takrat opravil, je kar polovica športnikov izjavila, da bi vzela nedovoljene substance, če bi te bistveno pripomogle k njihovem uspehu, čeprav bi zaradi tega v petih letih umrli.

Izvor besede doping lahko najdemo v južnoafriškem jeziku, in sicer iz besede »dope«. Zulujski bojevniki so jo uporabljali za poimenovanje pijače, ki so jo pili pred boji in je po njihovem prepričanju opogumila bojevnike. Besedo so v 20. stoletju uporabljali za nedovoljeno drogiranje na konjskih dirkah in tako je sčasoma postala povezana s športom.

Svet Evrope je leta 1967 doping definiral takole: »Doping je aplikacija telesu tujih substanc v organizem ali telesu lastnih substanc v nefizioloških količinah z nenavadnimi postopki, z namenom izboljšati fizično sposobnost na tekmovanju.« Največ odkritih zlorab dopinga v Sloveniji je v atletiki in kolesarstvu, sledita mu nogomet in alpsko smučanje.

V zadnjih nekaj letih je ozaveščanje športnikov doseglo nekoliko višjo etično raven. Športniki naj bi manj posegali po standardnih nedovoljenih snoveh, po drugi strani pa se širi izbor metod, s katerimi poskuša Svetovna organizacija proti dopingu (Wada) dokazati prisotnost takih snovi v organizmu športnikov na vseh ravneh in v vseh športnih panogah.

Vse več nedovoljenih spojin

Nabor nedovoljenih spojin in metod dopinga je vse daljši, prav tako je Wada na seznam uvrstila tudi vse substance, ki jih (še) ne uporabljamo kot zdravila, ampak jih šele vrednotijo v predkliničnih ali kliničnih fazah razvoja. To pomeni, da se vsaka tuja snov, ki je športnik ni vzel kot zdravilo, avtomatsko šteje za doping.

Seveda je tudi pri zdravilih, ki jih športnik lahko jemlje, relativno veliko omejitev. Nujno je, da so tako športniki kot tudi trenerji in lečeči zdravniki športnikov na različnih ravneh dobro seznanjeni z najnovejšimi dovoljenimi in prepovedanimi zdravilnimi učinkovinami ali metodami. Športniki so lahko bolni ali v bolezenskem stanju, ki zahteva jemanje določenih zdravil. Če so ta zdravila na tako imenovani Listi prepovedanih snovi in postopkov, lahko protidopinške organizacije športnikom podelijo terapevtsko izjemo, kar jim dovoljuje, da jemljejo predpisana zdravila. Seveda pa mora vsak športnik, ki ga lahko testirajo na doping, zaprositi za terapevtsko izjemo, preden vzame predpisano zdravilo.

V Sloveniji že nekaj let deluje na izobraževalni in regulatorni ravni Slovenska protidopinška organizacija SLOADO, ki jo uspešno vodi direktor Janko Dvoršak.

Zloraba strokovnjakom neznanih učinkovin

Zaradi dostopnosti novih metod in tehnologij predvsem na področju bioloških učinkovin gre razvoj in jemanje prepovedanih snovi v smer priprave strukturno in kemijsko popolnoma novih, širši strokovni javnosti neznanih učinkovin, ki so še vedno proteini oziroma peptidi ali pa peptidom podobne spojine (peptidomimetiki) ali genske učinkovine, in jih z zdaj znanimi metodami ne moremo odkriti.

Pred leti so množično zlorabljali nekatera biološka zdravila, kot so eritropoetin, rastni hormon in inzulinu podoben dejavnik 1. Seveda se ta zlorabljajo še zdaj, a na srečo razpolagamo z metodami, ki nam omogočajo detekcijo vseh znanih bioloških zdravilnih učinkovin, ki so sicer v uporabi kot zdravila.

Bistveni problem, o katerem sumimo, da je na področju dopinga prisoten že nekaj časa, je prisotnost peptidnih ali proteinskih molekul, kakor tudi genskih učinkovin, ki so strukturno drugačne od bioloških zdravil, vežejo pa se na iste receptorje ali kako drugače spodbudijo isti stimulativni učinek, kot bi ga športnik dosegel z uporabo znanih bioloških zdravil.

Ker vsi sedanji testi temeljijo na detekciji bioloških spojin z znano strukturo, smo tako priče potencialni zlorabi stotine in stotine peptidnih, proteinskih ali genskih spojin z neznano strukturo, ki jih razvijajo v prepovedanih laboratorijih in jih ne moremo odkriti. V razvoju so sicer metode za posredno dokazovanje aktivacije fizioloških učinkov, a te niso popolnoma zanesljive.

Na sledi neznanih snovi – s postopkom naših farmacevtov

Za rešitev problema določevanja neznanih spojin peptidnega izvora je skupina raziskovalcev s Fakultete za farmacijo Univerze v Ljubljani (asist. dr. Peter Molek, doc. dr. Tomaž Bratkovič, izr. prof. dr. Mojca Lunder, prof. dr. Joško Osredkar) in z Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani (doc. dr. Lovro Žiberna) ter Slovenske protidopinške organizacije SLOADO, pod vodstvom prof. dr. Boruta Štruklja kot prva pripravila prototip splošne platforme na podlagi detekcije neznanih peptidov, proteinov ali peptidomimetikov, kar je na podlagi intenzivne strokovne evalvacije Svetovna protidopinška organizacija Wada prepoznala kot izjemno obetavno novo tehnologijo in projektu namenila dodatna finančna sredstva.

Platforma temelji na detekciji katerekoli (znane in neznane) snovi, ki se veže na receptorje in s tem izzove stimulativni fiziološki učinek (receptorji za eritropoetin, rastni hormon, inzulin, inzulinu podoben rastni dejavnik 1 itd.). Kako metoda deluje, je prikazano s primerom neznanih snovi, ki se vežejo na eritropoetinski receptor. Shematsko je povzeta na preglednici 1: iz vzorcev v prvi fazi odstranimo naravno prisotni eritropoetin (rožnato) s posebnimi magnetnimi kroglicami, ki imajo na površini protitelesa (modro), ta specifično prepoznajo in vežejo samo eritropoetin.

Nato smo za zaznavo mimetikov eritropoetina (molekul, ki oponašajo delovanje eritropoetina, a so kemijsko-strukturno lahko povsem drugačne) razvili spremenjene bakteriofage (bakterijske viruse, sivo), ki na svoji površini izražajo receptor za eritropoetin (oranžno), na katerega se vežejo mimetiki eritropoetina. To omogoča njihovo zaznavo v odvzetih bioloških vzorcih v nasprotju s tradicionalnimi metodami, ki so trenutno v uporabi. Te za zaznavo uporabljajo protitelesa proti točno določeni molekuli, ki jo želimo zaznati, zato drugih (še nepoznanih substanc) ni mogoče zaznati, ker se ne vežejo na uporabljena protitelesa.

Univerzalnost in visoka občutljivost

Glavni prednosti predlaganega sistema sta torej univerzalnost in visoka občutljivost, ki jo zagotavlja vključitev rekombinantnih bakteriofagov s svojimi številnimi prijemališči za detekcijske komponente in tvorbo visokega signala. Rekombinantne bakterijske viruse smo izbrali kot nosilne sisteme tudi zaradi nezahtevne in poceni proizvodnje ter izolacije na njih izraženih proteinov.

Osnovni razvoj te univerzalne platforme omogoča nadaljnje nadgradnje, kot je sledeča identifikacija zajetega analita (to je domnevne prepovedane učinkovine) s pomočjo masne spektroskopije. Po drugi strani lahko na podlagi sistema, ki ga je razvil prof. dr. Borut Štrukelj s sodelavci, načrtujemo tudi razvoj enostavnih presejalnih oblik analiznih testov, podobnih komercialno dostopnim testom nosečnosti. Takšne vrste testov bi bile zelo uporabne v presejalnih testiranjih več preiskovancev na mestu tekmovanja zaradi nizkih stroškov izvedbe same analize zunaj laboratorija in bi bili hkrati v pomoč pri izboru kandidatov za nadaljnja podrobnejša testiranja.

Paralelno z organiziranimi športnimi tekmovanji in človeško potrebo po doseganju vse boljših rezultatov na eni strani ter razvojem medicinskih in farmacevtskih znanosti na drugi strani, je velik zalet v zadnjem času dobil tudi doping. Zavedamo se, da tudi nelegalni laboratoriji pospešeno izkoriščajo nova znanstvena dognanja ter raziskujejo nove in nove snovi in metode, ki jih je mogoče na nepošten način uporabiti v športu. Bistven je zato razvoj metod detekcije, ki bodo korak pred njimi, ne za njimi.

 

Prijavi sovražni govor