L'utilizzo di matrici alternative nei controlli antidoping

Doping controls are born with the aim of countering the fraudulent creativity of some individuals who try to obtain the competitive advantage through illicit means. Currently, blood and urine are the biological samples of choice for routine drug testing. However, scientific research in the field of forensic toxicology has succeeded over the years to establish the possibility of using other biological matrices, the so-called unconventional matrices, which can complement the traditional ones, making an important contribution to the interpretation of the analytical data. The keratin matrix (hair, nails), saliva (OF), exhaled air (EB) and the Dried Blood Spot (DBS) represent the most widely studied alternative biological samples in recent decades. The increase in studies relating to non-conventional matrices is linked both to the possibility of obtaining longer-lasting temporal information on the intake of xenobiotics, and to the possibility of less invasive sampling. For the athlete, the sample collection procedure in all its facets is of particular importance. Comparing urine and blood sample collection procedures with the alternatives represented by DBS, OF, EB and hair, the alternatives' ratings for intrusiveness and invasiveness are consistently superior: DBS, although it also represents a blood sampling technique, requires only capillary blood, which is collected from the fingertip or the earlobe in a minimally invasive way and at lower volumes; OF and EB are neither intrusive nor invasive; hair sampling could, to some extent, be considered intrusive, as the procedure could affect the appearance and thus disturb the athlete. In the context of sample volume, urine is the matrix of choice due to its usually easy and wide availability; blood volumes, although not commonly exceeding 2-3 mL, can still be considered moderately generous with respect to DBS (usually 10-20 μL/spot) or hair samples (30-50 mg); EB and OF condensates can be collected in volumes similar to those of blood or serum/plasma. However, an important difference between the various biological samples consists in the time window within which the drug can be identified: the elimination time of the drug varies, in fact, from a few hours for blood and saliva, 2-3 days for urine, a few months for keratin matrices. However, among the technical problems that limit the greater diffusion of alternative matrices, there is a lack of suitable quality controls, standardization of procedures and defined reference values (cut-off), the scarcity of analytical techniques dedicated to screening as well as the non-exhaustive knowledge of the relationship between concentrations and time-dose-frequency of intake. Overall, a combination of approaches appears to be the most constructive and productive solution: while the combined use of traditional matrices provides most of the desired information, alternative matrices have been shown to have the potential to aid decision-making in general or on a case by case basis. Some significant aspects of each non-conventional matrix will be dealt with.

I controlli antidoping nascono con l'obiettivo di contrastare la creatività fraudolenta di alcuni individui che cercano di ottenere il vantaggio competitivo attraverso mezzi illeciti. Attualmente, il sangue e l'urina sono i campioni biologici di elezione per i test antidoping di routine. Tuttavia, la ricerca scientifica in materia di tossicologia forense è riuscita nel corso degli anni a stabilire la possibilità di utilizzare altre matrici biologiche, le cosiddette matrici non convenzionali, che possano affiancare quelle tradizionali apportando un contributo importante ai fini dell'interpretazione del dato analitico. La matrice cheratinica (capelli, peli, unghie), la saliva (OF), l'aria espirata (EB) e il Dried Blood Spot (DBS) rappresentano i campioni biologici alternativi più ampiamente studiati negli ultimi decenni. L'aumento degli studi relativi alle matrici non convenzionali è legato sia alla possibilità di ottenere informazioni temporali di maggiore durata sull'assunzione di xenobiotici, sia alla possibilità di effettuare prelievi meno invasivi. Per l'atleta, la procedura di raccolta del campione in tutte le sue sfaccettature è di particolare importanza. Confrontando le procedure di raccolta del campione di urina e sangue con le alternative rappresentate da DBS, OF, EB e capelli, le valutazioni delle alternative per quanto riguarda l'invadenza e l'invasività sono concordemente superiori: il DBS, sebbene rappresenti anch'esso una tecnica di prelievo del sangue, richiede solo il sangue capillare, il quale viene raccolto dal polpastrello o dal lobo dell'orecchio in modo minimamente invasivo e a volumi più bassi; OF ed EB non sono né invadenti né invasivi; il campionamento dei capelli potrebbe, in una certa misura, essere considerato intrusivo, in quanto la procedura potrebbe influenzare l'aspetto e quindi disturbare l'atleta. Nel contesto del volume del campione, l'urina è la matrice di scelta per la sua disponibilità solitamente facile e ampia; i volumi di sangue, sebbene non superino comunemente i 2-3 mL, possono comunque essere considerati moderatamente generosi rispetto a DBS (solitamente 10-20 μL/spot) o ai campioni di capelli (30–50 mg).; i condensati di EB e OF possono essere raccolti in volumi simili a quelli del sangue o del siero/plasma. Una importante differenza tra i vari campioni biologici consiste, tuttavia, nella finestra temporale entro la quale la droga può essere identificata: il tempo di eliminazione della sostanza stupefacente varia, infatti, da poche ore per sangue e saliva, 2-3 giorni per le urine, alcuni mesi per le matrici cheratiniche. Tuttavia, tra i problemi tecnici che limitano la maggiore diffusione delle matrici alternative vi è da sottolineare la carenza di idonei controlli di qualità, di standardizzazione delle procedure e di definiti valori di riferimento (cut–off), la scarsità di tecniche analitiche dedicate allo screening nonché la conoscenza non esaustiva della relazione tra concentrazioni e tempo-dose-frequenza dell'assunzione. Nel complesso, una combinazione di approcci sembra essere la soluzione più costruttiva e produttiva: mentre l'uso combinato delle matrici tradizionali fornisce la maggior parte delle informazioni desiderate, le matrici alternative hanno dimostrato di possedere il potenziale per contribuire ai processi decisionali in generale o caso per caso. Di ciascuna matrice non convenzionale saranno trattati alcuni aspetti significativi.