Trends van dopinggebruik in het verleden, heden en toekomst Dr Douwe de Boer Centraal Diagnostisch Laboratorium Maastricht Universitair Medisch Centrum
Symposium World of Technology and Science, 3 oktober 2014
Fenomeen doping
2
Verleden; hoe meer, hoe beter Heden; hoe minder, hoe slimmer Lance Armstrong diverse middelen
Beschuldiging no. 1 corticosteroïden, epoëtine, testosteron, bloedtransfusie
Beschuldiging no. 2 geavanceerde logistiek
3
Oud van de pers Michael Rasmussen diverse middelen
Bekentenis corticosteroïden, epoëtine, testosteron, DHEA, bloedtransfusie, insuline, groeihormoon, IGF-1
4
Vers van de pers SV Spakenburg methylhexanamine Twee spelers van amateurclub Spakenburg hebben in NRC Handelsblad, dat bij de club stelselmatig doping is gebruikt in het seizoen 2011/2012
5
Definitie van doping
?
6
Definitie van doping
Erik de Bruin
Michelle de Bruin-Smith 7
Definitie van doping - Onmogelijk om in één beschrijving te omvatten
Pragmatische benadering - Doping is dat wat is gespecificeerd op de DOPINGLIJST
8
Verleden, heden en toekomst van doping
Simulatie van trends in doping 100 75
Huidige concept van doping dateert van het begin van de moderne sport; eind 19e eeuw
50 25 0 1880
1905
1930
1955
1980
2005
2030
2055
2080
9
cocaïne morfine strychnine coffeïne
Trends in doping 100
1e wereldoorlog
75 50 25
0 1880
1905
Alkaloïden
1930
1955
1980
2005
2030
2055
2080
10
Tijdsgeest van doping Marathon 1904 Tom Hicks
Doping werd toen überhaupt niet als een probleem beschouwd Met nog enkele kilometers te gaan is Hicks geheel uitgeput door de hitte, en versuft door de strychnine en brandy. Zijn begeleider Charles Lucas schreef: "The Marathon race, from a medical standpoint, demonstrated that drugs are of much benefit to athletes along the road” 11
Tijdsgeest van doping Strychnine is samen met coffeïne op de dopinglijst gezet Coffeïne is echter weer in 2004 van de dopinglijst gehaald Coffeïne misbruik wordt maatschappelijk getolereerd, ondanks dat het in de sport niet “eerlijk” is
12
Testen op Alkaloïden – Testen begon in de paardensport
13
Testen op Alkaloïden – Testen begon in de paardensport • 1910 eerste methode beschrijving op basis van speekselmonster
14
Testen op Alkaloïden – Testen begon in de paardensport • 1910 eerste methode beschrijving op basis van speekselmonster • 1911-1912 methode geoptimaliseerd en direct aangevochten door advocaten
15
Testen op Alkaloïden
• 1920’s Stas-Dragendorff procedure
State-of-the-art van die periode – Analyse gebaseerd op een Kleurreactie
16
Trends in doping 100
1e wereldoorlog
75 50 25 0 1880
1905
Alkaloïden
1930
1955
1980
2005
2030
2055
2080 17
Trends in doping 100 75 50 25 0 1880
1905
1930
2e wereldoorlog
Alkaloïden
1955
1980
2005
2030
2055
2080 18
amfetamine efedrine modafinil methylfenidaat
Trends in doping 100
2e wereldoorlog
75 50 25 0 1880
1905
1930
Psychostimulantia 1967
1955
1980
2005
2030
2055
2080 19
Testen op Psychostimulantia – Testen begon in de humane sport bij het wielrennen – Urine afname
20
Testen op Psychostimulantia – Testen begon in de humane sport bij het wielrennen – Identificatie op basis van retentietijd GC met glazen kolom en “Nitrogen Phosphorous Detector (NPD)” Kopie van J Chromatogr Biomed Appl 1996:687;221
21
Psychostimulantia GC met glazen kolom en “Nitrogen Phosphorous Detector (NPD)” Kopie van J Chromatogr Biomed Appl 1996:687;221
– Identificatie op basis van retentietijd
– In ’70 Nederlandse atleet vals beschuldigd – Identificatie middels massaspectrometrie 22
Hoe meer, hoe beter
Trends in doping
State-of-the-art van die periode
top 1960-1980
B
5 Psychostimulantia 4
100
50
2e wereldoorlog
75
3
2 25 0 1880
1
A
GC / NPD GC / MS
1905
1930
1955
1980
2005
2030
2055
2080 23
Party drugs
Yuri van Gelder; cocaïne
Co Stompé; cannabinoïden 24
Party drugs
XTC
Alexander Schekkerman; XTC
Partydrugs zijn geen sportspecifiek probleem
Tom Boonen; XTC & cocaïne 25
stanozolol metandiënon mesterolon oxandrolon
Trends in doping 100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
Exogene anabole steroïden
1955
1980
2005
2030
2055
2080 26
Verleden; hoe meer, hoe beter
Stanozolol
Voorbeeld van GC / MS / MS Chromatogram Plot File: c:\saturnws\data\coi2133\19oc2133ms2a.sms Sample: 19oc2133ms2a Scan Range: 1 - 1251 Time Range: 0.00 - 15.98 min.
Operator: antonio Date: 19-10-2002 15:18
Spect 2 BP 455 (11338=100%) 19oc2133ms2a.sms
14.124 min. Scan: 1079 Chan: 1 Ion: 1707 us RIC: 24041 BC 455
100%
Massaspectrum 75%
50% 546
25%
387
Massa-spectrometrie
203
0% 100
239
200
277
415
340
307 300
579
485
400
500
m/z
kCounts
Longterm metabolites: detection misuse by means of LC / high resolution/high accuracy mass spectrometric detection of stanozolol glucuronides in human sports drug testing 250 pg absoluut stanozolol of 3 ng / mL urine 20
CH CH3 3 OH HO
CH3
15
10
5
H N N
0
H 3'-hydroxystanozolol
13.50
13.75
14.00
14.25
14.50
14.75
minutes
27
Heden; hoe minder, hoe slimmer
Trends in doping top 1980-2000 100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
Exogene anabole steroïden
diverse soorten technieken in 1955 1980 2005 2030 2055 2080 combinatie met Massaspectrometrie 28
testosteron nandrolon DHEA androsteendion
Trends in doping 100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
Endogene anabole steroïden
1955
1980
2005
2030
2055
2080 29
Detectie testosteron misbruik
Testosteron
Epitestosteron
T/E limiet 6 CH3 H
CH3 OH H
OH CH3
CH3
O
O
Copy from 30
Detectie testosteron misbruik Kritiek op T/E ratio GC / C / isotoop ratio massaspectrometrie (IRMS)
T/E ratio
mediaan mediaan
14 12 10 8 6 4 2 0
T/E grens limiet 66 T/E T/E limiet 4 00-10
11-20
21-30
31-40
41-50
51-60
61-70
leeftijdscategorie jaren leeftijdscategoriein(jaren)
31
Verleden; hoe meer, hoe beter Heden; hoe minder, hoe slimmer Trends in doping Lance; vooruit zien is winnen top 1990-2008 100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
Endogene anabole steroïden
1955
1980
2005 2030 GC / C / IRMS
2055
2080 32
Testosteron en “gender testing”
Caster Semenya interseksueel XY 2011 Foekje Dillema interseksueel XX/XY 1950
Ewa Klobukowska mozaïcisme XX/XXY 1964
33
Trends in doping top 1990-2010?
boldenon trenbolon tetrahydrogestrinon prostanozol
100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
Designer anabole steroïden
1955
1980
2005 2030 & FTMS 2055 2080 HR-TOFMS 34
Trends in doping top 1980-2010 ? 100
50 25 0 1880
AAS
2nd world war
75
1905
1930
1955
1980
2005
2030
2055
2080 35
Hoe meer, hoe beter Hoe minder, hoe slimmer Alberto Contador clenbuterol
Hoe minder, hoe gekker
0,000 000 000 050 g/mL (50 pg/mL)
Verklaring no. 1 contaminatie vlees Verklaring no. 2 contaminatie bloedtransfusie Verklaring no. 3 contaminatie voedingssupplementen 36
Hoe meer, hoe beter Hoe minder, hoe slimmer Fränk Schleck xipamide
Hoe minder, hoe gekker
0,000 000 000 100 g/mL (100 pg/mL)
Verklaring no. 1 contaminatie vlees Verklaring no. 2 maskering bloedtransfusie Verklaring no. 3 contaminatie voedingssupplementen
alfa-epoëtine bèta-epoëtine darbepoëtine delta-epoëtine
Trends in doping 100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
rhEPO
1955
1980
2005
2030
2055
2080 38
glycoproteïne
Erytropoëtine
Copy from
39
Epoëtine glycoproteïne Epoëtine alfa (Eprex®, Epogen®) Epoëtine bèta (NeoRecormon®) produced in Chinese hamster ovary (CHO) cells by recombinant DNA technology polypeptide chain molecular mass of 21,000 Da glycosylated molecular mass of 30,400 Da (28% non-protein)
Copy from
40
Detectie van epoëtine misbruik
Detectie is gebaseerd op streepjespatronen van de verschillende isovormen van epoëtine
Copy from WADA Technical document TD2004EPO 41
Verleden; hoe meer, hoe beter Heden; hoe minder, hoe slimmeralfa-epoëtine Trends in doping Lance; vooruit zien is winnen bèta-epoëtine darbepoëtine delta-epoëtine
top 2000-2010 ? 100
2nd world war
75 50 25 0 1880
1905
1930
rhEPO
1955
1980
2005
2030
2055
2080 42
Biologisch paspoort Claudia Pechstein; als eerste veroordeeld op basis paspoort
Haematologisch paspoort 43
Reticulocyten [%] 4 4 3 reti's [%]
3
gemid minus 3*SD
2
plus 3*SD minus 2*SD
2
plus 2*SD
1 1
93
89
85
81
77
73
69
65
61
57
53
49
45
41
37
33
29
25
21
17
13
9
5
1
0
44
Haematologisch paspoort Bayesian detection model
♀ ♂ Robinson N et al. Haematologica 2007;92:1143-1144
45
Haematologisch paspoort
OFF score = (Hb (mmol/L) x 16)–(60 x (√ (% reticulocyten))
ABP score = Abnormal Blood Profile Score
46
Verleden; hoe meer, hoe beter Heden; hoe minder, hoe slimmer Lance; vooruit zien is winnen Lance Armstrong diverse middelen
Al is de leugen nog zo snel de waarheid achterhaalt haar wel
Beschuldiging no. 1 corticosteroïden, epoëtine, testosteron, bloedtransfusie
Beschuldiging no. 2 geavanceerde logistiek Dopingcontrole is een intelligentietest Lance is voorheen nooit gezakt voor de test ! 47
Detectie groeihormoon en IGF-1 misbruik Halfwaarde tijden (t 1/2) GHRH
7 min
SRIF
2-4 min
GH
12-14 min (20-30 min)
IGF-1
10-20 min (12 uur)
Ghrelin
10 min
rhGH (22 kda isoform; identical to native) MS method is not available ratio of 22 kDa/20 kDa by immunoassay rhIGF-1 (not-identical to native IGF-1) MS method is available includes IGF-1 and metabolite, IGF-2 48
Endocrinologisch paspoort recombinant groeihormoon (rhGH) IGF-1 en type III pro-collageen (P-III-P) [procollageen III aminoterminaal peptide (PIIINP)]
♂ ♀ Holt R I G et al. Eur J Endocrinol 2010;163:45-54
49
Detectie insuline misbruik pro-insuline
Biosynthese van insuline Immunoassay is de standaard detectietechniek voor insuline en C-peptide Casus MUMC+ serum insuline < 3.0 mE/L C-peptide
C-peptide < 0.03 nmol/L Kopie uit Mass Spectrometry Reviews 2008; 27: 35-50
insuline 50
Synthetische vormen van humaan insuline versus runder insuline Immunoassay is niet Casus MUMC+ geschikt als detectieInsuline aspart techniek voor synthetische vormen vansyndroom insuline Münchausen
Insuline lispro
Insuline aspart
Insuline glulisine
Insuline glargine
Insuline determir
Insuline rund
Kopie uit Mass Spectrometry Reviews 2008; 27: 35-50
51
Toekomst trends in doping eigen bloed transfusie
genetische manipulatie
groeihormoon
rhIGF-I
Biologische paspoorten
Genetisch paspoort ? 52
Grenzen van doping
- Topsporters zoeken altijd de grens op en wat dat betreft hoort doping bij topsport
53
Grenzen van doping
- Topsporters zoeken altijd de grens op en wat dat betreft hoort doping bij topsport
- Grenzen worden door de tijdsgeest bepaald
54
Grenzen van doping
- Topsporters zoeken altijd de grens op en wat dat betreft hoort doping bij topsport
- Grenzen worden door de tijdsgeest bepaald - Momenteel zouden enige nuances op z’n plaats zijn
55
Slotopmerkingen - Elke trend van doping kan aangepakt worden door chemici
56
Slotopmerkingen - Elke trend van doping kan aangepakt worden door chemici - Het “probleem” van doping wordt daarmee echter niet opgelost, maar wordt verschoven
57
Slotopmerkingen - Elke trend van doping kan aangepakt worden door chemici - Het “probleem” van doping wordt daarmee echter niet opgelost, maar wordt verschoven - Is doping wel een probleem, dat opgelost dient te worden ?
58
Slotopmerkingen - Elke trend van doping kan aangepakt worden door chemici - Het “probleem” van doping wordt daarmee echter niet opgelost, maar wordt verschoven - Is doping wel een probleem, dat opgelost dient te worden ? - Doping is immers grenzen opzoeken en hoort bij topsport
59
Slotopmerkingen - Elke trend van doping kan aangepakt worden door chemici - Het “probleem” van doping wordt daarmee echter niet opgelost, maar wordt verschoven - Is doping wel een probleem, dat opgelost dient te worden ? - Doping is immers grenzen opzoeken en hoort bij topsport - Dopingcontrole is slechts de hoogte van de lat en de tijdsgeest bepaalt hoe hoog de lat ligt
60
61
