318-325_traduzione_banfi_MERLINI_il meglio di

CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
Il passaporto biologico dell’atleta
Pierre-Edouard Sottas1, Neil Robinson1, Olivier Rabin2, Martial Saugy1
1
Swiss Laboratory for Anti-Doping Analyses, Lausanne, Switzerland
2
World Anti-Doping Agency, Montreal, Canada
Traduzione a cura di Giuseppe Banfi
ABSTRACT
In elite sports, the growing availability of doping substances identical to those naturally produced by the human body
seriously limits the ability of drug-testing regimes to ensure fairness and protection of health. The Athlete Biological
Passport (ABP), the new paradigm in testing based on the personalized monitoring of biomarkers of doping, offers
the enormous advantage of being independent of this endless pharmaceutical race. Doping triggers physiological
changes that provide physiological enhancements. In the same way that disease-related biomarkers are invaluable
tools that assist physicians in the diagnosis of pathology, specifically selected biomarkers can be used to detect
doping. The ABP is a new testing paradigm with immense potential value in the current climate of rapid advancement
in biomarker discovery. In addition to its original aim of providing proof of a doping offense, the ABP can also serve
as a platform for a Rule of Sport, with the presentation before competition of the ABP to objectively demonstrate that
the athlete will participate in a healthy physiological condition that is unaltered by performance-enhancing drugs.
Finally, the decision-support system used today for the biological monitoring of world top-level athletes can also be
advantageously transferred to other areas of clinical practice to reach the goal of personalized medicine.
INTRODUZIONE
La promozione dell’etica e della tutela della salute
nello sport e attraverso lo sport è un obiettivo primario
del mondo sportivo. In quest’ambito, l’abuso di sostanze
dopanti rappresenta il maggior pericolo per l’integrità
dello sport moderno. Il Codice Mondiale Antidoping, il
documento di riferimento che contiene le basi per
l’armonizzazione delle regole antidoping delle varie
organizzazioni sportive, è stato steso per conservare i
valori fondanti della prestazione fisica naturale, della
tutela della salute e dello spirito dello sport (1). Pertanto,
una sostanza o un metodo viene proibito se causa la
violazione di almeno due di questi tre valori. Il mezzo
principale usato dalla dirigenza dello sport per assicurare
che lo sport sia esente da doping è la rilevazione di
sostanze proibite nei fluidi biologici degli atleti, ovvero
nelle urine e nel sangue. Questa indicazione alla
valutazione di sostanze venne introdotta negli anni
sessanta (Tabella 1) e ha avuto, da allora, lusinghieri
successi nella rilevazione di sostanze che non sono
prodotte in modo naturale dal corpo, come gli stimolanti,
i narcotici, i β2agonisti e i diuretici. Questo successo è da
attribuire in larga parte all’uso della cromatografia unita
alla spettrometria di massa, tecniche che hanno
rivoluzionato la rilevazione di un gran numero di
composti (2).
Grazie al progresso delle biotecnologie, l’industria
farmaceutica continua a immettere nel mercato nuovi
farmaci con notevole frequenza. Un numero sostanziale
di queste nuove sostanze sono proteine o peptidi
ricombinanti, che sono strutturalmente molto simili, e in
certi casi identici, a quelli che il corpo umano produce in
modo naturale. L’identificazione di queste sostanze nei
fluidi biologici può esser difficile o, in alcuni casi,
praticamente impossibile. Nello sport moderno, gli atleti
dopati gareggiano continuamente con i ricercatori
dell’antidoping, che devono impiegare grande inventiva
per sviluppare esami tossicologici in grado di distinguere
le sostanze endogene dai loro corrispondenti esogeni.
Inoltre, la rilevazione delle sostanze proibite è
ulteriormente complicata dalla supervisione medica e
Questo articolo è stato tradotto con il permesso dell’American Association for Clinical Chemistry (AACC). AACC non è responsabile
della correttezza della traduzione. Le opinioni presentate sono esclusivamente quelle degli Autori e non necessariamente quelle
dell’AACC o di Clinical Chemistry. Tradotto da Clin Chem 2011;57:969-76 su permesso dell’Editore.
Copyright originale © 2011 American Association for Clinical Chemistry, Inc. In caso di citazione dell’articolo, riferirsi alla pubblicazione
originale in Clinical Chemistry.
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biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
Tabella 1
Storia dell’antidoping
Anno
Evento
1966
La IAAF, la Unione Ciclistica Internazionale (UCI) e la
Federazione Internazionale delle Associazioni Calcistiche (FIFA)
introducono le analisi urinarie nelle loro competizioni
1928
1967
1968
Anni Settanta
L’“International Association of Athletics Federations” (IAAF)
diventa la prima federazione che proibisce il doping
Il Comitato Olimpico Internazionale (CIO) istituisce la propria
commissione medica e stabilisce la prima lista di sostanze
proibite
Le analisi per le sostanze proibite vengono introdotte alle
Olimpiadi
Si rileva un grande numero di squalifiche dopo l’introduzione da
parte del CIO degli steroidi anabolizzanti tra le sostanze proibite
Anni Ottanta
Viene introdotta la modalità di analisi antidoping al di fuori delle
competizioni
1986
La trasfusione sanguigna viene proibita dal CIO
Anni Novanta
Vengono introdotte le analisi del sangue
1990
1999
2004
2005
2008
dall’aumentata complessità dei protocolli di doping. Gli
attuali protocolli si indirizzano verso lunghi cicli di
microdosi, assunte ripetutamente, difficili da rilevare
mediante l’uso di esami convenzionali. Ancor peggio, i
laboratori del mercato nero producono farmaci
“disegnati” proprio per il doping per aggirare le prove
usate per i farmaci esistenti. Pertanto, l’indicazione alla
rilevazione delle sostanze stabilita degli anni sessanta
non previene il doping di atleti di alto livello, quando
vengono usate sostanze dopanti molto potenti come
l’eritropoietina (EPO) ricombinante o il testosterone
prodotti secondo schemi specifici per aggirare la
rilevazione classica dell’antidoping. Per tali ragioni,
occorrono strategie alternative, indipendenti da questa
corsa senza fine del mondo farmaceutico, per
mantenere la lealtà nello sport.
UN CAMBIAMENTO PARADIGMATICO NELLA
STRATEGIA D’ESAME
Lo sviluppo degli agenti stimolanti l’eritropoietina
(ESA) per il trattamento dell’anemia è stato notevole
negli ultimi vent’anni, con la produzione di sei diverse
EPO ricombinanti e più di novanta EPO biosimilari,
prodotte in Paesi con controlli regolatori della produzione
farmaceutica piuttosto lassi (3). Tale ritmo frenetico
continuerà nel prossimo futuro perché si attendono
nuove generazioni di ESA, come l’agonista per il
recettore dell’EPO Hematide (peptide sintetico), il
L’eritropoietina ricombinante viene proibita dal CIO
Viene fondata la WADA, ente mondiale antidoping
Il Codice Mondiale Antidoping viene adottato in tutto il mondo
L’UNESCO adotta la convenzione internazionale contro il
doping nello sport
L’UCI è la prima federazione a introdurre il passaporto biologico
dell’atleta
peptide coniugato EPO-mimetico Sestide, gli
stabilizzatori del fattore di trascrizione indotto
dall’ipossia, come FG-2216, e cellule modificate che
trasportano il gene umano dell’EPO o la stessa proteina
EPO, come EpoDure. Parallelamente all’incremento del
numero degli ESA prescrivibili, alcune EPO ricombinanti,
disegnate apposta per il doping, sono state prodotte nei
laboratori del mercato nero per aggirare i test per i
farmaci già esistenti.
Tutti gli ESA hanno lo scopo di migliorare il trasporto
dell’ossigeno da parte dell’emoglobina (Hb). Pertanto, la
misura della concentrazione dell’Hb, una delle più
comuni analisi di laboratorio, compresa nell’esame
ematocromocitometrico, è stata usata come marcatore
del doping ematico. A metà degli anni ‘90 alcune
federazioni sportive hanno introdotto dei limiti per
concentrazioni di ematocrito (Ht) e Hb, per cui gli atleti
che presentavano valori superiori a questi limiti erano
temporaneamente sospesi dalle gare nel sospetto di
utilizzo di EPO ricombinante. E’ da notare che tali
marcatori di doping sono indipendenti dalla disponibilità
di nuove sostanze dopanti e, sebbene l’industria
farmaceutica continui a lanciare nuovi farmaci ogni
anno, la biologia del corpo umano risulta relativamente
stabile nelle sue funzioni fisiologiche generali.
L’evoluzione nel corpo umano necessita di diverse
generazioni e, grazie a questa stabilità biologica, un
marcatore di doping come la misura dell’Hb rimarrà un
marcatore sensibile per ogni abuso con ESA passato,
biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
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IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
Figura 1
Passaporto steroideo di un atleta maschio bianco testato in 9 diverse occasioni con 4 marcatori per doping steroideo: rapporto
testosterone/epitestosterone (T/E), rapporto testosterone/androstenedione (T/A), rapporto androsterone/etiocolanolone (A/Etio) e
rapporto 5-α-androstano-3-α,17-β-diolo/5-β-androstano-3-α,17-β-diolo (5α/5β). Le linee blu rappresentano i risultati attuali. Le linee
rosse indicano i limiti individuali. Le barre colorate indicano la probabilità di anormalità della sequenza (seq). L’assenza di anormalità
indica che tale profilo steroideo è fisiologico.
presente e futuro.
Di conseguenza, vi è un nuovo indirizzo strategico
nelle analisi antidoping, ovvero il passaggio
dall’identificazione diretta di sostanze proibite nei fluidi
biologici degli atleti alla rilevazione delle anomalie di
marcatori indiretti che indicano un possibile uso di
sostanze dopanti. Sebbene sia difficile predire quali dei
nuovi ESA saranno disponibili per le Olimpiadi del 2016
a Rio de Janeiro e nelle successive, le caratteristiche
biologiche degli atleti che parteciperanno a tali gare non
saranno diverse da quelle degli atleti che gareggiano
attualmente. Pertanto, tutti i marcatori di doping che
sono stati sviluppati rimarranno applicabili nelle
prossime Olimpiadi e per diverse decine di anni nel
futuro, mentre specifici esami tossicologici dovranno
esser sviluppati per quasi tutte le nuove sostanze
introdotte sul mercato. Per esempio, i marcatori attuali di
doping ematico sono già sensibili al doping genetico
mediante intervento sul gene umano dell’EPO.
MARCATORI BIOLOGICI DI DOPING
Gli atleti utilizzano sostanze dopanti per determinare
variazioni fisiologiche che portano a miglioramenti
fisiologici. Pertanto, come i marcatori biologici di malattia
sono mezzi essenziali per aiutare il medico nella
diagnosi delle patologie, il doping può esser rilevato con
l’ausilio di marcatori biologici specificamente selezionati.
320
biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
In generale, l’effetto delle sostanze dopanti rimane
rilevabile nel corpo molto più a lungo della stessa
sostanza, che può esser escreta rapidamente e
diventare perciò indosabile ai test tossicologici.
L’uso dei marcatori di doping non è una novità. Per
esempio, il rapporto tra le concentrazioni di testosterone
e epitestosterone (T/E) è stato introdotto da diverse
federazioni sportive negli anni settanta come deterrente
all’uso degli steroidi anabolizzanti.
Poiché
l’epitestosterone è un prodotto residuale del
metabolismo del testosterone e non aumenta dopo la
somministrazione di testosterone esogeno, l’effetto di
tale somministrazione è un incremento di T/E (4). Nel
1983, un rapporto T/E >6 era considerato dal Comitato
Olimpico Internazionale (CIO) indicativo di doping con
steroidi. Questa regola venne mitigata, tuttavia, dalla
scoperta, fatta qualche anno più tardi, che alcuni
individui possono avere T/E elevato in maniera naturale
(5), un fenomeno che è stato recentemente associato
alla rilevazione di polimorfismi genetici associati con il
metabolismo degli steroidi anabolizzanti (6).
Attualmente, in aggiunta al rapporto T/E, per rilevare il
doping steroideo viene usato un profilo steroideo
urinario, che include molteplici metaboliti e precursori del
testosterone (Figura 1), in aggiunta al doping con altre
sostanze anaboliche, come steroidi “disegnati” per
aggirare i test attuali, gonadotropine, antagonisti degli
estrogeni, inibitori delle aromatasi, precursori degli
CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
Figura 2
Passaporto ematologico di un ciclista professionista testato in 9 occasioni per 4 marcatori di doping ematico: emoglobina (HGB), indice
di stimolazione “OFF-score” (OFFS), “abnormal blood profile score” (ABPS) e percentuale di reticolociti (RET%). Le linee blu
rappresentano i risultati attuali. Le linee rosse indicano i limiti oltre i quali i valori sono da considerare anomali. I limiti iniziali (ovvero
124-172 g/L di HGB) sono basati sui valori rilevati nella popolazione generale e sono adattati nel tempo ai dati individuali rilevati per
determinare i limiti personalizzati (121-150 g/L). Le barre colorate indicano la probabilità di anormalità della sequenza (seq).
Le numerose anomalie indicano che è decisamente improbabile che un tale profilo ematologico sia stato registrato in condizioni
fisiologiche. Il ciclista è stato successivamente condannato per doping per aver assunto la variante di EPO ricombinante conosciuta
come CERA (attivatore continuo del recettore dell’eritropoietina). Il calcolo di OFFS e di ABPS è descritto, rispettivamente, in Gore
et al. (10) e Sottas et al. (11).
androgeni e modulatori del recettore per gli androgeni (7,
8).
Lo sviluppo e la validazione dei marcatori biologici
del doping ematico si sono notevolmente evoluti dopo
l’introduzione di parametri ematologici da parte di alcune
federazioni sportive a metà degli anni novanta. Con
l’introduzione degli analizzatori ematologici automatici,
tali parametri possono esser misurati quantitativamente
per produrre un emogramma completo; ciò può avvenire
sia in laboratori accreditati sia direttamente nella sede
della competizione, in un tempo inferiore al minuto dalla
raccolta del campione (9). Numerosi approcci hanno
recentemente contribuito a rendere l’uso dei marcatori di
eritropoiesi alterata un approccio efficiente per
scoraggiare qualsiasi forma di doping ematico nello
sport: a) l’introduzione di marcatori di doping ematico
multiparametrici (10, 11); b) l’inclusione di fattori
eterogenei, come il genere e l’età, come raccomandato
dall’OMS nella diagnosi di anemia (12), così come altri
fattori specifici dello sport (13, 14); c) la considerazione
di fattori potenzialmente confondenti, come l’altitudine
cui l’atleta è stato esposto (15); d) la registrazione delle
misure di ciascuna atleta nel tempo (16-18), con il
concetto fondante di utilizzarle come riferimento per
l’atleta stesso (19-21); e) l’adozione di protocolli
standardizzati per la raccolta del materiale e l’analisi, in
aggiunta al’utilizzo di sistemi di VEQ per verificare
l’incertezza analitica (22) e f) lo sviluppo e la validazione
di tecniche probabilistiche di inferenza statistica per
valutare la consistenza della prova di doping (17, 18).
IL PASSAPORTO BIOLOGICO DELL’ATLETA
Tutte le conoscenze che sono state acquisite negli
anni in relazione ai marcatori di doping sono state
inserite nel programma del passaporto biologico
dell’atleta (ABP). Il termine passaporto è stato proposto
inizialmente nei primi anni duemila allorchè la
conservazione e la tracciabilità di una serie di parametri
ematologici raccolti nel tempo sono stati considerati utili
per definire un profilo ematologico individuale (19).
Differenze evidenti tra i valori storici di un atleta e quelli
ottenuti in un esame recente indicano che vi è stato
doping oppure che l’atleta ha un possibile problema di
salute che deve esser attentamente valutato (20). Il
concetto di ABP è stato discusso e ulteriormente
elaborato
per
un’applicazione
nell’antidoping
dall’Agenzia Mondiale Antidoping (WADA) a cominciare
dal 2002. A partire dalle Olimpiadi invernali di Torino del
2006, numerose federazioni sportive internazionali
hanno convenuto che la WADA dovesse armonizzare lo
sviluppo e la validazione del programma ABP. Come
biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
321
IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
risultato, nel 2009 la WADA ha pubblicato le linee guida
dell’ABP (23), che possono esser usate come riferimento
da qualsiasi organizzazione antidoping che sia
interessata a sviluppare un simile programma di
monitoraggio biologico.
Si possono distinguere tre diversi moduli nell’ABP:
ematologico, steroideo e endocrinologico. Il modulo
ematologico dell’ABP ha lo scopo di rilevare qualsiasi
forma di doping ematico (22). Otto parametri
ematologici,
parte
integrante
dell’esame
emocromocitometrico, sono inseriti in questo modulo.
Nel 2008, l’Unione Ciclistica Internazionale (UCI) è stata
la prima organizzazione sportiva a implementare il
modulo ematologico dell’ABP per scoraggiare il doping
ematico nel ciclismo (Figura 2) e, successivamente,
numerosi corridori sono stati accusati e sanzionati sulla
sola base dei loro profili ematologici anormali.
Attualmente, il monitoraggio ematologico è realizzato da
varie organizzazioni antidoping per diverse migliaia di
atleti in tutto il mondo. Il modulo steroideo dell’ABP, che
ha lo scopo di rilevare forme dirette o indirette di doping
mediante sostanze anabolizzanti (7), è attualmente nella
fase finale di implementazione (partirà dall’anno
prossimo). Il modulo endocrinologico dell’ABP ha lo
scopo di rilevare il doping con fattori di crescita, come
l’ormone della crescita e il fattore 1 di crescita insulinico
(IGF1). Nonostante la copiosa letteratura scientifica
riguardante i marcatori dipendenti dall’ormone della
crescita
(24),
l’implementazione
del
modulo
endocrinologico dell’ABP all’interno della rete dei
laboratori accreditati dalla WADA ha la necessità di
ulteriori validazioni per raggiungere il livello forense di
prova.
I fluidi biologici, come il sangue e le urine,
contengono un grandissimo numero di potenziali
marcatori di doping che possono essere rilevati con
moderne tecniche di laboratorio, come la proteomica e la
metabolomica. L’utilità di questa “miniera d’oro” per
scopi diagnostici è stata riconosciuta (25) e lo stesso è
vero per i marcatori di doping. Per definizione, ogni
deviazione di un marcatore biologico da quello che ci si
aspetta avvenga in una condizione fisiologica in accordo
con accurati protocolli può esser attribuibile solo a
doping o a una condizione di malattia. E’ interessante
notare che queste due possibili cause sono proprio i
bersagli di ogni programma antidoping; pertanto, i criteri
che sono usati per introdurre nuovi marcatori biologici
nel programma ABP sono gli stessi usati per definire una
sostanza da proibire e, più specificatamente, i criteri per
definire uno stato di salute. Inoltre, una regola di
ammissibilità diventa la logica conseguenza di tale
concetto, poiché gli atleti presentano il loro passaporto
all’inizio di una competizione e hanno il permesso di
partecipare solo se il loro passaporto indica che sono in
salute e in condizioni fisiologiche inalterate. Pertanto, in
aggiunta alla prova di doping secondo il Codice
Mondiale Antidoping, l’ABP può rappresentare una
piattaforma per un Regolamento dello Sport imposto
dalle autorità dello sport per impedire agli atleti la
manipolazione della loro fisiologia a un livello che
322
biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
Figura 3
Rete gerarchica bayesiana (BN) (da rif. 32) per la valutazione
del
marcatore
di
doping
steroideo
rapporto
testosterone/epitestosterone (T/E).
Il T/E è il rapporto delle concentrazioni urinarie del testosterone
glucuronide e dell’epitestosterone glucuronide. Ogni nodo
rappresenta una variabile (cerchio, continua; rettangolo, discreta;
contorno continuo, osservabile; tratteggiato, non osservabile).
Le frecce rappresentano la relazione diretta tra le variabili, con
una tabella di probabilità condizionale associata a ogni variabile.
Nella BN le probabilità degli stati delle variabili sono aggiornate
all’arrivo di nuove evidenze. Le variabili nascoste, media (µ) e
CV, integrano e adattano le informazioni provenienti da una serie
di valori individuali di T/E. I fattori eterogenei età e genere sono
inseriti per considerare le differenze nell’escrezione degli
steroidi; per esempio, le donne hanno una concentrazione di
testosterone urinario più bassa e variabile dei maschi. Si sono
osservate differenze significative tra individui nell’escrezione
urinaria di testosterone per una mutazione con delezione nel
gene della famiglia delle UDP glucuronisiltransferasi 2,
polipeptide B17 (UGT2B17). L’introduzione di variabili genetiche
nella BN rende gli atleti omozigoti per la mutazione, che
rappresenta un tratto comune in Asia, compatibili con quelli che
hanno una o due copie funzionanti del gene, ciò che è comune
in Europa e in Africa. E’ interessante notare che la conoscenza
del genotipo individuale non è necessario. Si deve avere solo la
caratterizzazione del fenotipo, poiché il genotipo può esser
definito a partire dal fenotipo T/E e dal grado elevato di variazioni
geografiche inusuali del gene UGT2B17 (33). Non esiste una
limitazione concettuale per applicare tali BN alla valutazione di
qualsiasi altro marcatore biologico. L’incorporazione dei fattori
eterogenei, dei profili genici e dei dati longitudinali permette
l’eliminazione delle differenze interindividuali, per cui la decisione
può esser presa sulle caratteristiche del singolo individuo.
potrebbe significativamente influenzare la loro
prestazione e il loro stato di salute. Prevediamo
l’implementazione di un Regolamento per lo Sport dove
gli atleti che hanno evidenziato deviazioni non naturali
nella loro fisiologia possano esser temporaneamente
sospesi dalle competizioni per permettere loro di tornare
ai livelli fisiologici oppure di iniziare un appropriato
controllo o trattamento medico. Questo breve periodo di
sospensione può esser oltretutto utilizzato da una
commissione di esperti per determinare le cause
dell’anomalia e comportare la sanzione dell’atleta per un
tempo più lungo se si scopre che la causa è legata al
CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
doping.
Sebbene l’ABP avesse all’inizio esclusivamente lo
scopo di monitoraggio biologico, attualmente esso
include molto più che una semplice serie di valori di
singoli marcatori. Fattori eterogenei, come età, genere e
genotipo, fattori confondenti, come l’esposizione
all’altura per il modulo ematologico, e alcune
informazioni che riguardano le condizioni di raccolta,
trasporto e analisi del campione biologico sono stati
inclusi nell’ABP per migliorare il processo decisionale (7,
22). L’ABP, quindi, diventa una piattaforma per la
valutazione di molteplici aspetti di prova scientifica (15),
che lo rende paragonabile a un approccio medico-legale.
VERSO UNA POLITICA ANTIDOPING
FORENSE GLOBALE
Come accade per l’identificazione in medicina legale
(26), la forza dell’ABP risiede in solide analisi empiriche
su vaste popolazioni attraverso l’uso di protocolli
allineabili. Il sistema di supporto alla decisione che viene
usualmente utilizzato per interpretare i dati dei marcatori
immagazzinati nell’ABP si poggia fortemente sulle
tecniche di inferenza bayesiana (7, 11, 14, 15, 17, 18,
22) (Figura 3). Ogni elemento informativo che costituisce
una prova di doping può esser incorporato all’interno di
altri elementi e/o corroborato da ulteriori prove. Per
esempio, il risultato di esami tradizionali per sostanze
proibite, come la rilevazione di EPO ricombinante nelle
urine (27), alcune caratteristiche genetiche degli atleti
(28) e il monitoraggio longitudinale delle prestazioni
individuali (29) sono valori attestabili che possono esser
incorporati nel sistema di supporto al processo
decisionale nell’ABP per migliorare la rilevazione del
doping.
L’ABP introduce una nuova forma di prova di doping
e, come tale, apre la strada a una lotta globale e
integrata al doping. In particolare, prevediamo un
approccio forense globale dove molteplici indizi di prova,
che non sono limitati a quelli presenti nel protocollo
attuale di valutazione delle sostanze, vengono usati per
dimostrare la colpevolezza dell’individuo sospetto. Per
esempio, gli enti preposti al controllo dei farmaci e delle
droghe e le dogane di molti Paesi sequestrano grandi
quantità di sostanze dopanti mediante indagini rivolte
verso farmaci illegali, ditte produttrici e reti di trafficanti.
Finora, la mancanza di collaborazione tra autorità statali,
di enti pubblici e sportive ha ostacolato l’associazione di
prove analitiche e non in molti Paesi. Nell’attuale lotta
contro il doping, una dogana può scoprire che un atleta
di livello ha ricevuto EPO ricombinante per posta prima
di una gara importante, ma tale informazione non viene
messa a disposizione delle autorità sportive, per cui
l’atleta può partecipare a quella gara. E’ interessante
notare che la metodologia sviluppata per l’ABP offre la
struttura necessaria per combinare le prove raccolte
dalle organizzazioni antidoping con quelle non analitiche
raccolte dalle organizzazioni che fanno rispettare la
legge. Per esempio, la conoscenza del fatto che un
atleta ha ricevuto per posta EPO ricombinante può esser
IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
combinata con l’informazione immagazzinata nell’ABP
per valuare se l’atleta ha usato la sostanza prima della
gara. Pertanto non prevediamo alcuna limitazione
scientifica a una lotta globale contro il doping che sia
basata su diverse fonti di prova.
PROSPETTIVE PER LE APPLICAZIONI IN
MEDICINA E FARMACOLOGIA
La medicina moderna si affida a standard di cura che
sono basati su studi epidemiologici effettuati su ampie
coorti. In particolare, l’interpretazione dei marcatori
biologici si affida per la massima parte sull’uso di
intervalli di riferimento calcolati nella popolazione e ha
ampiamente ignorato le differenze individuali. Tale
situazione è particolarmente problematica, poiché la
massima parte dei marcatori biologici presenta una
significativamente più elevata variabilità interindividuale
che intraindividuale. In pratica, i medici che valutano un
singolo paziente generalmente considerano macrofattori
di eterogeneità, come l’età e il genere. Inoltre, gli attuali
avanzamenti nelle tecnologie di laboratorio (“omics”)
hanno permesso di ottenere informazioni riguardanti
proteine, geni e profilo metabolico del paziente, che
possono essere sempre più utilizzate per migliorare le
cure. La registrazione longitudinale di tali profili è un
mezzo insostituibile che può assistere i medici nel loro
lavoro, come in oncologia dove la diagnosi precoce è
fondamentale per l’esito della cura del paziente.
L’incorporazione dei fattori eterogenei, l’uso del profilo
proteico o genetico individuale e quello dell’approccio
longitudinale hanno lo stesso scopo, che è l’eliminazione
delle differenze interindividuali e l’adattamento delle cure
mediche alle necessità del singolo soggetto. Per
ottenere questo obiettivo di medicina personalizzata,
ogni avanzamento nel campo della proteomica e delle
tecniche correlate deve esser inserito nel sistema di
supporti alla decisione al fine di facilitare il suo utilizzo
clinico (30).
Diverse ditte farmaceutiche ci hanno contattato per
valutare come le conoscenze acquisite con l’ABP nella
valutazione dei dati di marcatori biologici possano esser
usate in alcune applicazioni di medicina personalizzata
per il miglioramento delle cure. Tale valutazione è stata
effettuata per diverse applicazioni pratiche nel
monitoraggio del paziente e nella definizione della
sicurezza e dell’efficacia dei farmaci in sperimentazioni
cliniche. Nel monitoraggio del paziente, le dosi e la
frequenza del trattamento sono definite in accordo con le
necessità individuali del paziente, che vengono spesso
valutate attraverso i marcatori biologici. Per esempio, la
misura dell’emoglobina glicata, un marcatore del grado
di controllo del metabolismo del glucosio, è cruciale per
decidere il trattamento del diabete di tipo 1. In un altro
esempio, la chemioterapia citostatica è dosata sulla
base di vari marcatori e altri fattori biologici relativi al
paziente, come la superficie corporea. In tutti questi casi,
la decisione è complicata da fattori vari che includono le
variazioni nei risultati di laboratorio, le informazioni che
derivano dal trattamento, l’eterogeneità di alcuni fattori,
biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
323
CLINICAL CHEMISTRY HIGHLIGHTS
IL MEGLIO DI CLINICAL CHEMISTRY
come età, genere e massa corporea; devono esser
perciò definiti degli intervalli più stretti come bersaglio
individuale in relazione alla sicurezza e alla qualità di
vita, tenendo conto della variabilità biologica
interindividuale. Temi simili si ritrovano nelle
sperimentazioni cliniche, dove la sicurezza e l’efficacia di
un trattamento farmacologico sono spesso valutate
mediante dati relativi a marcatori biologici raccolti nel
tempo. Sono state proposte sperimentazioni cliniche
basate su modelli adattativi bayesiani per utilizzare le
informazioni raccolte durante una sperimentazione (31).
E’ da notare che il sistema di supporto sviluppato per
l’ABP è in grado di portare tutto questo nella pratica e
potrà trovare applicazione nel monitoraggio del paziente.
Abbiamo trovato nei dati retrospettivi forniti da ditte
farmaceutiche, che la conoscenza delle fonti di
variabilità, analitica e biologica, non è spesso tenuta in
debito conto e lo sviluppo di un sistema di supporto sul
modello di ABP migliora la decisione in tutte le citate
applicazioni. Abbiamo rilevato che il numero dei pazienti
o il numero di campioni necessari per soddisfare i
requisiti di reclutamento nelle sperimentazioni cliniche
potrebbe esser significativamente ridotto
o la
sperimentazione potrebbe esser conclusa prima del
previsto. In entrambi i casi, l’applicazione del sistema di
supporto decisionale dell’ABP potrebbe migliorare il
rapporto costo-efficacia nello sviluppo di un farmaco,
determinare una decisione in tempi più rapidi e aiutare il
paziente a ricevere un miglior trattamento.
CONCLUSIONI
Sebbene le analisi per le sostanze proibite abbiano
avuto un notevole successo nella rilevazione di sostanze
sintetiche usate come doping, la disponibilità negli ultimi
anni di sostanze dopanti identiche a quelle prodotte dal
corpo umano in maniera naturale dimostra i limiti di
questo modello di analisi nell’assicurare la lealtà e la
tutela della salute nello sport di alto livello. In tale
contesto, l’ABP rappresenta un nuovo modello per la
rilevazione di variazioni indotte dal doping nello sport di
alto livello. I marcatori biologici di doping rappresentano
un mezzo per scoraggiare l’atleta dall’usare sostanze
che migliorano la prestazione e che conducono a
deviare dai valori basali naturali. Rispetto all’analisi
classica, che fornisce un risultato in un preciso momento
temporale e non ha memoria né prospettiva, la
presentazione all’inizio di una gara dell’ABP, che dimostri
profili longitudinali normali, potrà permettere agli atleti di
dimostrare con oggettività la loro partecipazione alle
competizioni in una condizione fisiologica non alterata, al
riparo da ogni sospetto di doping. Gli studiosi stanno
sviluppando metodi per assicurare in modo decisivo la
lealtà e la protezione della salute nello sport di alto
livello; l’implementazione dell’ABP è attualmente a
discrezione delle organizzazioni antidoping. Lo stesso
modello può esser usato in clinica, poiché la medicina
personalizzata non verrà solamente indirizzata verso
una più accurata valutazione a livello molecolare del
paziente, ma anche verso un’interpretazione dei
324
biochimica clinica, 2013, vol. 37, n. 4
marcatori biologici esistenti rapportata specificamente a
ogni individuo.
CONFLICTS OF INTEREST
No authors declared any potential conflicts of
interest.
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