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Dried-Blood-Spot (DBS) Effiziente Dopinganalytik per automatisierter Dried-Blood-Spot-Analyse

Autor / Redakteur: Guido Deußing* / Dr. Ilka Ottleben

Für den Nachweis illegaler leistungssteigender Substanzen genügen dem Zentrum für Präventive Dopingforschung (ZePräDo) an der Sporthochschule in Köln wenige getrocknete Blutstropfen. Mit einem automatisierten Dried-Blood-Spot-LC/HRMS-System bestimmt das der WADA angeschlossene Labor niedermolekulare Peptidhormone und andere Dopingmittel.

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2 Die Untersuchung trockener Blutstropfen (Dried Blood Spots, DBS) hat sich inzwischen als attraktive Alternative in der Dopingkontrolle etabliert. NIR: Messung des 
Hämatokritwertes mittels Büchi NIR Flex N-500.
2 Die Untersuchung trockener Blutstropfen (Dried Blood Spots, DBS) hat sich inzwischen als attraktive Alternative in der Dopingkontrolle etabliert. NIR: Messung des 
Hämatokritwertes mittels Büchi NIR Flex N-500.
(Bild: Gerstel)

Der Erfolg zum Greifen nah, doch auf den letzten Metern versagen die Kräfte. Wenn intensives Training, beste Technik und gesündeste Ernährung nicht genügen, die persönliche Leistungsgrenze auf Siegerniveau zu hieven, könnte ein Athlet auf die Idee kommen, sich bestimmter Hilfsmittel zu bedienen, und zwar jener, die Muskeln in besonderem Maß wachsen lassen, Ausdauer fördern, Konzentrationsfähigkeit erhöhen. Immer wieder fliegen Sportler auf, die ihre natürliche Performance durch Einnahme verbotener Substanzen aus dem Medizinschrank oder Chemiebaukasten zu beflügeln versuchten. Sie dopen, wohl wissend, Erwerb, Besitz und Einsatz von Dopingmitteln gemäß Anti-Doping-Gesetz (AntiDopG) stehen unter Strafe.

Laboratorien im Kampf für fairen Sport

Dopingtests werden bei allen großen Sportereignissen durchgeführt; es geht um Fairness im Sport und um die Gesundheit der Athleten. Die biologischen Prozesse im Organismus mithilfe medizinischer oder chemischer Präparate zu manipulieren, erfolgt selten ohne Risiko.

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Den missbräuchlichen Einsatz illegaler leistungssteigernder Mittel und Methoden nachzuweisen, ist jedoch alles andere als trivial, insbesondere angesichts der Tatsache, dass immer wieder neue Dopingwirkstoffe auf dem Schwarzmarkt auftauchen, die der Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) wenig oder gar nicht bekannt sind, allenfalls von ihr als Verdachtsfall beobachtet werden.

Der WADA angeschlossene Laboratorien sind gehalten, sich so aufzustellen, dass sie in der Lage sind, routinemäßig ein möglichst breites Spektrum unterschiedlicher Dopingmittel und Methoden analytisch zu erfassen. Das erfordert eine flexible und gleichsam leistungsstarke, schnelle und zuverlässige Messtechnik, die stichhaltige und aussagekräftige Resultate zeitnah zum Wettkampf liefert sowie auf lange Sicht dem wachsenden Probenaufkommen gerecht wird.

Fokus auf Peptidhormone und andere Stoffe

Für die Bestimmung niedermolekularer Peptidhormone sowie anderer Dopingsubstanzen aus Blut nutzt das Zentrum für Präventive Dopingforschung (ZePräDo) an der Sporthochschule Köln ein vollautomatisiertes Multi-Purpose-Sampler-(MPS)-basiertes Dried-Blood-Spot-Analysesystem (Gerstel-DBS-A), gekoppelt an die Flüssigchromatographie (LC) mit hochauflösender Massenspektrometrie (LC/HRMS), und fährt damit ziemlich gut.

Über die Entwicklung einer vollständig automatisierten Analysenmethode zur Bestimmung von 46 verbotenen Substanzen bzw. deren Stoffwechselprodukten, allesamt niedermolekulare (< 2 kDa) Peptide und Nicht-Peptide, mittels LC/HRMS einschließlich der Darstellung der Probenvorbereitung der getrockneten Blutstropfen, berichten die Kölner Dopingexperten Tobias Lange, Andreas Thomas, Katja Walpurgis und Mario Thevis in der Fachzeitschrift Analytical and Bioanalytical Chemistry [1]. (Das Dokument ist unter dem Digital Object Identifier (DOI) 10.1007/s00216-020-02634-4 kostenfrei verfügbar; Anmerk. d. Red.).

Verbotsliste der WADA wird immer länger

Vor etwa zehn Jahren wurde die erste LC/MS-Methode zur Bestimmung von Peptid-2-Verbindungen (GHRP-2) in der Literatur beschrieben, berichten Lange et al. Bei GHRP handelt es sich um „kurzkettige synthetische Peptide, die zwischen vier und sieben Aminosäuren aufweisen“ [2]. Seinerzeit waren sie als Nahrungsergänzungsmittel identifiziert worden, mit einer für Kraftsportler interessanten Wirkung: Im menschlichen Organismus bewirken GHRP eine erhöhte Ausschüttung (Releasing Peptides, RP) von humanem Wachstumshormon (Growth Hormone, GH) aus der Hirnanhangdrüse. Dies wiederum triggert die Produktion von Hormonen (z.B. IGF-I), die sich wiederum auf Muskelaufbau und Körperkraft auswirken (s. auch LP-Info-Kasten).

In den folgenden Jahren hat sich das Spektrum potenziell leistungssteigernder, verbotener Substanzen erheblich erweitert. Sie werden bislang von der präventiven Dopingforschung v.a. aus menschlichem Urin mittels Festphasenextraktion (SPE) gewonnen. Kürzlich wurden laut Lange et al. auch Glycin-modifizierte Analoga von z.B. GHRP-2 und GHRP-6 identifiziert und der Liste verbotener Substanzen hinzugefügt; eine Übersicht über die Substanzen und Methoden, die zu allen Zeiten (in und außerhalb von Wettkämpfen) verboten sind, bietet die „Verbotsliste 2020“ der Nationalen Anti-Doping Agentur Deutschland (NADA) [3].

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