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Dopage : la traque aux molécules dopantes

Il est courant de pratiquer une activité sportive, porteuse de valeurs positives comme le respect ou l'esprit d'équipe. Des vertus qui peuvent parfois être entachées par le dopage. Quels sont les produits utilisés ? Comment les détecter ? Des réponses que vous trouverez au fil des pages de ce dossier.   

Page 8 / 14 - Savoir identifier les produits dopants dans un mélange Sommaire
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Jean-Luc Veuthey Vice-Recteur de l’Université de Genève

La difficulté majeure des analyses antidopage réside dans l’identification d’une molécule parmi une multitude – parfois plusieurs centaines, et généralement en très faible concentration ! Il s’agit donc de disposer de puissants détecteurs. Des avancées spectaculaires ont été réalisées ces 20 dernières années dans les techniques de détection.

Il est en outre possible aujourd’hui de coupler des chromatographes avec des spectromètres de masse. Ces appareils d’analyse permettent d’obtenir les structures des composés analysés, grâce à des méthodes élaborées pour déchiffrer des spectres de masse complexes comme des sortes d’empreintes de molécules, que l’on retrouve dans des bases de données préalablement établies.

La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une méthode d’analyse utilisée par les chimistes pour déterminer la structure d’un composé. Mais elle rencontre des limites lorsque l’on a affaire à un mélange complexe, avec de faibles concentrations de produit à caractériser. Photo : spectromètre RMN 800 MHz utilisé en biologie structurale. © DR
La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une méthode d’analyse utilisée par les chimistes pour déterminer la structure d’un composé. Mais elle rencontre des limites lorsque l’on a affaire à un mélange complexe, avec de faibles concentrations de produit à caractériser. Photo : spectromètre RMN 800 MHz utilisé en biologie structurale. © DR

On peut aussi coupler la chromatographie avec la résonance magnétique nucléaire (RMN), outil idéal des chimistes pour déterminer directement la structure d’un composé ; grâce à l’application d’un champ magnétique puissant, les spectromètres RMN « réveillent » les noyaux des atomes d’hydrogène, constitutifs de quasiment toutes les molécules, notamment les molécules biologiques comme les protéines, les polysaccharides... On peut aussi révéler la présence des atomes de carbone et savoir quels sont leurs hydrogènes voisins, voire même établir les structures en trois dimensions de grosses molécules, comme les protéines.

C’est plus exactement l’isotope 13 du carbone qui est réveillé sous l’effet du champ magnétique. Cela a permis, dans certains cas, de différencier les molécules endogènes des exogènes (comme les stéroïdes). Mais la RMN souffre encore de problèmes de sensibilité, contrairement à la spectrométrie de masse. Cette dernière a également connu un essor considérable ces dix dernières années, notamment avec l’essor de la protéomique, cette science qui étudie l’ensemble des protéines dans notre organisme, mais son avantage réside dans sa grande sensibilité d’analyse.

Il est effectivement important de disposer d’appareils d’analyse assez sensibles pour détecter des concentrations toujours très faibles de produits dopants, qui sont non seulement de plus en plus variés, mais de plus en plus actifs et sont donc absorbés à des doses de plus en plus faibles pour les mêmes effets recherchés. Il s’agit souvent de détecter des traces de composés, de l’ordre du ppb (partie par milliard), ou l’on peut aussi dire du milliardième de gramme par millilitre. Par analogie, c’est comme détecter un morceau de sucre dissous dans une piscine olympique. Il faut non seulement être capable de dire que la piscine contient du sucre, mais il faut aussi pouvoir déterminer si l’on y a dissous un, deux ou trois morceaux !

Enfin, les analyses doivent souvent répondre à un troisième besoin : la rapidité. Alors que dans le football, les joueurs ne disputent les matchs que tous les trois à quatre jours, laissant largement le temps pour effectuer les tests entre deux évènements, ce n’est pas le cas pour le Tour de France où les participants courent tous les jours. Or, il faut prendre le temps d’effectuer les deux séries d’analyses que requiert tout contrôle antidopage : une première série visant à détecter la présence éventuelle d’un ou plusieurs composés de la liste des interdictions (le criblage), puis une analyse confirmatoire.

Un échantillon d’urine est analysé lors de la première étape du contrôle : au cours du criblage rapide, plusieurs centaines de molécules passent en chromatographie et l’on doit traquer les agents dopants présents sous la forme de traces dans ces mélanges complexes. © DR
Un échantillon d’urine est analysé lors de la première étape du contrôle : au cours du criblage rapide, plusieurs centaines de molécules passent en chromatographie et l’on doit traquer les agents dopants présents sous la forme de traces dans ces mélanges complexes. © DR

Les techniques et méthodes chromatographiques ont connu un développement considérable en matière de rapidité, puisque l’analyse complexe qui nécessitait 24 heures dans les années 1945, demandait 25 minutes dans les années 1980-1990, et se réduit aujourd’hui à 2-3 minutes pour obtenir la même qualité de séparation et donc l’identification rapide des composés recherchés. En moins de six minutes, on est maintenant capable d’analyser plus de 150 composés et, en mode criblage, de détecter la présence ou l’absence d’un produit dopant de la liste des interdictions. Le laboratoire d’analyse du dopage de Lausanne combine ainsi la chromatographie ultrarapide avec la spectrométrie de masse afin d’obtenir des graphiques où l’on peut lire les masses des molécules en fonction de leurs temps de rétention.

L’analyse par chromatographie en phase liquide (« liquid chromatography », LC) ultraperformante, couplée à la spectrométrie de masse (« mass spectrometry », MS), permet d’obtenir des spectres en 2D ou 3D qui facilitent leur exploitation. © DR
L’analyse par chromatographie en phase liquide (« liquid chromatography », LC) ultraperformante, couplée à la spectrométrie de masse (« mass spectrometry », MS), permet d’obtenir des spectres en 2D ou 3D qui facilitent leur exploitation. © DR

Une fois que l’on a détecté la présence de produits dopants, on réalise une analyse confirmatoire, précaution nécessaire pour éviter les faux positifs. Il est même possible de garder des échantillons un à deux ans après l’événement sportif pour les analyser de nouveau. Dans tous les cas, il est toujours possible de revenir sur des résultats en réexaminant les spectres archivés, surtout si l’on travaille avec un analyseur à temps de vol.

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