La diagnosi chimico-tossicologica di esposizione a sostanze d'abuso mediante analisi dei capelli

Nell'esigenza di superare i limiti temporali imposti dai liquidi biologici tradizionali (sangue e urina), l`analisi dei capelli si è affermata come valido strumento per accertamenti dell`uso non recente di sostanze stupefacenti e psicotrope. I capelli, grazie alla loro capacità di sequestro, consentono infatti un significativo ampliamento della finestra temporale di rilievo delle sostanze assunte (settimane/mesi a fronte di ore e/o giorni riferibili a sangue e urine), rappresentando così un utile complemento alle matrici tradizionali. Inoltre, attraverso l’analisi segmentale, essi permettono di ricavare informazioni sulla storia del consumo. Pur a fronte dei numerosi vantaggi di ordine metodologico e pratico (facile prelievo e conservazione), numerosi sono i problemi ancora aperti nell'analisi dei capelli. Tra questi sono da annoverare, ad esempio, la possibile rimozione delle sostanze incorporate ovvero l'interferenza nell'analisi in seguito a trattamenti cosmetici aggressivi, la contaminazione passiva, la forte dipendenza del risultato dal metodo analitico impiegato e, soprattutto, dal metodo di preparazione del campione. Obiettivo di questa tesi è stato quello di esaminare alcune di queste criticità e, in particolare: (a) la rimozione di alcune droghe d’abuso - oppiacei e cocaina (CO) – oltre che di un marcatore di abuso alcolico, l’etilglucuronide (EtG), dai capelli in seguito ad adulterazione riferibile a due tipi di trattamenti, vale a dire l’utilizzo di lozioni “anticaduta” contenenti Minoxidil e l’impiego di una lozione decolorante aggressiva; (b) lo sviluppo e la validazione di un metodo specifico per la determinazione quantitativa di analiti impegnativi quali la buprenorfina (BPR) e il suo metabolita nor-buprenorfina (norBPR) e (c) l’individuazione, attraverso l’elaborazione della casistica ultradecennale delle analisi dei capelli richieste al Laboratorio di Analisi Chimico-Tossicologiche dell’Università di Pavia da parte delle Commissioni Mediche Locali (CML) per le patenti, di una strategia diagnostico-interpretativa efficace ed efficiente, anche in riferimento all’analisi segmentale dei capelli. Gli studi sperimentali realizzati nell'ambito della tesi hanno permesso di accertare che: le lozioni “anticaduta” contenenti minoxidil interferiscono con l’analisi dei capelli impedendo l’identificazione della cocaina e dei suoi metaboliti, anche se il problema è in parte ovviabile attraverso la messa in atto di alcuni accorgimenti analitici (omissione della fase di derivatizzazione); la decolorazione è in grado di rimuovere quantitativamente sia gli oppiacei, sia l'EtG dai capelli, mentre nel caso della cocaina e metaboliti la rimozione non è generalmente quantitativa; BPR e norBPR sono rilevabili nei capelli di soggetti trattati con BPR (2-8 mg/die) anche se in concentrazioni contenute (tra 0.01 e 0.1 ng/mg nel caso della BPR) e tali da richiedere l'impiego di un metodo caratterizzato da elevata sensibilità analitica; l'elaborazione della casistica delle analisi effettuate nel periodo 1996-2007 ha evidenziato il crescente ricorso all'analisi dei capelli da parte delle CML (quadruplicazione delle richieste annuali nel periodo esaminato), la tendenza all'aumento delle positività per cocaina a fronte della riduzione di quelle per oppiacei e la dipendenza dell'esito (positivo/negativo) dell'analisi dalla richiesta di analisi segmentale (analisi separata dei segmenti prossimale e distale di 3 cm ciascuno, come previsto dalle linee guida della Regione Lombardia) piuttosto che di analisi in toto (segmento unico di 6 cm), probabilmente a causa del possibile effetto di diluizione nel secondo caso.

Owing to the necessity to overcome the time limits of conventional biological substrates (blood and urine), hair analysis is increasingly being used as an efficient analytical tool to ascertain remote and habitual exposure to drugs of abuse. As a matter of fact, hair analysis allows a significant widening of the detection time-window (weeks/months instead of hours/days in the case of blood and urine), thus representing a useful complementary diagnostic tool to the analysis of conventional matrices. Moreover, through segmental analysis, it is possible to get information even on the history of use of a substance. Despite the several methodological as well as practical advantages (easy collection and storage) a number of issues on hair analysis still remain open. Among these, the possibility of removal of incorporated substances after strong cosmetic treatments, passive contamination, the strong method-dependence of analytical results and, most of all, the dependence of results on the sample preparation procedure, should be counted. The aim of this thesis was to tackle some of these issues and, in particular: (a) the removal of drugs of abuse - opiates and cocaine – and of a marker of chronic alcohol abuse, ethyl glucuronide (EtG), from hair as a consequence of two different treatments (with an anti hair loss solution containing Minoxidil and with a strong bleaching lotion); (b) the development and validation of a specific method for the quantification of buprenorphine (BPR) and its metabolite nor-buprenorphine (norBPR) and (c) the definition, through the elaboration of data on hair analysis for driving license renewal/re-issue collected during over 10 years by the Laboratory of Chemical-Toxicological Analysis of the University of Pavia, of an efficient diagnostic-interpretative strategy, with specific reference to the segmental hair analysis. The experimental studies carried out during this thesis permitted to ascertain that: the anti hair loss lotions, containing minoxidil, interfere with hair analysis thus preventing the identification of cocaine and its metabolites, although the problem can be partially solved by adopting a modification in the analytical procedure (omission of the derivatization step); hair bleaching quantitatively removes both opiates and EtG from the hair matrix, whereas for cocaine and metabolites the removal is generally not quantitative; BPR and norBPR are detectable in subjects under BPR treatment (2-8 mg/day), although the concentrations found are low (from 0.01 to 0.1 ng/mg for BPR), thus requiring a highly sensitive analytical method for their detection; the elaboration of data collected in the period 1996-2007 highlighted an increasing demand of hair analyses (quadruplication of the number of requests per year), an increasing trend of cocainepositive cases accompanied by a decreasing trend in opiate-positive cases, and the dependence of results (positive/negative) on the type of request: either segmental hair analysis (analysis of the two 3-cm proximal and distal segments, as suggested in the Guidelines on hair analysis for drugs of abuse issued by Lombardy) rather than the analysis of the whole 6-cm segment, likely due to a dilution effect in the latter case.