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Química click: haciendo fácil lo difícil

06/10/2022

Publicado en

Diario de Navarra

Carlos Aydillo y Carmen Sanmartín |

Profesores del Departamento de Tecnología y Química Farmacéuticas de la Facultad de Farmacia y Nutrición

Entre los muchos objetivos de los químicos está el desarrollo de nuevas moléculas cada vez más complicadas y específicas, que puedan mimetizar moléculas naturales con propiedades medicinales. La construcción de estas moléculas supone un reto enorme. La síntesis orgánica de biomoléculas es siempre compleja, fundamentalmente debido a la presencia de múltiples grupos funcionales que pueden dar reacciones no deseadas, descendiendo rendimientos, lo que conlleva a un aumento de la complejidad del diseño sintético y aumentando costes en tiempo y dinero.

Las aportaciones de los ganadores del premio Nobel de Química 2022 responden a esta problemática. Mediante la química click, término que en 2000 acuñó el galardonado Barry Sharpless, se pueden construir moléculas muy complejas mediante reacciones sencillas. Esto es posible a través del desarrollo de reacciones simples, rápidas, con alto rendimiento y sin productos secundarios. Poco después, Meldal y el propio Sharpless, de manera independiente, descubrieron lo que se considera el Santo Grial de la química click: la cicloadición de Huisgen azida-alquino catalizada por cobre. La incorporación de un grupo funcional alquino en una molécula y una azida en otra permite la unión de estas dos moléculas, por muy complejas que sean, de una manera sencilla. Entre los usos de esta reacción está el desarrollo de fármacos, el mapeo de ADN y la creación de materiales con propiedades mejoradas.

Más tarde, Carolyn Bertozzi demostró que se puede realizar la misma reacción de cicloadición de Huisgen sin necesidad de cobre como catalizador, lo que supone una mejora hacia la química verde. Esta reacción pudo ser empleada dentro de organismos vivos. En concreto, realizó un mapeo de las biomoléculas presentes en la superficie celular sin afectar su ambiente químico. Bertozzi introdujo en 2008 el término “reacciones bioortogonales” como las reacciones entre grupos funcionales tan selectivas entre ellas que pueden ser ligadas en un medio biológico altamente funcionalizado. Posteriormente, se han desarrollado múltiples reacciones click bioortogonales que han sido probadas incluso en animales vivos. Este tipo de reacciones se usan actualmente para explorar células, trazar procesos biológicos, etc.

Por todo ello, el potencial de la química click es enorme. Los premiados de este año han puesto la base para una nueva forma funcional de química, en la que unos ladrillos o bloques de construcción se unen entre ellos rápida y eficientemente para dar innumerables combinaciones, en lo que se puede considerar como un juego de Lego molecular. De este modo, se crean librerías de compuestos que pueden acelerar el descubrimiento de nuevos fármacos. A pesar de que mediante estas reacciones no es posible replicar exactamente moléculas naturales, sí se pueden desarrollar moléculas con funciones similares. El desarrollo de estas reacciones click ha encontrado aplicaciones también, además de las ya comentadas, en inhibidores de enzimas, herbicidas, fotoestabilizadores, conjugación de biomacromoléculas, elementos de diagnóstico y sensibilización, retardantes de la corrosión, matrices de regeneración de tejidos, y un largo etc.The Conversation