Empresas Premium
Investigadores de la Universidad Estatal de Ohio han desarrollado un método innovador para generar carbenos metálicos, compuestos fundamentales para la síntesis de fármacos y materiales avanzados.
Los carbenos son átomos de carbono de vida corta y muy reactivos que, por sus propiedades químicas, resultan difíciles y peligrosos de producir en condiciones de laboratorio. Esto ha limitado históricamente su uso, pese a que son esenciales para procesos industriales de alto valor añadido. El nuevo avance promete simplificar su obtención y abrir nuevas vías de investigación.
El equipo, liderado por el profesor David Nagib, partió de una pregunta clave: ¿es posible encontrar una forma más suave y controlada de crear carbenos, evitando los métodos tradicionales que implican riesgos elevados y etapas múltiples? “Si se pudieran aprovechar de una forma catalítica más suave, se podría alcanzar una nueva reactividad, que es básicamente lo que hicimos”, señaló Nagib, destacando el carácter pionero del descubrimiento y el potencial de sus aplicaciones.
La innovación consiste en utilizar hierro como catalizador metálico en combinación con moléculas de cloro capaces de generar radicales libres de manera sencilla. Estos radicales, al interactuar con determinados sustratos, producen carbenos metálicos estables el tiempo suficiente para ser empleados en reacciones clave, como la síntesis de ciclopropanos. Este procedimiento permite, además, crear tipos de carbenos nunca antes logrados, ampliando el repertorio de estructuras disponibles para la investigación y la industria química.
Los ciclopropanos, moléculas con forma triangular y alta energía interna, son elementos esenciales en la formulación de medicamentos y agroquímicos. Su tamaño compacto y su tensión estructural los convierten en plataformas valiosas para el diseño de fármacos innovadores. Tradicionalmente, producir ciclopropanos de calidad farmacéutica es un proceso complejo y costoso; sin embargo, el método desarrollado en Ohio agiliza su fabricación, reduce los pasos necesarios y amplía las posibilidades de diseño molecular en un campo altamente competitivo.
“Nuestro laboratorio está obsesionado con desarrollar los mejores métodos para la producción de ciclopropanos lo antes posible”, afirmó Nagib. “Nuestro objetivo es crear herramientas más eficientes que permitan fabricar mejores medicamentos y, de paso, resolver uno de los grandes problemas de la química de los carbenos”. Este énfasis en la optimización no solo acelera el proceso, sino que también mejora la seguridad del trabajo con compuestos tradicionalmente inestables.
El estudio, publicado en la revista Science, muestra además que el nuevo método funciona en agua, lo que abre un horizonte prometedor: la posibilidad de crear carbenos directamente en entornos biológicos, como el interior de células vivas. Esta capacidad podría revolucionar la búsqueda de nuevas dianas terapéuticas y facilitar el desarrollo de medicamentos con mecanismos de acción más precisos. El equipo destaca que su método es aproximadamente cien veces más eficiente que las herramientas que su propio laboratorio había perfeccionado en la última década.
Las implicaciones van más allá de la investigación académica. Este avance podría dar lugar a medicamentos más accesibles, potentes y duraderos, así como ayudar a prevenir la escasez de fármacos esenciales como antibióticos, antidepresivos o tratamientos contra enfermedades cardiovasculares, infecciones por Covid-19 o VIH. También abre la puerta a nuevas generaciones de agroquímicos y materiales especializados con un menor impacto económico y ambiental.
El equipo busca que esta herramienta química transformadora esté disponible para laboratorios de todos los tamaños y fabricantes de medicamentos en todo el mundo. Para ello, trabajan en perfeccionar el método, probar diferentes catalizadores y ampliar su aplicación a una mayor variedad de moléculas desafiantes. Su meta es convertir esta técnica en un recurso estándar de la química orgánica moderna, capaz de democratizar el acceso a reacciones que antes solo estaban al alcance de instalaciones especializadas.
El trabajo contó con la colaboración de Khue Nguyen, Xueling Mo, Bethany DeMuynck, Mohamed Elsayed, Jacob Garwood, Duong Ngo e Ilias Khan Rana, además del apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias, los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto Brown de Ciencias Básicas. En palabras de Nagib, “la forma de evaluar si una herramienta es valiosa es si otros la usan, y creemos que este hallazgo tendrá un impacto duradero en cómo se conciben y fabrican los medicamentos del futuro”.
Fuente: Salud Digital
|
