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Cómo la formación de una estrella puede ayudar a crear nuevos fármacos

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Los investigadores que han participado en el estudio, de izquierda a derecha: Ana M. del Hoyo, Zhaofeng Wang, Marcos G. Suero, Ana G. Herraiz. (ICIQ) Los investigadores que han participado en el estudio, de izquierda a derecha: Ana M. del Hoyo, Zhaofeng Wang, Marcos G. Suero, Ana G. Herraiz. (ICIQ)

Desarrollar un fármaco que tenga propiedades antiinflamatorias o que combata de manera eficaz un tumor suele comportar un proceso larguísimo, que puede durar incluso décadas, y que resultar sumamente complejo y caro. Como de si un puzle tridimensional se tratara, los investigadores deben ir resolviendo fragmentos y uniéndolos en el orden adecuado hasta dar con un compuesto que no solo tenga los efectos deseados, sino que, además, sea capaz de llegar allí donde se necesita.

El problema es que si algo falla, por nimio que sea, a lo largo de ese proceso hay que empezar de nuevo desde cero. “Es muy difícil añadirle cebolla a la tortilla de patatas una vez acabada”, bromea el químico Marcos García-Suero, del Institut Català d’Investigació Química (ICIQ), en Tarragona.

Pero este investigador, de hecho, ha conseguido precisamente eso. Siguiendo con el símil de la tortilla, ha sido capaz de idear una metodología para poder añadir la cebolla al final y hacer que quede bien integrada. Junto a su equipo, ha creado una especie de navaja suiza de la química, el carbino (para ser precisos, un equivalente del carbino).

Formado por carbono e hidrógeno, esta molécula, que los astrofísicos detectaron por primera vez en los años 30 del siglo pasado y que es un ingrediente fundamental de la vida, abre la puerta a mejorar medicamentos ya existentes y a agilizar el proceso de desarrollo de nuevos fármacos.

“[El carbino] es una forma muy reactiva del carbono”, explica García-Suero a Big Vang. Cada átomo de carbono, expone este químico, tiene ‘cuatro brazos’ o valencias con las que se une a otros cuatro átomos para formar compuestos estables. Como piezas de lego de cuatro caras que se combinan para adquirir la forma que se desee.

Hasta ahora, indica García-Suero, los químicos sabían cómo obtener carbenos, esto es un átomo de carbono con dos brazos libres para formar enlaces. Pero no sabían cómo hacer carbinos, que es un átomo de carbono unido a un hidrógeno con tres brazos libres para formar nuevos compuestos.

Y esto es lo que ha logrado García-Suero. Un nuevo tipo de pieza lego, mucho más versátil, para la química, capaz de formar enlaces con tres moléculas distintas. Por ejemplo, con carbinos se podría unir un fármaco, un receptor que se una a la diana de ese fármaco y una molécula para hacerlo fluorescente. Y lo interesante es que permite unir en casi cualquier orden, lo que es sumamente importante en química.

Al otro lado del espejo

Cuando se altera el orden de una molécula de carbono se puede generar una ‘molécula espejo’, que aunque parezca igual, tiene propiedades distintas. Esta propiedad se denomina quiralidad .

“Pensemos en las manos. Si las miramos en el espejo son iguales, pero si ponemos una encima de la otra son distintas, el orden en que están dispuestos los dedos es diferente”, comenta Fernando Gomollón-Bel, counicador científico del ICIQ. Y pone como ejemplo uno de los casos más conocidos de quiralidad el medicamento talidomida, administrado a miles de mujeres embarazadas entre 1957 y 1963. “La molécula diestra calmaba las náuseas de las embarazadas, pero su reflejo causaba malformaciones en el feto. Fue así como se percataron de que las moléculas espejo podían tener propiedades distintas”.

En este sentido, el carbino permite controlar la secuencia en que se añaden añadir las moléculas al carbono, lo que permitiría obtener un fármaco quiral con las propiedades deseadas.

Transformar luz en energía

“En el espacio, por ejemplo, se encuentran carbinos tras la formación de una estrella o en otros eventos violentos muy energéticos. Pero duran muy poco como tales, porque rápidamente se unen a otras moléculas para formar nuevos compuestos y recuperar estabilidad”, precisa Gomollón-Bel.

Los investigadores del ICIQ han generado un equivalente de esos carbinos de las nebulosas, las regiones del universo en las que se forman las estrellas. “La energía que se necesita para generarlos la hemos obtenido a partir de catalizadores sensibles a la luz o fotocatalizadores”, señala García-Suero. El catalizador, al recibir un fotón, o sea luz, la transforma en movimiento de electrones, que arrancan la reacción para formar el carbino. Este proceso de fotocatálisis es, de hecho, una línea de investigación importante en el ICIQ.

“El carbino que hemos conseguido es una nueva pieza lego de la química que nos va a permitir acelerar la síntesis de moléculas complejas, como fármacos. Hasta ahora estaba en desuso porque era difícil de generar y no existía una metodología para hacerlo. Nosotros hemos resuelto ese obstáculo” , considera García-Suero, que ha liderado esta investigación que recoge Nature.

De momento, han probado la eficacia del carbino con algunos medicamentos ya existentes. Así, han modificado con éxito el principio activo del ibuprofeno, que es un antiinflamatorio; de la duloxetina, un antidepresivo; del taxol, un antitumoral; y del fingolimod, el primer tratamiento oral que existe para la esclerosis múltiple.

“No solo se podrá usar para mejorar fármacos que ya tenemos, utilizándolos para añadir nuevos fragmentos a moléculas acabadas, sino que podrá ayudar a acelerar el diseño y desarrollo de nuevos medicamentos”, afirma el investigador del ICIQ.

Esta investigación ha sido posible gracias al apoyo del programa Starting Career para jóvenes científicos que comienzan del ICIQ. Para Miquel A. Pericàs, director del ICIQ, “gracias a la financiación de la Fundación CELLEX y el programa de excelencia Severo Ochoa, conseguimos que jóvenes investigadores como Marcos lancen su carrera como investigadores independientes”.

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Fuente: La Vanguardia (España)

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