"Química Click", un desarrollo que simplifica procesos reconocido con un Nobel

Los científicos estadounidenses Carolyn Bertozzi y Barry Sharpless, y el danés Morten Meldal recibieron el Premio Nobel de Química 2022 otorgado por la Real Academia de Ciencias de Suecia por la creación de la "química click" y de la "química bioortogonal" que, entre otras cosas, sirvieron para el desarrollo de productos farmacéuticos, mapear el ADN y crear materiales más adecuados.

"El anuncio del Premio Nobel de Química de este año fue un hecho que para quienes trabajamos en el área era cuestión de tiempo. Barry Sharpless y Morten Meldal sentaron las bases de lo que hoy se convirtió en una química rutinaria para muchos: la Química Click, y Carolyn Bertozzi llevó esta química a un nuevo nivel, aplicándola en microorganismos vivos, definiendo así la Química Bioortogonal", explicó a Télam la química e investigadora de Conicet María Sol Ballari.

La especialista, que trabaja en el Instituto de Química Rosario (Iquir) en el diseño de fármacos y en la validación de nuevos blancos terapéuticos para el tratamiento de Enfermedades Tropicales Desatendidas –entre ellas la Enfermedad de Chagas–, afirmó que "la Química Click trajo un impulso muy fuerte a la química de fármacos".

"Se necesitaba de una química simple que permitiera obtener compuestos diversos en períodos cortos de tiempo, y esta química fue una respuesta clave a esta necesidad", añadió.

En concreto, esta nueva química permitió "simplificar procesos que solían ser muy complejos y costosos, y se logró con excelentes resultados".

En el mismo sentido, el docente e investigador de Conicet Alberto Postigo, señaló que el trabajo de la y los ganadores del Nobel de este año es "importantísimo, en el sentido del alcance y las aplicaciones".

"En química orgánica las reacciones click se aplican desde su descubrimiento/desarrollo por Sharpless. De hecho, los avances no sólo se aplican a la química orgánica sino que trascienden a otras áreas, como química biológica, bioquímica y medicina", sostuvo Postigo.

El también profesor titular de Química Orgánica de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires explicó que las reacciones click "son reacciones con economía de átomo, se pueden hacer en medios acuosos, en presencia de oxígeno, son fácil de purificar, y no dan subproductos; son reacciones que se inspiran en la naturaleza, para formar bloques modulares y uniones carbono heteroátomo (oxígeno y nitrógeno)".

"Esas reacciones que pueden hacerse en medios acuosos y en presencia de oxígeno eran algo que hasta ese momento era extremadamente raro en la química orgánica", destacó Ballari.

En relación a la Química Bioortogonal, la investigadora explicó que "se trata de realizar reacciones químicas en un microorganismo vivo, para ‘marcar’ una biomolécula y poder detectarla, ‘mirarla’ en el laboratorio".

"Las reacciones click, dada la posibilidad de realizarlas con condiciones de reacción biocompatibles, jugaron un rol crucial en el desarrollo de este método. Esta química sirvió para poder estudiar procesos biológicos que ocurren dentro de microorganismos patógenos, y así poder comprender mecanismos propios de la enfermedad que producen y poder finalmente diseñar tratamientos óptimos para dicha enfermedad", afirmó la investigadora del Conicet.

Los ganadores

Carolyn Bertozzi es la primera mujer laureada en esta edición de los Premio Nobel, nació en 1966 en Estados Unidos y actualmente es profesora de la Universidad de Stanford.

En tanto, Barry Sharpless nació en 1941 en Filadelfia, es profesor en el Scripps Research Institute y es la segunda vez que gana un Premio Nobel: el primero fue en 2001 "por su trabajo sobre reacciones de oxidación catalizadas quiralmente".

Morten Meldal nació en 1954 en Dinamarca y es profesor de la Universidad de Copenhague.

"El trabajo de estos tres investigadores, y de sus respectivos equipos de trabajo, abren muchas puertas en cuanto al desarrollo de técnicas de diagnóstico de enfermedades, así como de tratamientos", apuntó Ballari.

En efecto, Postigo indicó que ya en la actualidad "numerosos compuestos heterocíclicos -como los triazoles- son núcleos farmacológicamente activos en numerosos medicamentos y se sintetizan por las reacciones click descubiertas por Sharpless y colaboradores".

Los fundamentos de la elección

"El Premio de Química de este año trata de no complicar demasiado las cosas, sino de trabajar con lo fácil y sencillo. Las moléculas funcionales se pueden construir incluso siguiendo una ruta directa”, dijo Johan Åqvist, presidente del Comité Nobel de Química.

Al explicar los fundamentos de la elección, los organizadores del Premio Nobel explicaron que "durante mucho tiempo, los químicos se han visto impulsados ​​por el deseo de construir moléculas cada vez más complicadas".

"En la investigación farmacéutica, esto a menudo involucró la recreación artificial de moléculas naturales con propiedades medicinales. Esto dio lugar a muchas construcciones moleculares admirables, pero generalmente consumen mucho tiempo y son muy caras de producir", señalaron.

En oposición a esto, Barry Sharpless y Morten Meldal sentaron las bases para "una forma funcional de química, la química del clic, en la que los bloques de construcción moleculares se unen de manera rápida y eficiente".

El término "química del clic" fue acuñado alrededor del año 2000 por Sharpless, quien ahora recibe su segundo Premio Nobel de Química, y no sólo se trata de una forma de química simple y confiable, donde las reacciones ocurren rápidamente, sino que además se evitan subproductos no deseados.

Poco después, Meldal y Sharpless, independientemente el uno del otro, presentaron lo que ahora es la joya de la corona de la química del clic: la cicloadición de azida-alquino catalizada por cobre, una reacción química que en la actualidad se utiliza, entre muchas otras cosas, para el desarrollo de productos farmacéuticos, para mapear el ADN y crear materiales que sean más adecuados para su propósito.

Por su parte, Carolyn Bertozzi llevó la química de clics a un nuevo nivel. "Para mapear biomoléculas importantes pero esquivas en la superficie de las células (glicanos) desarrolló reacciones de clic que funcionan dentro de los organismos vivos. Sus reacciones bioortogonales tienen lugar sin alterar la química normal de la célula", explicaron desde el Premio Nobel.

Estas reacciones ahora se usan globalmente para explorar células y rastrear procesos biológicos; por ejemplo, utilizando reacciones bioortogonales, los investigadores mejoraron la orientación de los productos farmacéuticos contra el cáncer, que ahora se están probando en ensayos clínicos. (Télam)