Un desafío significativo en el ámbito de la ciencia de materiales y el descubrimiento de fármacos es que incluso un cambio mínimo en la estructura de una molécula puede alterar completamente su función. Tradicionalmente, realizar estos ajustes requería que los investigadores re-sintetizaran la molécula objetivo desde cero, lo que se traduce en un proceso costoso y prolongado, similar a derribar una casa solo para mover una lámpara.
Sin embargo, un reciente avance publicado en Nature por químicos del MIT, liderados por la profesora Alison Wendlandt, ha dado un giro a esta problemática. Este equipo ha desarrollado una técnica de precisión que permite a los científicos trasladar grupos funcionales de alcohol de un lugar a otro en la misma molécula sin necesidad de reconstruir toda su estructura. Esta innovación es fruto de una colaboración de varios años con Bristol Myers Squibb.
Reubicación de grupos funcionales
La técnica utiliza una molécula sensible a la luz llamada decatungstate como catalizador, lo que desencadena una “migración” controlada del grupo alcohólico. Este proceso es notablemente predecible, asegurando que la molécula mantenga su forma tridimensional y orientación exacta durante el movimiento.
La capacidad de realizar ajustes estructurales sutiles sin el desperdicio asociado a la síntesis completa elimina uno de los principales obstáculos que han aquejado al campo. Además, dado que la reacción es lo suficientemente suave como para aplicarse en estructuras complejas y casi terminadas, se convierte en una herramienta poderosa para el ajuste fino de candidatos a fármacos en etapas avanzadas.
Edición precisa para nuevas posibilidades químicas
Combinada con métodos químicos existentes, esta herramienta abre nuevas vías para crear arquitecturas moleculares desafiantes y patrones de oxigenación que antes eran inalcanzables. “Esta estrategia de migración del alcohol permite un ajuste preciso a nivel molecular de las posiciones de los átomos de oxígeno”, afirma Qian Xu, coautor principal del estudio y postdoctorado en el grupo Wendlandt. “Con selectividad estereoespecífica y regioselectiva predecible, así como operabilidad en etapas avanzadas, ofrece una oportunidad atractiva para modificar productos naturales y moléculas farmacéuticas mediante ‘edición’”.
En última instancia, esta herramienta de edición precisa tiene el potencial de mejorar drásticamente la eficiencia de las campañas de diseño molecular, acelerando el desarrollo de nuevos fármacos, materiales y agroquímicos.
Aparte de Wendlandt y Xu, otros colaboradores del MIT incluyen al coautor principal y estudiante graduado Yichen Nie, al reciente postdoctorado Ronghua Zhang, y al profesor de química Jeremiah A. Johnson. También contribuyeron Jacob-Jan Haaksma de la Universidad de Groningen en los Países Bajos; Natalie Holmberg-Douglas, Farid van der Mei y Chloe Williams de Bristol Myers Squibb; así como Paul M. Scola de Actithera.
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