UNIVERSIDAD DE SEVILLA

Expertos de la Universidad de Sevilla llevan a cabo la síntesis de moléculas que permita seleccionar sólo el enantiómero adecuado para mejorar la actividad de los medicamentos, evitar sus efectos secundarios o para el diseño de productos fitosanitarios selectivos

Las manos del ser humano son asimétricas y son quirales, es decir, constituyen imágenes especulares la una de la otra, pero no pueden hacerse coincidir. Esto ocurre de una manera paralela en la mayoría de las moléculas orgánicas presentes en los organismos vivos. A estas dos imágenes especulares no superponibles se denomina enantiómeros y la mezcla de dos enantiómeros de un compuesto se denomina mezcla racémica. Pero con frecuencia los dos enantiómeros de una molécula biológicamente activa no tienen la misma función, ya que los receptores de los organismos vivos están constituidos por moléculas (aminóacidos y carbohidratos) en las que la naturaleza ha elegido una forma enantiomérica mientras que ha rechazado la otra.

Esta asimetría tiene implicaciones biológicas y genéticas, y son la razón de estudio de los expertos del grupo de Síntesis Estereoselectiva que dirigido por la catedrática de la Universidad de Sevilla, Rosario Fernández Fernández, involucra personal del Departamento de Química Orgánica en estrecha colaboración con el grupo del Prof. José Mª Lassaletta del Instituto de Investigaciones Químicas (CSIC-US).

Este grupo de desarrolla nuevas estrategias que permitan controlar reacciones químicas en las que la quiralidad juega un papel fundamental en muy diferentes campos, que incluyen la química orgánica sintética, la química médica, la agroquímica, la química de productos naturales, la química de las fragancias o aromas, la industria agroquímica y, sobre todo, la .

“Nuestra investigación está encaminada al desarrollo de nuevos métodos sintéticos que permitan llevar a cabo en el laboratorio y en la industria la síntesis de sustancias que presenten una asimetría diseñada y controlada de una manera artificial para conseguir las interacciones adecuadas con los centros receptores que se encuentran presentes en la organismos vivos. Nuestro enfoque está encaminado a los procesos catalíticos enantioselectivos que implican la máxima economía atómica, que responden a los principios de la Química Verde, y en algún caso, como en el de la organocatálisis, evita el uso de metales, indeseable en algunos casos en la síntesis de nuevos fármacos” informa Rosario Fernández.

Industria Farmaceútica

Rosario Fernández explica que aunque una elevada proporción de los compuestos activos que las industrias químicas y en especial las farmacológicas ofertan son quirales, hasta hace muy poco, estas sustancias, se preparaban, vendían y administraban, con muy pocas excepciones, como mezclas racémicas, incluso aunque la actividad residiera en solo uno de los enantiómeros. Así por ejemplo, “durante mucho tiempo, fármacos como el ibuprofeno se han suministrado como mezcla de los dos enantiómeros. Sólo uno de ellos era beneficioso y erradicaba el dolor, pero se suministraba también el que no tenía ninguna actividad. El enantiómero puro ya se comercializa y produce su efecto al cabo de los 12 minutos. Por su parte, la mezcla de los dos enantiómeros actúa a los 30 minutos”.

Un ejemplo trágico de la interacción diferencial de enantiómeros se encuentra en el caso de la talidomida S y la talidomida R, cuyo efecto en el organismo es muy diferente. Una posee efectos sedantes mientras que la otra provoca malformaciones en el feto.

Aromas

En la industria de las esencias la aplicación de estos estudios se hace imprescindible, ya que por ejemplo una misma sustancia puede tener fragancia de limón o naranja según el enantiómero seleccionado, como consecuencia de sus interacciones diferenciales con los receptores olfativos quirales.

Herbicidas

Gracias a herramientas como las desarrolladas por los investigadores de la Universidad de Sevilla, el sector agroquímico es capaz de desarrollar productos selectivos que, sin atacar a los cultivos, protegen selectivamente a éstos de las malas hierbas.

Química verde

Hoy en día es obligatorio sintetizar ambos enantiómeros puros antes de comercializar un nuevo fármaco para determinar su actividad y sus posibles efectos secundarios. Hay otras razones que no son de tipo legislativo que apoyan la preparación de compuestos enantioméricamente puros (síntesis enantioselectiva). La primera razón para ello es económica. La formación de isómeros no activos representa un gasto de materias de partida y de recursos. La segunda razón, que adquiere cada día más importancia, es de tipo medioambiental. Aunque los estereoisómeros inactivos pueden aparecer como inertes a corto plazo, a menos que sean biodegradados de manera rápida y segura, existe el riesgo de efectos secundarios a largo plazo.

Aunque este grupo de expertos trabaja en investigación básica, la transferencia de conocimiento es un objetivo fundamental para ellos también. Un ejemplo de ello es la colaboración con la empresa Bayer con la que han realizado varias publicaciones conjuntas y una patente en la que se desarrolla un nuevo proceso catalítico enantioselectivo que ha sido la base para el desarrollo de la síntesis a escala industrial de un nuevo herbicida recientemente comercializado por la empresa.