Un desafío significativo para los investigadores en ciencia de materiales y descubrimiento de fármacos es que incluso el más mínimo cambio en la estructura de una molécula puede alterar por completo su función. Históricamente, realizar estos ajustes significaba que los investigadores debían volver a sintetizar la molécula objetivo desde cero, lo que se traduce en un proceso largo y costoso, similar a derribar una casa solo para mover una lámpara.
En un hallazgo emocionante, Nature publicó recientemente que químicos del MIT, liderados por la profesora Alison Wendlandt, han desarrollado una técnica de precisión que permite a los científicos trasladar grupos funcionales de alcohol de un lugar a otro en una molécula. Este proceso evita la necesidad de reconstruir la estructura completa y es el resultado de una colaboración de varios años con Bristol Myers Squibb.
Reubicación de grupos funcionales
Mediante el uso de una molécula sensible a la luz llamada decatungstate como catalizador, la reacción provoca una “migración” altamente controlada del grupo de alcohol. Este proceso es notablemente predecible, asegurando que la molécula mantenga su forma tridimensional y orientación precisas durante el movimiento.
La capacidad de implementar ajustes estructurales sutiles sin la pérdida asociada a la síntesis “desde cero” elimina un obstáculo principal que ha afectado durante mucho tiempo este campo. Además, dado que la reacción es lo suficientemente suave como para funcionar en estructuras complejas y casi terminadas, se convierte en una herramienta poderosa para el ajuste fino de candidatos a fármacos en etapas avanzadas.
Edición de precisión para nuevos diseños químicos
Cuando se combina con métodos químicos existentes, esta herramienta ofrece nuevas vías para crear arquitecturas moleculares desafiantes y patrones de oxigenación que antes estaban fuera de alcance.
“Esta estrategia de migración de alcohol permite un ajuste preciso a nivel molecular de las posiciones de los átomos de oxígeno”, afirma Qian Xu, coautor principal del artículo y postdoctorado en el grupo de Wendlandt. “Con selectividad estereoestructural y regioselectiva predecible, y operabilidad en etapas avanzadas, presenta una oportunidad atractiva para modificar productos naturales y moléculas de fármacos a través de la ‘edición’”.
En última instancia, esta herramienta de edición de precisión tiene el potencial de mejorar drásticamente la eficiencia de las campañas de diseño molecular, acelerando el desarrollo de nuevos fármacos, materiales y agroquímicos.
Además de Wendlandt y Xu, los contribuyentes del MIT incluyen al coautor principal y estudiante de posgrado Yichen Nie, al reciente postdoctorado Ronghua Zhang, y al profesor de química Jeremiah A. Johnson. Otros autores son 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; y Paul M. Scola de Actithera.
