Luz

Crédito: Anusorn Nakdee/Getty Images

Se está desarrollando un nuevo método de manipulación molecular que permite a los científicos realizar cambios en un átomo en un día y sin necesidad de reconstruir la molécula. El objetivo es acelerar el proceso de fabricación de medicamentos.

"En la última etapa de desarrollo, los científicos tienen una molécula preliminar cuyas propiedades similares a las de un fármaco son prometedoras, pero no lo suficientemente buenas para la clínica", dice Mark Levin, PhD, profesor asistente en la Universidad de Chicago. Se necesitan pequeños ajustes en la estructura molecular para mejorar las propiedades, pero los químicos carecen de las herramientas para realizar esos cambios. "Por lo tanto, vuelven cada vez a los bloques de construcción disponibles comercialmente y construyen nuevas moléculas estructuralmente similares una y otra vez para obtener las propiedades correctas. Eso es una pérdida increíble [de tiempo y esfuerzo]".

El laboratorio de Levin demostró un método para eliminar átomos de carbono individuales de moléculas orgánicas y acelerar el descubrimiento de fármacos. En un artículo reciente en Science, describió este enfoque de salto de andamio.

El objetivo era romper un enlace de carbono en la clase de moléculas de N-óxido de quinolina, dejando todo lo demás intacto. Las observaciones de los artículos publicados a mediados del siglo XX proporcionaron las pistas que llevaron a Jisoo Woo, estudiante de doctorado de Levin y primer autor del artículo, a usar la luz para promover reacciones específicas. Se dio cuenta de que las lámparas de mercurio utilizadas en la década de 1960 emitían luz de espectro completo, lo que provocaba múltiples reacciones, a menudo no deseadas. Los LED modernos, sin embargo, se pueden ajustar para emitir solo longitudes de onda de luz específicas para promover una sola reacción.

El método informado en Science permite que "los químicos salten directamente entre andamios heteroaromáticos químicamente distintos", escriben los autores, mediante el uso de "fotólisis selectiva de N-óxidos de quinolina con una luz de 390 nm seguida de un reordenamiento promovido por ácido". Este método de tratamiento ácido y de longitud de onda estrecha permite la precisión que no era posible con la luz de espectro completo.

Esta técnica parece funcionar con muchas familias de moléculas y, en las pruebas, transformó el fármaco para el colesterol pitavastatina en el fármaco relacionado con el colesterol fluvastatina.

"Hay una gran cantidad de diferentes eliminaciones e inserciones de átomos que podría desear al ajustar las moléculas", dice Levin. Por lo tanto, su laboratorio está desarrollando múltiples reacciones para permitir la manipulación precisa de un solo átomo de moléculas en etapa tardía.

Un enfoque permite a los científicos eliminar un átomo e insertar otro en el mismo lugar o en uno diferente. "Eso te ayuda a reorganizar la estructura del andamio molecular de maneras interesantes", señala. "A medida que se desarrollen más de estas herramientas, sus combinaciones permitirán a los científicos manipular moléculas de maneras que son más poderosas que cualquiera de ellas sola".

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