Del mismo modo que ocurrió en la ingeniería, la impresión 3D supondría todo un cambio en el campo de la química al permitir crear moléculas de forma rápida, flexible y al alcance de todos.
Créditos: L. Brian Stauffer
El instituto médico Howard Hughes (HHMI) ha desarrollado un nuevo método para sintetizar pequeñas moléculas y así poner fin al problema que supone crear nuevos fármacos.
El proceso para sintetizar pequeñas moléculas que se ha seguido hasta el momento consiste en emplear métodos y estrategias muy personalizadas lo que requiere que se desarrollen (de forma ineficiente) soluciones de automatización específicas.
Martin Burke, científico de la universidad de Illinois que dirige la investigación, explica que este proceso es lento y no está al alcance de la mayor parte de investigadores. De hecho, según Burke, hay un gran número de medicamentos que están todavía por descubrir debido a las limitaciones que conlleva este proceso de síntesis.
El problema es la dificultad que implica la creación de moléculas pequeñas. Pese a su tamaño, son muy complejas. “Cada vez que se crea una molécula se ha de desarrollar una estrategia específica. Esta personalización es lenta y precisa de especialistas muy cualificados. Es por ello que existen muchas moléculas que no se han trabajado todavía. Y es que transformar las moléculas existentes en la naturaleza en medicinas reales es todo un reto.
El papel de estas moléculas es fundamental no solo en medicina si no también para la tecnología, pues forman parte de LEDs, herramientas de diagnóstico o placas solares. En la naturaleza se pueden encontrar una gran cantidad de moléculas pequeñas, muchas de las cuales ya han sido adaptadas. Sin embargo, según Burke, el potencial de estas moléculas está casi sin explotar debido precisamente al proceso de síntesis seguido hasta ahora que requiere tiempo y habilidad.
La pregunta que se hizo Burke y su equipo fue si se podrían crear pequeñas moléculas usando la misma estrategia de bloques que se utiliza con las moléculas grandes.
Montaje en bloque ¿Cómo funciona?
El nuevo proceso de síntesis que ha desarrollado el equipo de Burke se basa en el proceso que la misma naturaleza sigue para sintetizar las moléculas. Tras analizar las estructuras químicas de miles de productos naturales diferentes, descubrieron que existe una serie de bloques que se repiten una y otra vez, lo que significa que las moléculas pequeñas son por naturaleza modulares. Su labor ha consistido en analizar minuciosamente los bloques más comunes y crear una «impresora 3D molecular«. Esa impresora es un sintetizador de moléculas pequeñas que ensambla estos bloques mediante una reacción química común. Con ella ya han sido capaces de sintetizar 14 clases diferentes de pequeñas moléculas a partir de un conjunto común de bloques.
Gracias a este proceso Burke y su equipo han desarrollado cientos de estos bloques comunes y la gran novedad es que se pueden comprar. Según Burke, lo que intentan demostrar es que con un número reducido de bloques se pueden crear miles de moléculas con las que conseguir una gran cantidad de productos naturales diferentes.
Pequeñas moléculas para tratar enfermedades
Burke y su equipo están explorando el potencial de estas pequeñas moléculas para el tratamiento de diversas enfermedades. Las plantas, los animales y los microbios crean una gran cantidad de moléculas pequeñas que tienen funciones similares a las proteínas y que con la correcta modificación química podrían ayudar a muchos pacientes a recobrar la salud. Para ello sería necesario sintetizar y analizar no sólo las pequeñas moléculas que se encuentren en la naturaleza si no también las que hayan sido modificadas.
Burke, que ha fundado la empresa Revolution Medicines para seguir desarrollando esta tecnología, está emocionado ante la oportunidad de permitir a no especialistas en el ámbito – científicos, ingenieros, médicos e incluso el mismo público- crear pequeñas moléculas. Poner al alcance de todo el mundo la posibilidad de crear algo es un gran avance. La impresora 3D para moléculas se beneficiará de la creatividad, innovación e ideas que surgen cuando gente no experta empieza a utilizar la tecnología que hasta ahora sólo estaba al alcance de unos pocos.
