David Sánchez-García, profesor titular de IQS School of Engineering: "La próxima innovación en química médica, nanotecnología o ciencia de los materiales vendrá de la click chemistry"

30 octubre 2018

CHEMICAL NEWS

David Sánchez-García es ingeniero químico y profesor titular en el IQS (Instituto Químico de Sarrià de Barcelona) desde 2015. Su trayectoria abarca investigaciones posdoctorales en la Universidad de Texas en Austin y en el Instituto Europeo de Química de Biología de Burdeos (Francia). En esta entrevista nos habla del concepto de click chemistry, de sus aplicaciones actuales, y de sus posibilidades de futuro.


Créditos IQS

¿Qué es la click chemistry?

La click chemistry es un concepto introducido por el químico estadounidense K. Barry Sharpless a principios de siglo para describir un conjunto heterogéneo de reacciones químicas que tienen en común una elevada selectividad y conversión (rendimiento), nula producción de subproductos (economía de átomos) e, idealmente, que se pueden conducir en condiciones acuosas (green chemistry). La utilidad de esta química es producir una amplia gama de estructuras químicas con simplicidad, imitando la forma como la naturaleza ha diseñado las biomoléculas. Hay que notar que, a diferencia de la naturaleza, la click chemistry no utiliza enzimas sino transformaciones sintéticas altamente eficientes.

¿Qué cambios y mejoras aporta respecto a métodos anteriores?

En realidad, la mayoría de las metodologías sintéticas que se consideran dentro de la click chemistry son viejas conocidas de los químicos. Lo que ha cambiado es el contexto en el que se utilizan. La síntesis orgánica es una ciencia relativamente madura y ya es capaz de ofrecer herramientas a otras disciplinas científicas como la biología o la ciencia de los materiales; de la misma manera como la física del siglo pasado dio lugar a la electrónica o la astronáutica.

¿Podría explicar ejemplos concretos de estas mejoras?

Un caso paradigmático de la click chemistry es la reacción de Huisgen catalizada por Cu (I). Esta reacción se da entre alquinos terminales (triples enlaces) y azidas (R-N3) en presencia de sales de cobre. La reacción es tan eficaz que se puede considerar como una "grapadora química", en el sentido de que puede unir de forma extraordinariamente selectiva prácticamente cualquier molécula que contenga estos grupos funcionales en condiciones muy suaves. Otros ejemplos son las cicloadiciones o las aperturas de epóxidos, reacciones "click" que se conocen desde hace mucho tiempo. Pero su uso como reacciones de alta eficacia para construir diversidad química es, ciertamente, innovador.

¿Cuáles son los principales campos de aplicación de la click chemistry? (Los que ya se aplican, y los potenciales, los de futuro)?

En un principio, la "click chemistry" se diseñó como una metodología para obtener una enorme diversidad molecular para química médica. Es decir, el objetivo era sintetizar un gran número de moléculas, estructuralmente diferentes, de forma simple y económica con el fin de ensayar su actividad biológica. No obstante, en la actualidad sus aplicaciones se han expandido considerablemente y van desde la ciencia de los materiales a la nanotecnología. Así, por ejemplo, una de las técnicas más prometedoras para asegurar que los fármacos lleguen a las células dianas es unirlos con una molécula capaz de reconocerlas. Ejemplos de estas moléculas son anticuerpos, péptidos o vitaminas. La forma más práctica de obtener este "conjugado" de fármacos-portadores es mediante reacciones de tipo "click". Otra aplicación es encuentra en la nanotecnología. Mas específicamente, en la lucha contra el cáncer, en el diseño de nanopartículas "inteligentes" que liberen fármacos de forma controlada a las células tumorales. El diseño de estos nano-vehículos se benefician de la aplicación de reacciones de tipo "click". De hecho, en el IQS, el Laboratorio de Química Supramolecular, nuestro Grupo de Ingeniería de Materiales ha preparado nanopartículas de sílice mesoporosas decoradas mediante "click chemistry" para la liberación secuencial de dos fármacos antitumorales como la camptotecina y la doxorrubicina.

¿Cree que la "click chemistry" tendrá un impacto importante en el sector químico en términos de oportunidades de negocio para las empresas y mejora de los beneficios?

Como es común en muchos avances científicos, la "click chemistry" ha desbordado las intenciones iniciales de sus promotores. La simplicidad y eficacia de las reacciones "click" ha ido mucho más allá del objetivo inicial de obtener fármacos. Las características de las reacciones "click" suponen, no sólo un progreso en términos de generación de nuevos conceptos, sino que simplifican los procesos de producción y la forma en que pensamos en química sintética. Por lo tanto, es muy verosímil que la próxima innovación en química médica, nanotecnología o ciencia de los materiales esté sólo a un "click".


Créditos IQS. David Sánchez-García y su colaborador Gabriel Martínez Edo.

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