La síntesis farmacéutica suele ser bastante compleja y se necesitan simplificaciones para acelerar la fase inicial del desarrollo de fármacos y abaratar la producción de genéricos. Ahora, investigadores de la Universidad de Osaka (Japón) han descubierto una reacción química que podría transformar la producción de fármacos por su sencillez y utilidad, según publican en la revista ‘Science’.

Los fármacos suelen contener unas pocas decenas de átomos y un número similar de enlaces químicos entre ellos. Por eso, diseñar arquitecturas complejas de fármacos a partir de precursores sencillos mediante las técnicas de la química orgánica suele requerir una planificación cuidadosa y pasos tediosos y graduales.

La regla de oro en la síntesis de fármacos es crear, en un solo paso, tantos enlaces químicos como sea posible. En principio, añadir un átomo de carbono, formando cuatro enlaces en un solo paso, a un precursor de fármaco puede ser una forma de conseguirlo. Por desgracia, el carbono atómico suele ser demasiado inestable para su uso en las condiciones habituales de reacción química. Este es el problema que los investigadores trataron de resolver.

“Debido a que el carbono atómico es demasiado inestable para su uso en síntesis orgánica, reactivos como los dihalocarbenos son básicamente todo lo que hay disponible como equivalentes de carbono atómico –explica Miharu Kamitani, autor principal del estudio–. Hemos ampliado el conjunto de herramientas para este tipo de reacciones y hemos aplicado nuestra técnica a un fármaco establecido”.

N-carbenos heterocíclicos

El descubrimiento de los investigadores de la Universidad de Osaka se basa en una clase de moléculas conocidas como N-carbenos heterocíclicos. Mediante un proceso químico conocido como resonancia, estas moléculas contienen una versión estabilizada de un átomo de carbono equivalente.

Mediante una reacción directa con amidas alfa, beta-insaturadas (una molécula importante en la progresión del cáncer), se produjeron en un solo paso varios gamma-lactámicos (moléculas cíclicas habituales en los antibióticos), a menudo con un rendimiento superior al 60%.

La modificación química en un solo paso de la aminoglutetimida –un fármaco para el tratamiento de las convulsiones y otras afecciones– con un rendimiento del 96%. De este modo, incluso los fármacos más complejos pueden modificarse para estudios de actividad y orientación, así como para otros muchos procedimientos que, de otro modo, serían sintéticamente complejos en el descubrimiento de fármacos.

“Las empresas farmacéuticas siempre buscan reacciones sencillas que permitan realizar transformaciones químicas complejas –afirma Mamoru Tobisu, autor principal del estudio–. Prevemos que nuestra reacción de dopaje de un solo átomo de carbono será ampliamente útil en este contexto”.

Este trabajo ha logrado utilizar un equivalente atómico de carbono para formar cuatro enlaces químicos en un solo paso, sintetizar arquitecturas químicas de utilidad farmacéutica y transformar fundamentalmente la naturaleza química de una molécula de fármaco establecida.

El método de los investigadores de la Universidad de Osaka será útil para preparar rápidamente fármacos potenciales, lo que acelerará la investigación y el desarrollo de medicamentos, así como la producción de fármacos ya establecidos, especialmente si el método se amplía a otras clases de transformaciones en química orgánica.