Los investigadores Carolyn Bertozzi, Morten Meldal y Barry Sharpless han ganado el Premio Nobel de Química de 2022 por desarrollar un revolucionario concepto para producir moléculas —como fármacos y nuevos materiales— de manera rápida a partir de pequeñas unidades, la denominada química clic, y por ir más allá y llevar estas reacciones al interior de las células vivas, con la llamada química bioortogonal, según ha destacado este miércoles la Real Academia de las Ciencias de Suecia en un acto en Estocolmo. El galardón incluye 10 millones de coronas suecas, unos 930.000 euros. Barry Sharpless se lleva su segundo galardón, tras recibir el premio en 2001 por otro método para construir moléculas: las reacciones de oxidación en el campo de la catálisis quiral.
La academia sueca ha destacado que el químico danés Morten Meldal, un profesor de 68 años de la Universidad de Copenhague, y su colega Barry Sharpless, estadounidense de 81 años del Instituto de Investigación Scripps, pusieron las bases para una nueva forma de hacer química, la química clic, en la que se forman nuevos compuestos de manera rápida y eficiente a partir de combinaciones de piezas moleculares más pequeñas. La química estadounidense Carolyn Bertozzi, investigadora de 55 años de la Universidad de Stanford, fue más allá y llevó esta química clic a “una nueva dimensión”: el interior de las células vivas. Desde 1901, 189 científicos han ganado el Nobel de Química, entre ellos solo ocho mujeres (el 4%).
Barry Sharpless acuñó el concepto de la química clic alrededor del año 2000, para referirse a esa filosofía de construcción modular rápida de moléculas. Enseguida, Morten Meldal y Sharpless, de manera independiente, desarrollaron lo que la academia sueca llama “la joya de la corona de la química clic”, un procedimiento conocido como cicloadición alquino-azida catalizada por cobre. Esta reacción se utiliza hoy habitualmente para producir fármacos y nuevos materiales. Sharpless es la quinta persona que recibe dos premios Nobel, tras Marie Curie, Frederick Sanger, Linus Pauling y John Bardeen.
La química Carolyn Bertozzi quería investigar desde la década de 1990 unos azúcares de la superficie de las células —los glicanos, potenciales marcadores biológicos del cáncer— y desarrolló para ello unas reacciones de química clic que funcionaban dentro de los organismos vivos. Con esta estrategia logró marcar los glicanos con moléculas fluorescentes, permitiendo su estudio. Estas reacciones bioortogonales, según recalca la academia sueca, ocurren sin interferir en los procesos normales de la célula.
“Estas reacciones se utilizan ahora de manera global para explorar células y rastrear procesos biológicos. Gracias a las reacciones bioortogonales, los investigadores han mejorado medicamentos contra el cáncer que se están ensayando en ensayos clínicos”, ha destacado la academia en un comunicado. “La química del clic y las reacciones bioortogonales han llevado a la química a la era del funcionalismo, con un enorme beneficio para la humanidad”, sentencia la institución. Uno de los miembros del comité del Nobel, el químico sueco Olof Ramström, ha afirmado tras la ceremonia que “los métodos para conectar moléculas funcionan esencialmente como hacer construcciones con los bloques de Lego”.
Carolyn Bertozzi ha lanzado un alegato a favor de las ciencias químicas tras conocer el veredicto del Nobel. “Cuando el mundo está en problemas, la química acude al rescate”, ha proclamado. “La química es un área de la ciencia muy emocionante para la gente que quiere tener impacto en la biología, en la medicina, en los materiales, en el clima, en la sostenibilidad”, ha señalado. Bertozzi ha recordado a familiares y amigos que sufrieron enfermedades sin tratamiento. “Siempre tuve la esperanza de que, como científica, podría contribuir a mejorar la salud humana, ya fuera a corto plazo, a largo plazo o incluso después de mi muerte”, ha detallado la investigadora.
El químico Javier Montenegro recuerda que a Barry Sharpless le fascinaba trabajar con las azidas —grupos de tres átomos de nitrógeno conectados de forma lineal— porque eran moléculas demasiado reactivas y difíciles de controlar, por lo que históricamente habían pasado desapercibidas para sus colegas. “El Nobel reconoce ahora a Bertozzi, Sharpless y Meldal por descubrir y adaptar el potencial químico de estas moléculas para reaccionar en concentraciones muy pequeñas, a velocidades muy rápidas y en el medio biológico”, aplaude Montenegro, del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS), en Santiago de Compostela. “La química clic ha demostrado un enorme potencial en síntesis y en aplicaciones de diagnóstico y terapéuticas. El futuro desarrollo de esta poderosa herramienta química es todavía más prometedor”, sostiene.
Cuando el mundo está en problemas, la química acude al rescate
Carolyn Bertozzi, ganadora del Nobel de Química de 2022
La viróloga Isabel Sola rememora las sensaciones que tuvo su equipo cuando conoció la química clic. “Nos pareció una tecnología muy potente para estudiar procesos bioquímicos en tiempo real en células vivas y no en tubos de ensayo o en un punto final del proceso”, explica. Su laboratorio en el Centro Nacional de Biotecnología, en Madrid, fue pionero en el estudio de los coronavirus y sus vacunas experimentales. “Esta tecnología permitía seguir la cinética de síntesis del ARN [el material genético del virus] y visualizarlo dentro de la célula gracias a la fluorescencia”, aplaude Sola. “Esta tecnología tiene grandes posibilidades en la investigación de los virus y su replicación dentro de las células”.
En las quinielas de este año también figuraban la bioquímica húngara Katalin Karikó y el inmunólogo estadounidense Drew Weissman, considerados los padres de las vacunas de ARN —como las de las farmacéuticas Pfizer y Moderna— que ayudaron a la humanidad a combatir la pandemia de covid. En algunas predicciones, como las elaboradas por la empresa especializada Clarivate Analytics, también aparecían la química estadounidense de origen chino Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford, por desarrollar materiales electrónicos flexibles inspirados en la piel humana; y el químico estadounidense Daniel Nocera, de la Universidad de Harvard, autor de hojas artificiales que imitan la fotosíntesis de las plantas.
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