Dar nueva vida a fármacos y productos agroquímicos obsoletos
Herramientas del "cubo químico" para crear nuevos fármacos y agroquímicos
En un programa de descubrimientos en curso, se está descubriendo una plataforma de creación química -basada en moléculas cúbicas- que podría ayudar a insuflar nueva vida a fármacos y productos agroquímicos agotados.
La molécula de cubano antes de que los investigadores de la UQ añadieran nitrógeno, transformándola en 1-Azahomocubano.
UQ
El profesor Craig Williams, de la Universidad de Queensland, afirmó que la plataforma, desarrollada en colaboración con CSIRO, está desarrollando un interesante conjunto de herramientas para los químicos que, en muchos casos, se han quedado sin nuevas opciones de bloques de construcción química.
"A lo largo de la historia, los químicos han recurrido a menudo a los hidrocarburos, sustancias como los petroquímicos, para fabricar nuevos productos químicos de importancia crítica para la sociedad", explicó el profesor Williams.
"Pero un hidrocarburo clave que ha faltado históricamente en esta mezcla es el cubano, un hidrocarburo sintético con forma de cubo.
"Tradicionalmente, el cubano se pasaba por alto, ya que no había forma de sintetizar esta molécula a gran escala y, por tanto, su aplicación era limitada.
"Esto ha cambiado desde entonces, ya que los químicos australianos del CSIRO informaron de una síntesis a escala de kilogramos, que ahora se produce en Boron Molecular en Melbourne, y que permitió un aumento significativo de la investigación sobre el cubano en el siglo XXI".
Por primera vez, el equipo de la UQ incorporó con éxito un átomo de nitrógeno a un pariente cercano del cubano, lo que tiene el potencial a largo plazo de mejorar las propiedades de esta clase de moléculas para su uso en sistemas biológicos.
"Los hidrocarburos se utilizan con éxito en una amplia gama de fármacos, pero la naturaleza de un núcleo de átomos de carbono puede impedir algunas interacciones biológicas y restringir su aplicación en el descubrimiento de fármacos y productos agroquímicos", explicó el profesor Williams.
"Elementos como el nitrógeno pueden facilitar interacciones biológicamente deseables que no están al alcance de los hidrocarburos.
"De hecho, la demanda biológica de nitrógeno es tan grande que la mayoría de los fármacos aprobados por la FDA estadounidense contienen al menos un átomo de nitrógeno.
Sustituir átomos de nitrógeno en andamiajes de hidrocarburos de eficacia farmacéutica probada, como el cubano, es una estrategia infrautilizada pero atractiva para mejorar su potencial biológico".
"La síntesis y el estudio del 1-azahomocubano en colaboración con la Universidad de Chicago y la Universidad Tecnológica de Queensland amplía los límites de lo posible".
El profesor Williams colabora desde hace tiempo con el Dr. Paul Savage, Director Adjunto de CSIRO Manufacturing, cuyo equipo tiene experiencia en convertir invenciones de laboratorio en procesos escalables.
El Dr. Savage afirmó que el equipo de investigación está entusiasmado con el futuro.
"Este trabajo de base puede dar lugar a mejores tratamientos de enfermedades o a productos químicos de uso cotidiano que mejoren enormemente nuestra calidad de vida y el medio ambiente", afirmó Savage.
"Para ser claros, todo esto son aspiraciones futuras -y podría estar muy lejos-, pero este trabajo es fundamental para ofrecer nuevas opciones a los químicos de todo el mundo, y estamos encantados de haber podido contribuir a este objetivo".
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Publicación original
Tyler Fahrenhorst-Jones et al.; 1-Azahomocubane; Chem. Sci., 2023,14, 2821-2825
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