Si los químicos farmacéuticos son los cazadores de drogas que descubren nuevas medicinas, los científicos como Andrew McNally y Robert Paton son los armadores, los hábiles creadores que arman a los cazadores de drogas con las herramientas más afiladas.
El par de químicos orgánicos de la Universidad Estatal de Colorado ha forjado una nueva herramienta poderosa para los cazadores de drogas: una reacción química simple y elegante que podría abrir un ala de química biológicamente relevante poco explorada. Su contribución, detallada en la revista ciencia 16 de noviembre, podría ser una inyección en el brazo para el descubrimiento de nuevos medicamentos.
El profesor asistente McNally, químico sintético, y el profesor asociado Paton, experto en diseño químico computacional, unieron fuerzas para crear una nueva reacción de enlace carbono-carbono que es fundamental para la forma en que se fabrican y descubren los fármacos de moléculas pequeñas. La reacción utiliza fósforo, en lugar de un metal de transición de uso común, para unir anillos moleculares llamados piridinas. La falta de una reacción química accesible para acoplar anillos de piridina había sido una deficiencia en el campo del descubrimiento de fármacos.
La nueva reacción, creada en el laboratorio de McNally, es análoga a la conocida reacción de acoplamiento cruzado catalizada por paladio, que hace enlaces carbono-carbono utilizando el metal de transición paladio como punto de contacto. Reacciones catalizadas por paladio, que fueronEl tema del Premio Nobel de Química de 2010, se ha utilizado durante más de 30 años en laboratorios farmacéuticos como la química del caballo de batalla para acoplar anillos de benceno. El acoplamiento de benceno es una reacción fundamental en muchos compuestos farmacéuticamente activos, de los cuales miles de medicamentos hoy en día -analgésicos, antipalúdicos, anticonceptivos: se sintetizaron primero en laboratorios.
Pero la reacción catalizada por paladio, para la cual el fallecido químico de la CSU John Stille fue un gran innovador en los años 1970 y 80, no funciona tan bien para acoplar anillos de piridina. Los anillos de piridina acoplados son un farmacóforo potencialmente valioso, o parte química conocidainteractuar con un sistema biológico, la base de cómo las drogas interactúan con el cuerpo. La creación de McNally permite así la fácil construcción de compuestos químicos tradicionalmente difíciles de fabricar que son objetivos biológicos conocidos. Ofrecen potencial para el descubrimiento de medicamentos para enfermedades antiguasy nuevo: un nuevo arsenal de herramientas que antes estaban fuera del alcance.
"Un objetivo importante para nuestro laboratorio siempre ha sido que cualquier persona en un entorno farmacéutico ingrese al laboratorio y pruebe nuestra química", dijo McNally. "Si las personas pueden recoger esto y comenzar a usarlo para descubrir pistas de medicamentos,sería una victoria increíble. Hemos utilizado la química del metal de transición durante muchos años, pero conseguir un nuevo enfoque ha sido bastante difícil. Hemos tratado de hacer esto lo más fácil posible ".
La colaboración con el laboratorio de Paton fue esencial para el descubrimiento de la nueva reacción, dijo McNally, porque la experimentación por sí sola no podría haber producido su modelo resultante. Paton se especializa en química cuántica, usándola para diseñar racionalmente nuevas estructuras químicas para llevar a cabo tareas específicas.Mediante estos métodos, Paton y su equipo validaron el uso de fósforo y siguieron el mecanismo por el cual se orquesta el desafiante acoplamiento de piridina.
"Este es el primer estudio que conocemos que nos da una comprensión completa de cómo se forman estos enlaces", dijo McNally. "La gente había visto estas reacciones mediadas por el fósforo como algo esotéricas, sin importancia práctica. El modelo que desarrollamostambién nos ha permitido desarrollar otras reacciones que serán valiosas para la industria farmacéutica que están en curso en nuestro laboratorio ".
Paton dice que espera que los químicos medicinales usen esta nueva química para desarrollar bibliotecas de compuestos con acoplamientos de piridina catalizados con fósforo, y que estas bibliotecas puedan abrir puertas para nuevos tratamientos farmacológicos.
"Queremos dar a las personas métodos confiables que puedan usar todos los días para producir moléculas importantes", dijo McNally.
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Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Colorado . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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