Investigadores del Dartmouth College han desarrollado una técnica para producir esteroides sintéticos que podría allanar el camino para una cascada de nuevos descubrimientos de fármacos. El proceso, publicado en la revista Química de la naturalezafacilita el acceso a isómeros raros de imagen especular de estructuras de esteroides naturales.
La técnica, basada en una serie de nuevas reacciones químicas, reduce significativamente el gasto y el tiempo necesarios para desarrollar tratamientos a partir de una colección de moléculas farmacéuticamente privilegiada pero poco explorada.
«Esta es una estrategia molecular fundamentalmente nueva para la construcción de esteroides», dijo Glenn Micalizio, profesor de química de New Hampshire en Dartmouth. «Esta tecnología permite la preparación de cualquier isómero de imagen especular con la misma facilidad, pero con una eficiencia sin precedentes».
La estructura molecular central de los esteroides es una columna vertebral comprobada en el desarrollo de fármacos. Más de 100 moléculas de esteroides diferentes están aprobadas por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. como terapias para una amplia gama de síntomas y enfermedades que incluyen inflamación y dolor, cáncer e infección bacteriana.
Podría decirse que la terapia con esteroides constituye la clase de medicina más exitosa inspirada en un producto natural. Todos los fármacos conocidos de esta clase comparten una estructura común compuesta por solo uno de dos posibles esqueletos de imagen especular, conocidos como enantiómeros. Dichos agentes suelen estar disponibles a partir de transformaciones químicas de esteroides naturales y fácilmente disponibles.
Según los investigadores, las moléculas basadas en el isómero de imagen especular no natural de los esteroides forman la base de una vasta colección de medicamentos potenciales poco explorados. Si bien estos compuestos comparten las propiedades físicas básicas similares a las de las drogas de la clase natural, cuentan con estructuras tridimensionales complementarias con un amplio potencial en la clínica.
«Con este avance, ahora tenemos la oportunidad de investigar regiones fértiles del espacio químico para la identificación de un número incalculable de agentes únicos con relevancia médica», dijo Micalizio.
El proceso desarrollado en el Laboratorio Micalizio en Dartmouth produce estructuras esteroidales de cualquiera de los enantiómeros con lo que los investigadores describen como una eficiencia sin precedentes. Utilizando materiales de partida económicos y abundantes, la nueva clase de sintéticos se puede producir en tan solo cinco pasos químicos.
El avance se basa en una reacción química descubierta en 2014 por Micalizio que forja la mitad de la estructura del esteroide. El avance fue posible gracias a la invención de un procedimiento simple para hacer avanzar estos productos intermedios a estructuras de esteroides de cualquier serie de imágenes especulares.
Si bien la síntesis química se ha descrito anteriormente como una ruta hacia los enantiómeros no naturales de los esteroides, el proceso iniciado en Dartmouth permite a los científicos investigar más fácilmente sus propiedades medicinales. Es importante destacar que el tiempo y el costo de preparar colecciones de nuevos compuestos de esta clase, un requisito de la mayoría de los esfuerzos modernos de descubrimiento de fármacos, se han reducido drásticamente.
«Esta es, con mucho, la ruta más concisa y flexible para hacer una amplia variedad de nuevos esteroides», dijo Micalizio.
Para mostrar el valor de la tecnología en la ciencia biomédica, el equipo de investigación demostró que una de las moléculas preparadas en su estudio inicial tiene propiedades inhibidoras del crecimiento potentes y selectivas contra tres líneas celulares de cáncer humano diferentes.
«No solo decimos que estas cosas tienen potencial», dijo Micalizio, «aquí hay un ejemplo de la cantidad relativamente pequeña de compuestos que producimos que demuestra su valor potencial como agentes anticancerígenos».
Dado que los isómeros de imagen especular sintéticos no están fácilmente disponibles de fuentes naturales, la búsqueda de esta clase de fármacos y su valor clínico depende de la eficiencia con la que los químicos orgánicos puedan prepararlos.
«La ciencia de la química orgánica sintética es un componente esencial del descubrimiento de fármacos, y los avances en este campo son directamente responsables de nuestro reciente descubrimiento», dijo Micalizio.
«Sin la capacidad de crear nuevas colecciones de moléculas, es difícil seguir muchas direcciones potencialmente emocionantes en el descubrimiento de fármacos. Como tal, los avances en la síntesis química, como este, pueden tener efectos profundos y ondulantes en la ciencia biomédica», agregó Micalizio.
Sobre la base del desafío de inventar la química que impulse el descubrimiento en la ciencia biomédica, el laboratorio de Micalizio espera desarrollar una nueva plataforma tecnológica para explorar isómeros no naturales de esteroides para el desarrollo de tratamientos.
