William Knowles, una v¨ªa para tratar el p¨¢rkinson
Sus investigaciones permitieron la s¨ªntesis de amino¨¢cidos eficaces en el tratamiento de la enfermedad
William Knowles recibi¨® una llamada de la Real Academia Sueca de Ciencias a mediados de octubre de 2001, llev¨¢ndose una inesperada sorpresa. En aquel momento, con 84 a?os de edad y jubilado, se le comunic¨® que era galardonado con el Premio Nobel de Qu¨ªmica por investigaciones realizadas casi cuatro d¨¦cadas antes.
El premio fue compartido con los profesores Sharpless y Noyori. Sharpless fue galardonado por investigaciones en oxidaciones; y Noyori y Knowles por desarrollar m¨¦todos de reducci¨®n. La oxidaci¨®n y la reducci¨®n son fen¨®menos complementarios. Un compuesto se oxida cuando pierde electrones o gana ox¨ªgeno; y se reduce cuando gana electrones o aumenta su contenido en hidr¨®geno.
La investigaci¨®n realizada independientemente por los tres investigadores tienen en com¨²n que son procesos catal¨ªticos con ligandos adecuados que permiten obtener de manera eficaz mol¨¦culas quirales.
La cat¨¢lisis se refiere al fen¨®meno en el que una sustancia (el catalizador) aumenta la velocidad de una reacci¨®n qu¨ªmica sin consumirse en ella. La cat¨¢lisis es fundamental en el progreso de la qu¨ªmica, permitiendo reacciones que en su ausencia ser¨ªan extremadamente lentas. El catalizador se puede recuperar y reusar.
Un objeto es quiral cuando no es su superponible con su imagen especular. Los objetos quirales m¨¢s comunes son nuestras dos manos. Los objetos quirales siempre se presentan a pares. Muchas mol¨¦culas son quirales y cada uno de los miembros del par se denomina enanti¨®mero.
Algunas de las m¨¢s importantes para nuestra vida son quirales, como el ADN, las prote¨ªnas, las hormonas o los neurotransmisores. Para que una mol¨¦cula (por ejemplo, un f¨¢rmaco) interaccione con una de estas biomol¨¦culas es necesario que haya una cierta complementariedad (como un guante con la mano adecuada); por esta raz¨®n, generalmente solo uno de los dos enanti¨®meros tiene la actividad deseada.
A principios de los a?os sesenta, se plante¨® la necesidad de obtener (en qu¨ªmica, decimos "sintetizar") compuestos enantiomericamente puros (constituidos por solo un enanti¨®mero del par, constituyendo la s¨ªntesis asim¨¦trica) como principios activos farmac¨¦uticos. Hasta ese momento, los m¨¦todos de s¨ªntesis asim¨¦trica estaban basados en reacciones producidas por seres vivos (microorganismos) o productos de los mismos (enzimas, que son los catalizadores biol¨®gicos). En esa ¨¦poca, Knowles empez¨® un programa de investigaci¨®n para imitar estas reacciones de los seres vivos usando sustancias qu¨ªmicas no-biol¨®gicas.
Knowles se centr¨® en la reacci¨®n de hidrogenaci¨®n de olefinas usando un complejo de rodio (un metal) con ligandos quirales. Los ligandos son mol¨¦culas o fragmentos que se unen al metal.
Knowles se centr¨® principalmente en la s¨ªntesis de amino¨¢cidos, que son compuestos esenciales para la vida (forman parte de las prote¨ªnas) con m¨²ltiples aplicaciones en las industrias farmac¨¦utica, alimentaria o cosm¨¦tica. Todos los amino¨¢cidos (excepto la glicina) son quirales y existen en dos formas enantiom¨¦ricas. Hacia 1968, Knowles y su equipo en Monsanto fueron capaces de realizar el proceso de manera eficaz con una amplia variedad de sustratos, convirtiendo a Monsanto en el principal productor de amino¨¢cidos del mundo.
La principal aplicaci¨®n del m¨¦todo desarrollado por Knowles fue la s¨ªntesis del amino¨¢cido L-DOPA, un precursor del neurotransmisor dopamina en el sistema nervioso central. La deficiencia de dopamina es responsable de algunos de los s¨ªntomas de la enfermedad de p¨¢rkinson, y estos se podr¨ªan aliviar con el suministro de dopamina. Sin embargo, la dopamina no puede cruzar la barrera hematoencef¨¢lica y no llega al cerebro. Una alternativa es usar L-DOPA, que s¨ª la cruza, y que es transformada in vivo en dopamina. De esta manera, se consigui¨® un medicamento eficaz para tratar la enfermedad de Parkinson.
Antes de los grandes descubrimientos que le llevaron a ser galardonados con el Premio Nobel, Knowles realiz¨® m¨²ltiples investigaciones. Trabaj¨® para Monsanto (o sus filiales) durante 44 a?os. A Knowles se le permiti¨® trabajar en investigaci¨®n que podr¨ªamos calificar como b¨¢sica; lo que demostr¨® que la investigaci¨®n b¨¢sica de calidad tambi¨¦n puede rendir beneficios a una empresa.
Knowles, nacido el 1 de junio de 1917, se licenci¨® por la Universidad de Harvard en 1939 y se doctor¨® por la de Columbia en 1942. Inmediatamente despu¨¦s empez¨® a trabajar en una filial de Monsanto y, desde 1944 y hasta su jubilaci¨®n en 1986, en la empresa matriz.
La labor de Knowles fue reconocida con el Premio Nobel y por la Academia de Ciencias de Estados Unidos (2004). Falleci¨® el pasado 13 de junio, dejando viuda (Nancy), 4 hijos y 4 nietos. Descanse en paz este gigante de la ciencia.
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