Hace ya unos meses, la revista científica Nature identificaba como algo casi "mágico" que los químicos actuales dispongan ya de la tecnología y el conocimiento suficientes para mover átomos individuales de carbono, nitrógeno u oxígeno dentro y fuera del núcleo de una molécula. Auténticas cajas de herramientas para generar reacciones en un solo paso.

Esa varita mágica es la "edición esquelética" o skeletal edition, métodos distintos refrendados en más de un centenar de artículos científicos que permiten insertar, eliminar o intercambiar átomos individuales en la "columna vertebral" molecular, que están siendo de enorme utilidad para descubrir nuevos fármacos y han disparado las ideas en áreas de todo tipo.

Muy poco después, el diario británico The Guardian se refería a la skeletal edition como "un mundo de posibilidades sin fin" para crear cosas de indudable interés para la humanidad, que nunca han existido en ningún otro lugar del universo y que nunca habrían existido si no hubiera actuado la mano humana. Pura poesía, vamos.

Estamos hablando de una caja de herramientas para aumentar la velocidad a la que se pueden fabricar las cosas y la diversidad de productos que se puedan fabricar. Se puede imaginar un mundo en el que se pueda diseñar exactamente la molécula adecuada para atacar el tumor de un paciente con cáncer específico.

La palabra "edición" evoca precisión, la idea de que no se trata de un cambio drástico. Fue la invención del sistema de edición de genes Crispr-Cas9 en 2013 lo que abrió los ojos de los químicos a la posibilidad de editar el esqueleto de los polímeros, no solo biológicos, sino también sintéticos. Y cada problema con sus diferentes modalidades químicas.  

Para entenderlo mejor podemos simplificar el proceso de "descubrimiento" de un fármaco. Al menos, el habitual, que suele comenzar con la detección del rendimiento de determinada molécula. Se prueban muchas, toda una biblioteca, frente a un objetivo biológico para ver si interactúa con él de la manera deseada. Una vez se identifica ese "impacto", los llamados químicos medicinales sintetizan análogos de esa molécula que luego se prueban, con el objetivo de encontrar una estructura que sea más selectiva o más potente.

Cuando se ha dado el momento Eureka, los científicos ya pueden elaborar muy rápidamente una lista de deseos de análogos que valdría la pena probar. Pero, si los químicos medicinales tienen las herramientas para producir estas moléculas fácilmente es un asunto diferente. Crear una nueva síntesis a partir de materiales de partida disponibles comercialmente es costoso y requiere mucho tiempo.

Un enfoque alternativo es utilizar la molécula como punto de partida y luego realizar ediciones controladas y precisas en su estructura. Una vez que han logrado ensamblar una molécula con la que quieren trabajar, los químicos medicinales deben optimizarla para mejorar la eficacia y reducir los efectos secundarios, convirtiendo el compuesto "éxito" en uno "principal".

Y esa es, precisamente, la magia de la química actual, que permite una reacción realmente simple y precisa para realizar un cambio muy específico. Se trata, sin duda, de algo nuevo, interesante y diferente. El futuro. Un auténtico sueño para transformar la química medicinal que se inspira, en parte, en la revolucionaria técnica de edición del genoma Crispr.

El método de "edición química" evoca, es cierto, a químicos que alteran átomos con un par de pinzas de tamaño nanoscópico. Y lo que realmente se está haciendo es diseñar moléculas que se comportan como esas pinzas, un auténtico sueño de hace unos años. Un reto de los denominados moonshot o "disparos a la Luna", como son conocidos los proyectos ambiciosos, exploratorios o innovadores emprendidos sin ninguna garantía de rentabilidad a corto plazo.

Un moonshot era, en origen, una idea con posibilidad remota de obtener grandes resultados. Se inspiró en el vuelo espacial del Apolo XI, pero hoy en día se aplica a proyectos que puedan obtener un salto de gigante después de un esfuerzo intenso y constante. Tiene mucho que ver con un término muy empleado en el lenguaje tecnológico como es la disrupción, aplicado a soluciones que aportan mejoras incrementales o resuelven un problema por completo.

Hace unos años, la skeletal edition se veía como uno de estos disparos lunares. Y la American Chemical Society la señaló como una de las tendencias emergentes para 2023, junto a la biología sintética (es decir, la fabricación artificial de microorganismos a partir del genoma), la inteligencia artificial predictiva, las misiones espaciales, la fusión nuclear o la regeneración de extremidades a través de la ingeniería de tejidos para humanos.

Si giramos la mirada veríamos también que, con un planeta ahogándose por un exceso de plástico, la idea de producir más cantidad no parece razonable. Los plásticos son notoriamente difíciles de reciclar debido a las largas cadenas de átomos fuertemente unidos que forman su columna. A veces estos vínculos pueden romperse con un calor extremo, pero el proceso es difícilmente sostenible. Incluso si funciona, requiere una gran aportación de energía.

Con este problema sobre la mesa, ya hay grupos de investigación tratando de insertar enlaces débiles en la columna vertebral del polietileno plástico, haciendo posible romper esos enlaces difíciles en condiciones relativamente suaves. Un objetivo emocionante y realmente desafiante, a juicio de los investigadores.

Una caja de herramientas completa de edición esquelética podría hacer mucho más de lo que hemos descrito. En teoría, podría conducir a inventos futuristas, como laboratorios de síntesis automatizados e incluso medicina personalizada. Pero lo más importante es que cambia la forma de pensar de los químicos y que las posibilidades son infinitas.

Estas posibilidades nos devuelven a la pura fascinación por manipular la materia, crear cosas que, como hemos dicho, nunca habrían existido. Hemos llegado a un punto en la química sintética en el que la gente realmente cree que la mayoría de las moléculas se pueden conquistar con suficiente tiempo y esfuerzo. Y con un disparo a la Luna.