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Carlos del Porto Blanco

Durante mucho tiempo, los químicos se preguntaron cómo puede surgir la homoquiralidad. Cuando comenzaron a experimentar con reacciones químicas que pueden formar dos moléculas reflejadas, siempre obtuvieron proporciones iguales de ambas en sus tubos de ensayo. Sin embargo, los químicos se esforzaron por producir sólo una de estas imágenes de espejo, porque en el desarrollo de moléculas que interactuarán con los seres vivos, como en los productos farmacéuticos, sólo una imagen de espejo tendrá el efecto deseado.

La Real Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Química 2026 a los investigadores Henri B. Kagan de Francia y Kenso Soai de Japón «por el descubrimiento de los efectos no lineales y la autocatálisis en la síntesis orgánica asimétrica». Henri Kagan descubrió una nueva forma de manipular las reacciones químicas, permitiendo crear un exceso mayor de una de las imágenes especulares de lo que se creía posible. Su descubrimiento ha sido revolucionario para los químicos que desarrollan reacciones para la fabricación de productos farmacéuticos, aromas, fragancias y nuevos materiales. Kenso Soai diseñó la primera reacción química en la que solo se formó una de las posibles imágenes especulares. Aparte de la vida misma, nadie había logrado tal hazaña. La “reacción de Soai” es uno de los experimentos químicos más espectaculares jamás realizados.

La química es como un rascacielos majestuoso. La base segura de hormigón de la química se compone de un sinnúmero de hechos observados experimentalmente. Ernest R. Toon.

El Comité Nobel explicó: «Las moléculas utilizadas por todos los seres vivos, como los aminoácidos que constituyen las proteínas, son lo que se conoce como quirales. «Esto significa que existen en dos versiones que son imágenes especulares una de la otra». Sin embargo, los componentes básicos que forman los organismos vivos en la Tierra solo utilizan una de esas dos versiones. Los dos científicos respondieron a la pregunta de por qué la vida favorece a una de estas moléculas de imagen especular sobre la otra.

En química orgánica, esa propiedad se conoce como quiralidad, es decir, la existencia de dos versiones simétricas de una molécula, cada una con propiedades diferentes. Puede compararse con nuestras manos: una es la imagen especular de la otra. Esto es especialmente importante en el desarrollo de medicamentos. Una versión de una molécula puede tener propiedades para combatir enfermedades, mientras que la otra puede no producir ningún efecto. Henri Kagan y Kenso Soai descubrieron cómo diseñar reacciones químicas para que produzcan una proporción mucho mayor de la versión correcta y deseada de una molécula.

Las investigaciones del químico francés Henri Kagan, de la Universidad Paris-Sud, permitieron controlar complejas reacciones químicas utilizando diversos catalizadores especiales. Éste descubrió en 1986 una nueva forma de manipular reacciones químicas. Eso le permitió generar un exceso de una de las imágenes especulares mayor del que hasta entonces se creía posible.

El científico japonés Soai, de la Universidad de Ciencias de Tokio, por su parte, dio el siguiente paso en 1995, al publicar un artículo científico en la revista Nature en el que describió la primera reacción química con potencial para ser homoquiral, es decir, capaz de producir únicamente la versión deseada de una molécula orgánica. En 2003, finalmente logró controlar una reacción en la que se formaba sólo una de las dos posibles imágenes especulares. Su innovador método formaba únicamente una de las dos imágenes moleculares posibles. Ese asombroso hito científico justificó plenamente la entrega del codiciado galardón europeo.

Se destaca que ambos científicos resolvieron un misterio verdaderamente centenario. Ellos lograron explicar cómo surge espontáneamente la homoquiralidad en la propia naturaleza. El Premio Nobel de Química reconoce esas espectaculares reacciones de laboratorio. Antes de esta extraordinaria hazaña, solo la vida misma lograba ese proceso.

Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, explicó: «Henri Kagan y Kenso Soai han aportado una solución a un misterio químico de más de un siglo de antigüedad: cómo puede surgir espontáneamente la homoquiralidad, es decir, la producción selectiva de la versión correcta de una molécula. «Las reacciones químicas que han desarrollado son espectaculares».

«A excepción de la vida misma —señaló el Comité Nobel en un comunicado—, nadie había logrado antes tal hazaña». En la rueda de prensa del día de la comunicación del Premio, Kenso Soai elogió a los «muchísimos investigadores excelentes» de este campo.

El profesor Robert Mokaya, presidente de la Real Sociedad de Química de Reino Unido, afirmó que se trata de un «ejemplo contundente de cómo la química fundamental puede servir de base para soluciones a algunos de los mayores desafíos a los que se enfrenta la sociedad».

«Diferentes isómeros (o versiones de moléculas) pueden tener efectos biológicos y físicos completamente distintos, por lo que resultan fundamentales para hallar medicamentos eficaces con los que tratar todo tipo de enfermedades», añadió.

El profesor Angus Davison, de la Universidad de Nottingham, en Reino Unido, estudia la biología de la quiralidad y afirmó que la química galardonada con el Nobel podría ayudar a revelar cómo y por qué la vida favorece una «orientación única» (o «lateralidad»).

«De formas que aún no comprendemos del todo, la quiralidad de los componentes básicos de la vida acaba dando lugar a cuerpos que, a su vez, también son quirales», declaró a BBC News.

Esto es lo que determina, según explicó, que nuestros corazones se sitúen en el lado izquierdo del cuerpo y que las conchas de los caracoles se enrollen hacia la derecha.

Peter Somfai, miembro del Comité Nobel de Química, señaló que la investigación premiada este año ha pasado a formar parte de «nuestra comprensión fundamental de cómo funciona la química».

Afirmó que demostrar cómo se crea una imagen especular es «probablemente la cuestión más fundamental de la vida, ya que, de algún modo, eso ocurrió hace cuatro mil millones de años cuando surgió la vida. Y ahora, por primera vez, hemos logrado replicarlo en el laboratorio».

Phillip Broadwith, editor de negocios de Chemistry World, publicación de la Royal Society of Chemistry, afirmó que el logro de Kagan y Soai permitió a los científicos elegir qué imagen especular de una molécula fabricar, una capacidad crucial para la producción de sustancias como medicamentos o incluso sabores y fragancias. “También ayuda a explicar una posible manera en que todas las moléculas quirales de la Tierra (nuestras proteínas, azúcares y biomoléculas) se asentaron en una quiralidad específica en lugar de la otra, por lo que es una ciencia fascinante”.

El reconocimiento de estas investigaciones sitúa en el centro a la homoquiralidad, una propiedad que caracteriza a los organismos vivos. Las células no emplean al azar las dos versiones posibles de las moléculas quirales. Por el contrario, seleccionan una orientación concreta para construir estructuras esenciales, desde las proteínas hasta el ADN y el ARN.

Ese rasgo lleva décadas entre las preguntas fundamentales de la química y la biología. Si muchas reacciones producen por igual dos imágenes especulares, ¿por qué la vida terrestre quedó asociada a una única alternativa? Los aportes de Kagan y Soai no cierran el debate sobre el origen de la vida, pero describen mecanismos capaces de explicar cómo una ventaja inicial muy pequeña puede crecer hasta imponerse.

Además de su dimensión básica, el hallazgo tiene un efecto directo sobre la industria farmacéutica. Los principios activos de muchos tratamientos son moléculas quirales. En esos casos, una versión puede aliviar un síntoma o atacar una enfermedad, mientras su imagen especular puede carecer de efecto, actuar con menor potencia o provocar consecuencias distintas. Controlar esa elección molecular resulta decisivo para fabricar medicamentos.

La quiralidad define a los objetos o moléculas que no coinciden con su imagen en el espejo. Las manos son la comparación más cotidiana: ambas parecen equivalentes, pero un guante derecho no sirve para una mano izquierda. Las moléculas quirales poseen esa misma particularidad. Cada una puede existir como dos enantiómeros, denominación que recibe cada miembro de ese par de imágenes especulares.

En términos químicos, los enantiómeros presentan idéntica fórmula y los mismos enlaces. La diferencia aparece en la organización tridimensional de sus átomos. Esa geometría modifica la manera en que la molécula se conecta con otras estructuras, una cuestión central en un organismo, donde buena parte de las interacciones dependen de encajes muy específicos.

Las proteínas aportan uno de los ejemplos más claros. Sus unidades básicas son los aminoácidos y casi todos los sistemas vivos usan aminoácidos de configuración L. Los azúcares presentes en el material genético siguen la orientación opuesta: el ADN contiene desoxirribosa y el ARN contiene ribosa de configuración D. La vida combina esas elecciones moleculares de forma uniforme, en lugar de utilizar una mezcla equilibrada de ambas variantes.

Esa preferencia se llama homoquiralidad. El término une las palabras griegas para “igual” y “mano” y alude a la presencia de una misma orientación quiral dentro de un sistema. No significa que todas las moléculas de la naturaleza tengan una sola forma posible. Describe, en cambio, la predominancia casi absoluta de una opción en las moléculas vinculadas con la vida.

El problema surge porque las reacciones químicas ordinarias no suelen mostrar esa preferencia. Cuando una reacción forma una molécula quiral sin una influencia externa, lo habitual es que produzca cantidades similares de cada enantiómero. El resultado recibe el nombre de mezcla racémica. Para la química sintética, separar o evitar esa mezcla constituye un desafío técnico.

La cuestión trasciende el laboratorio. Las enzimas, los receptores y otros componentes del cuerpo también poseen una orientación espacial definida. Por ese motivo, pueden reconocer una variante molecular y rechazar su reflejo, igual que una cerradura reconoce cierta llave. Una molécula con la composición correcta, pero con una arquitectura opuesta, puede interactuar de otro modo o no interactuar.

En un fármaco, esa distinción puede marcar la diferencia entre eficacia, inactividad y riesgo. La industria necesita identificar cuál enantiómero genera el efecto terapéutico y diseñar procesos que privilegien esa forma desde el inicio. La alternativa implica producir ambas versiones, aislar la necesaria y desechar o controlar la otra, con más etapas, más costos y mayor complejidad.

La síntesis orgánica asimétrica busca resolver esa dificultad. Su objetivo consiste en construir moléculas con una orientación precisa y con un exceso alto de la variante buscada. Catalizadores, reactivos y condiciones de reacción permiten dirigir ese resultado. Los trabajos premiados este año demostraron que la propia dinámica de una reacción puede reforzar una elección que comenzó casi al azar.

Kagan, estudió en 1986 el fenómeno conocido como efecto no lineal. La idea desafió una expectativa sencilla: si un catalizador contiene una leve mayoría de un enantiómero, el producto final debería reflejar una ventaja similar. Así comprobó que la relación no siempre avanza de forma proporcional.

Una diferencia reducida en el punto de partida puede traducirse en una diferencia mucho mayor al final de la reacción. En vez de conservar el desequilibrio inicial, el sistema lo amplifica. Si una variante reúne una ventaja pequeña, los mecanismos químicos pueden favorecerla con una intensidad superior a la esperada y desplazar a su imagen especular.

El resultado permite imaginar una competencia entre dos alternativas iguales. Al inicio, una de ellas toma una ventaja por margen mínimo. Si las reglas del proceso benefician a quien encabeza la carrera, esa distancia crece hasta que la otra opción queda muy relegada. En química, ese fenómeno ofrece una vía para obtener grandes excesos de un solo enantiómero a partir de una desigualdad limitada.

El trabajo Soai, llevó el proceso a otra escala. Soai estudió la autocatálisis, una clase de reacción en la que el producto favorece la formación de más producto. Si una forma quiral aparece antes o en una cantidad apenas superior, puede impulsar la generación de moléculas con su misma orientación.

Los descubrimientos no indican que la reacción de Soai reproduzca de forma literal el origen de las primeras moléculas de la Tierra. Sí aportan una demostración experimental: la simetría inicial de un sistema químico puede romperse sin que una de las dos opciones tenga, desde el comienzo, una ventaja enorme. Esa posibilidad brinda un marco para pensar el surgimiento de la asimetría molecular en la naturaleza.

También permite evaluar hipótesis sobre factores capaces de originar una pequeña diferencia inicial. Algunos estudios analizaron, por ejemplo, la acción de electrones polarizados sobre moléculas como el 3-bromo-alcanfor. Otras investigaciones consideran influencias físicas procedentes del entorno cósmico de la Tierra temprana, incluida la luz asociada a estrellas. Ninguna de esas alternativas resuelve por sí sola el misterio, aunque los mecanismos de amplificación muestran cómo una señal débil pudo adquirir consecuencias químicas amplias.

Para el desarrollo de medicamentos, el valor práctico consiste en contar con principios y estrategias para dirigir reacciones hacia el enantiómero de interés. Un proceso selectivo desde la etapa de síntesis disminuye la necesidad de separar después dos moléculas casi idénticas. También reduce el consumo de reactivos y la cantidad de material que no formará parte del producto final.

Esta clase de control puede ayudar a mejorar la consistencia de los principios activos. Cuando un tratamiento necesita una configuración espacial determinada, cada etapa de la fabricación debe preservar esa identidad. La síntesis asimétrica permite diseñar rutas más orientadas a esa meta y ofrece mayor previsibilidad en compuestos complejos.

El impacto potencial alcanza además a otros sectores de la química fina, como agroquímicos, fragancias y materiales con propiedades ópticas específicas. Sin embargo, la aplicación farmacéutica concentra una parte relevante del interés porque los fármacos actúan sobre sistemas biológicos que distinguen con precisión entre una molécula y su reflejo.

La ceremonia de entrega de los Nobel tendrá lugar el 10 de diciembre en Estocolmo. El premio a Kagan y Soai reconoce una pregunta que parte de una comparación sencilla entre dos manos, pero conduce a uno de los principios que organizan la química de la vida y la fabricación de medicamentos.

El premio del año pasado fue otorgado a Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar Yaghi por desarrollar “estructuras metalorgánicas”, una forma de arquitectura molecular que concentra enormes cantidades de espacio en estructuras diminutas, que el comité comparó con el bolso mágico de Hermione Granger en la serie de novelas de “Harry Potter”.

Referencias.

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