El Premio Nobel de Química 2026 ha sido otorgado a Henri B. Kagan, de Francia, y Kensō Soai, de Japón, por su revolucionaria solución al enigma de la asimetría química en la naturaleza. Este descubrimiento ha abierto nuevas oportunidades para mejorar las reacciones empleadas en la producción de productos farmacéuticos, fragancias y ciertos materiales.
El enfoque de estos destacados científicos se centró en uno de los fenómenos químicos más intrigantes: la homoquiralidad. Este término se refiere a las moléculas quirales, que poseen dos formas especulares, pero en los seres vivos, solo una de estas variantes está presente de manera predominante. Conocidas como enantiómeros, ambas versiones de las moléculas tienen propiedades físicas similares, aunque su comportamiento puede ser distinto. Para ilustrar este concepto, el Comité Nobel utilizó la analogía de un cerrajero que produce llaves por encargo. A pesar de crear copias idénticas, solo una llave encajaría en la cerradura, y si se usa la incorrecta, podría dañarse. Sin embargo, distinguir entre las llaves puede ser complicado, lo que lleva a que el cliente termine llevándose ambas.
La naturaleza quiral de la vida
Saúl Alberca Manzano, profesor del departamento de Química Orgánica y Farmacéutica de la Universidad de Sevilla, comenta que «nuestro ADN y nuestras proteínas presentan una naturaleza quiral, donde solo hay dos posibilidades. Estas moléculas tienen la capacidad de girar la luz en una dirección específica, lo que plantea la pregunta de por qué existe una preferencia por una de ellas». El descubrimiento de la homoquiralidad es fundamental en el desarrollo de nuevos fármacos, ya que uno de los enantiómeros puede proporcionar el efecto terapéutico deseado, mientras que el otro podría provocar efectos secundarios indeseados o incluso dañinos.
El concepto de moléculas quirales se remonta a los tiempos de Louis Pasteur, quien identificó en el ácido tartárico dos formas que eran imágenes especulares y que reaccionaban de manera opuesta al interactuar con ciertas bacterias. A lo largo de los años, varios investigadores han intentado replicar la homoquiralidad en el laboratorio con el fin de comprender su origen y aplicarlo al diseño de reacciones controladas. Sin embargo, los primeros experimentos lograron obtener cantidades iguales de ambas variantes, sin poder replicar la selectividad observada en la naturaleza.
Hacia la comprensión de la asimetría química
A principios del siglo XX, el químico alemán Willy Marckwald desarrolló una reacción asimétrica que producía una cantidad ligeramente mayor de una de las dos versiones. Esto se logró mediante un catalizador quiral, que facilita la reacción sin ser consumido y favorece la producción de uno de los enantiómeros. Sin embargo, la diferencia en la cantidad obtenida seguía siendo pequeña.
En 1953, el físico teórico Charles Frank propuso un modelo matemático que establecía tres condiciones necesarias para replicar la homoquiralidad: debe existir una reacción asimétrica que favorezca una de las versiones, ese desequilibrio debe amplificarse y la reacción debe producir el propio catalizador que la impulsa, un fenómeno conocido como autocatálisis. Esta característica genera una retroalimentación positiva, donde una ligera ventaja inicial puede llevar a que una de las variantes se incremente rápidamente hasta dominar la reacción.
Innovaciones en la manipulación de reacciones químicas
Los trabajos previos sentaron las bases para la investigación de Henri Kagan, quien se dedicó a perfeccionar las reacciones asimétricas desde principios de la década de 1980. En ese tiempo, los científicos utilizaban catalizadores compuestos por un átomo metálico, que actuaba como motor de la reacción, y una sustancia quiral que aseguraba la asimetría del proceso. Se asumía que al mezclar cantidades iguales de las dos versiones de la molécula quiral, el resultado también sería una mezcla equilibrada.
Kagan comenzó a cuestionar esta suposición y se dio cuenta de que el átomo metálico probablemente interactuaba con dos moléculas quiral a la vez. Esto implicaba que al mezclar las versiones A y B, podrían formarse tres combinaciones distintas: A-A, B-B y B-A. Las dos primeras resultarían en moléculas que serían imágenes especulares, mientras que la combinación A-B podría comportarse de manera diferente durante la reacción. Kagan descubrió que esta combinación B-A podía ralentizar la reacción, favoreciendo indirectamente la formación de una de las versiones finales, lo que se conoció como «efecto no lineal». Este fenómeno se convirtió en una nueva herramienta para manipular reacciones químicas.
La creación de reacciones autoamplificadoras
Partiendo de los hallazgos de Kagan, Kensō Soai se preguntó si era posible diseñar una reacción en la que el propio producto actuara como catalizador, facilitando la producción de más moléculas idénticas y generando una preferencia hacia una de las variantes en espejo. Soai llevó a cabo un experimento con una sustancia conocida como 5-pirimidilalcanol. Comenzando con una ligera ventaja del 2% de una de las versiones, el resultado final mostró un aumento notable, alcanzando hasta el 87% de la variante preferida.
A lo largo de los años, Soai continuó su investigación para lograr la pureza casi absoluta presente en muchas moléculas biológicas. En 2003, logró presentar una reacción en la que, partiendo de sustancias sin orientación definida, surgía por azar una pequeña cantidad de una de las versiones. Esta mínima diferencia era suficiente para producir más moléculas de la misma variante, permitiendo que una de ellas dominara la reacción y llegara a representar hasta el 99.99% del producto final.
Un avance crucial para la química moderna
Este logro marcó un hito en la ciencia, ya que, además de la vida misma, nadie había logrado alcanzar tal selectividad en la producción de moléculas quirales. Gracias a la labor de Henri Kagan y Kensō Soai, ahora se comprende mejor cómo puede surgir la homoquiralidad, lo que representa un avance significativo para los químicos que diseñan reacciones para la creación de productos farmacéuticos. Los descubrimientos de estos científicos han sido fundamentales para abrir nuevas perspectivas en el campo de la química y la biología.
