Los profesores Andy McNally y Robert Paton dirigieron el trabajo a través del Departamento de Química de CSU. El artículo describe un enfoque para deconstruir y luego volver a ensamblar compuestos comunes conocidos como heterociclos para lograr nuevas características. Estos compuestos suelen ser un punto de partida para la investigación en diversos campos, y los científicos trabajan constantemente para modificarlos para mejorar u optimizar los medicamentos, por ejemplo.

Por lo general, la creación de estos compuestos se realiza al inicio del proceso de desarrollo, y los investigadores construyen combinaciones conocidas a través de múltiples pasos para llegar a un posible fármaco candidato para realizar pruebas. En cambio, el equipo de CSU demuestra en el artículo una forma de romper primero un heterociclo de pirimidina existente y luego reconstruirlo para que contenga nitrógeno en lugar de carbono a lo largo del borde de las estructuras.

Ese cambio en la periferia permite un nuevo conjunto de reacciones químicas beneficiosas que antes habrían sido difíciles o imposibles de lograr con estas estructuras. Este enfoque, dijo McNally, elimina la necesidad de realizar una síntesis extensa y que requiere mucho tiempo desde el compuesto precursor simple original hacia afuera. Dijo que este tipo de trabajo se conoce como edición molecular.

"Nuestro enfoque es contrario a la intuición pero es más eficiente", dijo McNally, quien ocupa la Cátedra Albert I. Meyers de Química Orgánica. "Al separar estos compuestos y reconstruirlos al final, podemos cambiarlos rápidamente a versiones ligeramente diferentes y más potentes que luego pueden acelerar el desarrollo del fármaco final sin tener que trabajar con muchas combinaciones potenciales, algunas de las cuales tal vez nunca hacer ejercicio."

El equipo de McNally se especializa en química orgánica sintética, o la ciencia de crear moléculas nuevas y necesarias en un laboratorio. Mientras su equipo dirigió la parte experimental de la investigación, trabajaron estrechamente con el equipo de Paton para desarrollar y utilizar métodos computacionales para probar sus enfoques y describir mejor los estados de transición. Otros autores de la investigación de ambos grupos del departamento incluyen a los estudiantes graduados Louis de Lescure, Benjamin Uhlenbruck y Celena Josephitis.

McNally dijo que la estrategia descrita en el artículo se puede utilizar en muchos campos y se basa en una tradición de excelencia en investigación en química sintética en CSU. Dijo que su equipo ahora se está centrando en cómo este enfoque también puede usarse para comprender mejor la actividad de las drogas en el cuerpo antes de su uso por parte del público.

"Cualquier medicamento que salga al mercado debe pasar primero por informes toxicológicos para garantizar que no termine donde no debe y cuantificar mejor su actividad en el cuerpo", afirmó.

"Nuestro enfoque aquí se puede utilizar para aumentar ligeramente la masa de estos compuestos sin cambiar la química. Hacerlo permite a los investigadores utilizar la espectrometría de masas para detectar mejor su trayectoria y actividad y aceleraría nuevamente el desarrollo y la comprensión de estos químicos necesarios". P>

Más información: Benjamin J. H. Uhlenbruck et al, Una estrategia de deconstrucción-reconstrucción para la diversificación de pirimidina, Naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07474-1

Información de la revista: Naturaleza

Proporcionado por la Universidad Estatal de Colorado