Mírate las manos. Son idénticas, pero no se pueden encajar la una sobre la otra. Sabemos que un guante izquierdo no te sirve para la mano derecha, y probar a calzarte el pie derecho en un zapato izquierdo es una pequeña tortura. Pues bien, algunas moléculas también existen en dos versiones, una "diestra" y una "zurda", una imagen especular de la otra. Los químicos lo llaman quiralidad, una palabra que viene del griego kheir, mano. Puede parecer un simple juego de simetrías, pero tiene consecuencias enormes. La forma de la molécula decide cómo se comporta, y esto afecta a los materiales que fabricamos con ellas y también a nuestro cuerpo.
La vida ha elegido bando
Los azúcares de nuestro ADN y los aminoácidos de nuestras proteínas son casi todos "de un solo tipo de mano". ¿Por qué la naturaleza escogió una versión y no la otra? Todavía no lo sabemos con certeza, pero el descubrimiento que ha merecido el Nobel de Química de este año nos da una pista. Y no es solo una cuestión de orígenes. Muchos medicamentos e insecticidas son moléculas quirales, y a menudo solo una de las dos versiones hace el trabajo que queremos; por eso, fabricar solo la versión útil es más barato y más sostenible.
El problema viene en el laboratorio. Cuando fabricamos una molécula quiral, normalmente surgen las dos versiones a partes iguales, como si lanzáramos una moneda al aire. Separarlas después es caro y pesado. Por eso los químicos usan un "asistente" quiral (un reactivo o un catalizador) que empuja la reacción hacia una de las dos versiones. Aquí viene la intuición más lógica: si el asistente no es del todo puro, y tiene un poco de las dos manos mezcladas, el resultado debería ser igual de "sucio". Los galardonados de este año han demostrado que no siempre es así.
El resultado puede ser mejor que el punto de partida
Primero, Henri Kagan, de la Universidad de París-Sur, descubrió que, con un catalizador imperfecto, el producto final podía salir más puro que el catalizador de partida. Era como si, a partir de una mezcla con 70% de manos derechas, saliera un resultado con un 90%. En el año 1986 nadie se lo esperaba, y el mismo Kagan lo ha explicado con una pregunta retórica: ¿quién habría pensado que un catalizador impuro podría dar un producto más puro que él mismo?
Kensō Soai, de la Universidad de Ciencia de Tokio, fue aún un poco más allá. Demostró que una molécula quiral puede ayudar a fabricar copias de sí misma y que, incluso si al principio hay solo una diferencia mínima entre las dos manos, la reacción se la queda y la agranda. Es como una bola de nieve: un pequeño desequilibrio inicial crece y crece hasta dominarlo todo. Soai comprobó que este efecto funciona en muchas situaciones, incluso cuando el pequeño golpe inicial lo da la luz polarizada circularmente, una luz que "gira" en un sentido o en el otro y que podría haber tenido un papel en la selección de una sola mano en la Tierra primitiva. Si en un mundo primitivo había una diferencia minúscula entre moléculas diestras y zurdas, este mecanismo de amplificación podría haberla convertido, con el tiempo, en un predominio abrumador. No es una respuesta definitiva, pero es una explicación muy sugerente.
Estas ideas han cambiado la manera de pensar la síntesis de medicamentos y también la fabricación de materiales quirales, donde estos "efectos no lineales" permiten obtener resultados muy eficaces con muy poco esfuerzo. En el ICMAB son muchos los grupos que estudian la quiralidad en materiales: Can Avci, Núria Crivillers, José-Luis García-Muñoz, Martí Gich, Paula Mayorga, Agustín Mihi, Elies Molins, Imma Ratera, Miquel Royo y Max Stengel, además de la persona que firma este texto. Cada uno desde su ángulo, todos contribuimos a un campo que no deja de sorprendernos y de abrirnos nuevas oportunidades.