Um desafio significativo para pesquisadores em ciência dos materiais e descoberta de fármacos é que até mesmo a menor alteração na estrutura de uma molécula pode modificar completamente sua função. Historicamente, fazer esses ajustes significava que os pesquisadores tinham que resintetizar a molécula-alvo do zero — um gargalo demorado e caro, comparável a demolir uma casa só para mudar uma lâmpada de lugar.

Em uma descoberta empolgante publicada recentemente na revista Nature , químicos do MIT, liderados pela professora Alison Wendlandt, desenvolveram uma técnica de precisão que permite aos cientistas realocar grupos funcionais de álcool de um ponto em uma molécula para um local vizinho, sem qualquer dificuldade. Esse processo elimina a necessidade de reconstruir toda a estrutura e é resultado de uma colaboração de vários anos com a Bristol Myers Squibb.

Utilizando uma molécula fotossensível especial chamada decatungstato como catalisador, a reação desencadeia uma "migração" altamente controlada do grupo álcool. O processo é notavelmente previsível, garantindo que a molécula mantenha sua forma e orientação 3D precisas durante todo o movimento.

A capacidade de implementar ajustes estruturais sutis sem o desperdício da síntese "do zero" elimina um obstáculo fundamental que há muito tempo afeta a área. Além disso, como a reação é suficientemente suave para funcionar em estruturas complexas e quase finalizadas, ela serve como uma poderosa ferramenta de ajuste fino para candidatos a fármacos em estágio final de desenvolvimento.

Quando combinada com métodos químicos já existentes, essa ferramenta oferece novas vias para criar arquiteturas moleculares complexas e padrões de oxigenação que antes eram inatingíveis.

“Essa estratégia de migração de álcool permite o ajuste preciso, em nível molecular, das posições dos átomos de oxigênio”, afirma Qian Xu, coautora principal do artigo e pós-doutoranda do Grupo Wendlandt. “Com estereosseletividade e regioseletividade previsíveis, além da operabilidade em estágios finais, ela representa uma oportunidade atraente para modificar produtos naturais e moléculas de fármacos por meio de 'edição'.”

Em última análise, esta ferramenta de edição de precisão tem o potencial de melhorar drasticamente a eficiência das campanhas de design molecular, acelerando o desenvolvimento de novos produtos farmacêuticos, materiais e agroquímicos.

Além de Wendlandt e Xu, os colaboradores do MIT incluem o coautor principal e estudante de pós-graduação Yichen Nie, o recém-doutorando Ronghua Zhang e o professor de química Jeremiah A. Johnson. Outros autores incluem Jacob-Jan Haaksma, da Universidade de Groningen, na Holanda; Natalie Holmberg-Douglas, Farid van der Mei e Chloe Williams, da Bristol Myers Squibb; e Paul M. Scola, da Actithera.