Nuestras manos son muy parecidas, pero de forma especular: tienen diferente orientación; es decir, que no coinciden exactamente si las superponemos entre sí. Y esto es lo que pasa con muchas moléculas orgánicas que se denominó “quirales” (del griego: mano). Tienen la misma fórmula química y secuencia de átomos, pero una disposición espacial tridimensional opuesta. Lo singular del caso es que dos moléculas quirales pueden tener efectos muy diferentes; por ejemplo, distinto color y aroma, o impacto terapéutico. Por eso, desde hace mucho entre los químicos prevaleció el interés por gobernar la emergencia de una de las dos variantes, algo que no se lograba en el laboratorio, pero sí se da espontáneamente en la naturaleza: la química de la vida es “homoquiral” (de las palabras griegas “misma” y “mano”), todas las proteínas del cuerpo humano están armadas con aminoácidos “zurdos”; las versiones “diestras” casi no aparecen. Y con los azúcares del ADN ocurre lo contrario.
Haber podido generar esta asimetría en el laboratorio es, precisamente, el gran logro que reconoce el Premio Nobel de Química 2026, concedido esta vez a Henri Kagan, de 95 años, y a Kenso Soai, de 76. Kagan nació en Boulogne-Billancourt, en los suburbios de París, y es profesor emérito de la Universidad Paris-Saclay (antes Paris-Sud). Soai, nacido en Hiroshima, es profesor emérito de la Universidad de Ciencias de Tokio.
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Que dos versiones de una misma molécula sean espejo una de la otra parece apenas una curiosidad, pero tiene consecuencias muy palpables. Un compuesto llamado “carvona” huele a menta en una variante y a alcaravea [un tipo de comino] en la otra. “Podemos distinguirlas porque los receptores de la nariz están hechos, a su vez, de piezas quirales”, explicó durante el anuncio el profesor Heiner Linke, presidente del Comité Nobel. Muchas moléculas de uso farmacológico también son quirales, y mientras una de las versiones puede curar, la otra no hace nada o es tóxica. Es lo que ocurrió con la talidomida, el sedante que a principios de los años sesenta provocó malformaciones congénitas en miles de niños. Cuando los investigadores analizaron lo ocurrido, entendieron que la culpable era la imagen especular de la sustancia activa. Peter Somfai, miembro del comité y especialista en el tema, sumó otro ejemplo: un par de moléculas cuya versión zurda es un jarabe para la tos y la diestra, un analgésico. “Los nombres comerciales de ambas –agregó– también son uno el espejo del otro, lo que dice bastante del sentido del humor de los químicos orgánicos”.
“En la naturaleza hay compuestos que tienen exactamente la misma estructura, pero difieren en la orientación –detalla Oscar Varela, investigador superior del Conicet y profesor titular consulto en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA–. Se los llama compuestos ‘enantioméricos’ [‘enantiómero’ es cada una de las versiones de una molécula quiral]. Es lo que ocurre cuando uno se mira las palmas de las manos con los dedos pulgares apuntando hacia afuera; vemos que si queremos superponer estas dos imágenes, no podemos. Esos compuestos tienen las mismas propiedades, se disuelven en las mismas cosas y reaccionan con lo mismo, lo que tienen distinto solamente es que desplazan el plano de la luz polarizada hacia un lado o hacia el otro, uno lo desplaza hacia la derecha y otro hacia la izquierda. Y esto que parece tan sutil tiene una importancia biológica fundamental, porque las proteínas tienen aminoácidos que son quirales y entonces existe lo que se llama el ‘reconocimiento quiral´; es decir, que un enantiómero puede entrar en el sitio activo de la proteína, lo reconoce, y el otro no, es como el guante en el que entra la mano derecha, ese guante no se puede poner en la mano izquierda. Si bien estos dos compuestos enantioméricos tienen las mismas propiedades y reactividad, frente a moléculas que son asimétricas, tienen un comportamiento distinto. Si hablamos de un medicamento, uno puede ser activo, cumplir una función y el otro no tener ningún efecto”.
Había una vez
Hace ya 150 años, a Louis Pasteur lo intrigó lo que sucedía con el ácido tartárico, una sustancia que se acumula en los barriles de vino. Sus colegas decían que a veces desviaba la luz polarizada hacia la derecha y otras veces, no. Pasteur produjo cristales, los miró al microscopio y vio que había dos tipos, uno reflejo del otro. Los disolvió por separado y comprobó que un líquido giraba la luz a la derecha y el otro a la izquierda. Mezclados, se anulaban. Después, vio que las bacterias se comían con gusto una de las versiones del ácido tartárico y dejaban intacta la otra. La vida, sospechó, tenía su propia lateralidad, explica el comunicado de la Academia Sueca.
Sin embargo, cada vez que los químicos fabricaban una molécula quiral en el laboratorio partiendo de materiales simétricos, obtenían mitad y mitad. ¿Cómo hizo la naturaleza, hace miles de millones de años, para quedarse con una sola versión?
En 1953, un físico teórico de la Universidad de Bristol, Charles Frank, escribió un artículo en el que planteó que una reacción podía producir homoquiralidad si cumplía tres condiciones: tener un catalizador quiral que empujara la reacción de forma asimétrica, amplificar de algún modo la formación de una de las versiones mientras se frenaba la otra, y ser autocatalítica; es decir, que el producto fuera el propio catalizador, de manera que el efecto se retroalimentara y creciera de forma exponencial. Durante décadas, el problema fue un acertijo de pizarrón, no se encontraba la forma de traducirlo a la química real.
La primera condición (la del catalizador) se resolvió a comienzos del siglo XX. Faltaban las otras dos, precisamente el motivo de este premio.
“La contribución de Kagan y Soai fue el desarrollo de la síntesis orgánica asimétrica –destaca Varela–. En el caso del primero, utilizando fundamentalmente catalizadores asimétricos. Si uno pone una pequeña cantidad de una sustancia que cataliza la reacción, es decir, que la acelera, y esa sustancia es asimétrica, se puede transferir quiralidad a un sustrato que no la tiene. Se producen lo que los químicos llamamos ‘estados de transición’; o sea, asociación entre el sustrato y el catalizador, que aunque esté en pequeñas cantidades, acelera la reacción hacia uno de los productos. Soai, por su parte, hizo una observación muy importante: vio que cuando tenía un compuesto y le ponía un pequeño exceso de uno de los enantiómeros en la reacción, el producto tenía la misma estructura que el exceso de catalizador, quiere decir que era autocatalítico, se iba produciendo más catalizador y se aumentaba la cantidad de producto asimétrico, quiral, que era a su vez catalizador de sí mismo y amplificaba la producción del compuesto”.
A principios de los años ochenta, Kagan era uno de tantos químicos que intentaban pulir las reacciones asimétricas para obtener productos lo más puros posible. Todos asumían algo que parecía de sentido común: si el catalizador contenía, por ejemplo, 75 % de una variante y 25 % de la otra, el producto saldría con esa misma proporción. Pero según explicó Somfai, Kagan se puso a estudiar el problema y vio que la relación no era lineal.
Soai tomó la posta y notó que el catalizador y el producto se parecían muchísimo. ¿Y si el producto pudiera ser su propio catalizador? Probó con muchas moléculas hasta dar con una que le permitió llegar a la meta. En 1995 publicó el experimento: partió de un exceso de apenas 2 % de una de las versiones y terminó con 87 %. Cumplía todos los criterios de Frank, pero no alcanzaba la pureza total, eso le llevó ocho años más. En 2003 presentó la versión definitiva, hoy llamada reacción de Soai. Partiendo de una solución sin ninguna quiralidad, la reacción produce las dos versiones, pero el azar hace que una se dé apenas en mayor cantidad. Esa mínima ventaja alcanza para que la mayoritaria se imponga y se copie a sí misma hasta dominar casi todo, hasta un 99,99 % del producto. Si se repite el experimento, a veces gana la mano izquierda y a veces la derecha, según lo que haya pasado por casualidad al comienzo.
En 37 experimentos, 19 dieron la versión zurda y 18 la diestra. En otra prueba, Soai arrancó con una pureza bajísima, usó el producto como catalizador de una segunda reacción, repitió el truco una tercera vez y terminó con un producto puro. “Es probablemente el experimento más genial de la química orgánica”, opinó Somfai.
Hoy una enorme cantidad de fármacos se diseñan usando las reacciones de Kagan y Soai. “El impacto de esta catálisis asimétrica y la amplificación quiral en la química orgánica es enorme. En la industria, lo que tiene que ver con la perfumería, con los medicamentos, la producción de sustancias puras, de un solo isómero, es fundamental”, subraya Varela.
Pero los aportes de estos químicos tienen otra dimensión, más sugestiva. Que alguien haya conseguido crear quiralidad desde una mezcla que no la tenía es lo más cercano a lo que ocurrió hace unos cuatro mil millones de años, cuando la vida empezó a elegir una orientación. “Lo que ocurrió entonces nadie lo va a saber con certeza, y la reacción de Soai no es el origen de la homoquiralidad, entre otras cosas porque usa reactivos que no existían en la Tierra primitiva –aclaró Somfai–. Lo que sí hizo fue mostrar que el fenómeno puede ocurrir espontáneamente y de esa forma revitalizó la investigación en esa área”.
Y afirmó Uxue Uria Pujana, investigadora y profesora titular de Química Orgánica e Inorgánica en la Universidad del País Vasco, a SMC España: “Un premio más que merecido. La vida es quiral y, en el caso de muchas moléculas esenciales, como los aminoácidos o los azúcares, la naturaleza se ha quedado mayoritariamente con uno de los dos posibles enantiómeros. ¿Cómo se llegó hasta ahí? Esa sigue siendo una de las grandes preguntas relacionadas con el origen de la vida. Y aquí es donde los trabajos de Kagan y Soai resultan fascinantes: Kagan mostró que la relación entre la pureza enantiomérica de un catalizador y la del producto no tiene por qué ser lineal y que pequeñas diferencias de quiralidad pueden amplificarse de forma sorprendente. Soai llevó esta amplificación a un nivel extraordinario mediante la autocatálisis asimétrica, en la que el propio producto cataliza su formación, haciendo posible que una diferencia inicialmente casi insignificante entre dos enantiómeros acabe dando lugar prácticamente a uno solo. Un ejemplo espectacular de cómo algo muy pequeño puede terminar marcando una enorme diferencia”.
Soai, que recibió la llamada del Comité Nobel mientras estaba haciendo compras cerca de su casa, confesó que este fue “el día más emocionante” de su vida, y contó que lo alegraba compartir el premio con Kagan, “un químico orgánico tan famoso”. Finalmente se reconoció el valor de sus investigaciones, iniciadas hace más de tres décadas.