O Prêmio Nobel de Química deste ano reconhece os trabalhos de Henri Kagan e Kenso Soai sobre o controle e a amplificação da quiralidade em reações químicas. Kagan é da Universidade Paris-Sud, na França, e Soai, da Universidade de Ciências de Tóquio, no Japão.
A quiralidade ocorre quando uma molécula pode existir em duas versões que são imagens espelhadas entre si, como as mãos direita e esquerda. Embora tenham os mesmos átomos, essas formas apresentam organizações espaciais diferentes e são chamadas de enantiômeros.
Por que isso importa nos medicamentos
O organismo também tem estruturas quirais. Proteínas, enzimas e receptores podem interagir de maneiras distintas com cada versão de uma molécula. A talidomida é um dos exemplos mais conhecidos dessa diferença.
Na década de 1950, o medicamento era usado como sedativo e para tratar náuseas durante a gravidez. Seu uso esteve associado ao nascimento de milhares de crianças com graves malformações, incluindo a focomelia. Uma das formas da molécula tinha efeito sedativo e terapêutico; a outra era teratogênica e provocava má-formação dos fetos. Na época, essa diferença não era conhecida.
O caso mostrou a importância da estrutura tridimensional de uma molécula, além de sua composição química. Atualmente, o tema é central no desenvolvimento de IFAs, os Insumos Farmacêuticos Ativos. Dependendo do medicamento, formas quirais diferentes podem apresentar diferenças de atividade, metabolismo e segurança.
Uma das estratégias da química farmacêutica é usar sínteses assimétricas, que produzem preferencialmente a forma desejada e reduzem a necessidade de separar uma mistura de enantiômeros. Os estudos de Kagan e Soai ajudaram a demonstrar como pequenas diferenças de quiralidade podem ser controladas e amplificadas durante uma reação.
Da origem da vida ao Sirius
A quiralidade também aparece em moléculas ligadas à vida. Os aminoácidos presentes nas proteínas são predominantemente da configuração L, enquanto muitos açúcares biologicamente importantes pertencem à família D. A origem dessa preferência ainda é estudada, inclusive porque moléculas orgânicas quirais são encontradas em meteoritos.
Depois da síntese, é necessário identificar o que foi produzido. Uma das técnicas usadas para isso é o dicroísmo circular, disponível no Sirius, acelerador de partículas do CNPEM, o Centro Nacional de Pesquisas em Energia e Materiais. O equipamento é um dos quatro de 4ª Geração em pleno funcionamento no mundo e fica em Campinas (SP).
A CEDRO é uma das linhas de luz do Sirius e usa luz síncrotron para estudar a estrutura e o comportamento de moléculas, especialmente proteínas. O dicroísmo circular permite analisar como moléculas quirais interagem de forma diferente com luz circularmente polarizada, gerando informações sobre sua estrutura e organização.
Essa análise também ajuda a compreender mudanças na conformação de proteínas. Na doença de Creutzfeldt-Jakob, uma proteína pode assumir uma forma anormal e favorecer a alteração de outras proteínas, em um processo que leva à degeneração do tecido nervoso. O caso do influenciador Lito Sousa, do canal Aviões e Músicas, é citado como exemplo dessa relação entre estrutura, função e doença.
Assim, o estudo da quiralidade conecta pesquisas sobre a origem da vida, o desenvolvimento de moléculas farmacêuticas e a caracterização realizada em uma grande infraestrutura científica como o Sirius.
