Uma equipe internacional de pesquisadores, liderado por Mark E. Davis na Caltech, conseguiu fazer as primeiras peneiras moleculares quirais. Esta descoberta abre novas áreas de investigação em química e biologia, e tem amplas implicações para empresas farmacêuticas e outros fabricantes de produtos químicos especializados.

Uma característica comum entre as moléculas nas células é a quiralidade. Os objetos que têm quiralidade são imagens espelhadas uns dos outros. Assim como os humanos têm duas mãos que são imagens espelhadas uma da outra, as moléculas exibem lateralidade e têm versões esquerda e direita chamadas enantiômeros. Já que as moléculas da vida, ou seja, proteínas, açúcares e DNA, são quirais, os enantiômeros de moléculas como as drogas têm funções completamente diferentes quando interagem com as células.

Indústrias de especialidades químicas, como a farmacêutica, têm dificuldade em produzir moléculas quirais. Os desafios estão em separar as versões para destros e canhotos ou criar diretamente apenas o enantiômero desejado por meio de uma reação química.

Davis e sua equipe agora inventaram peneiras moleculares que são capazes de classificar e criar moléculas quirais. Com este desenvolvimento, os fabricantes podem ser capazes de produzir formas mais específicas e desejadas de medicamentos e outros produtos. Um exemplo de medicamento que pode ser melhorado, Davis diz, é a droga ibuprofeno, também conhecido por uma de suas marcas - Advil. O ibuprofeno contém formas para destros e canhotos, mas apenas a versão para canhotos é terapêutica.

"Para minimizar os efeitos colaterais associados ao ibuprofeno, como dor de estômago, úlceras, e outros problemas de saúde - seria útil escolher apenas a versão para canhotos, "diz Davis, o professor Warren e Katharine Schlinger de Engenharia Química da Caltech e investigador principal da nova pesquisa, que aparece na edição de 1º de maio da Proceedings of the National Academy of Sciences . "O objetivo para o futuro é criar formas quirais específicas de moléculas, não misturas. As peneiras moleculares quirais nos permitirão fazer isso de novas maneiras, que provavelmente serão menos proibitivas em termos de custo. Essas peneiras podem ser robustas e reutilizáveis, e não requerem temperaturas especiais e outras condições de operação. "

As peneiras moleculares são redes de cristal à base de silício usadas em aplicações comerciais multibilionárias que vão desde a produção de gasolina e óleo diesel até a purificação do oxigênio do ar. As peneiras, muitos dos quais são uma classe chamada "zeólitas, "parecem um queijo suíço ao microscópio, com poros interconectados menores que 2 nanômetros de tamanho. Os poros são o que tornam esses sólidos tão úteis:eles permitem que moléculas de apenas um determinado tamanho e forma passem. Além disso, os poros podem atuar como câmaras de reação catalítica para estimular a produção de produtos químicos específicos.

Para criar peneiras moleculares que podem permitir seletivamente a passagem de uma forma específica de uma molécula quiral, os pesquisadores fizeram vários avanços. Primeiro, co-autores da Rice University projetaram e implementaram métodos computacionais para ajudar a orientar o projeto de moléculas orgânicas quirais que direcionam a síntese das peneiras moleculares quirais. Segundo, Pesquisadores da Caltech - que passaram décadas aprendendo quais deveriam ser as propriedades das moléculas orgânicas orientadoras, e como usá-los para montar peneiras moleculares - preparada a projetada, moléculas orgânicas quirais e sintetizou as peneiras moleculares quirais. Terceiro, cientistas agora na ShanghaiTech University desenvolveram um novo, método de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução que foi usado para confirmar se as peneiras eram de fato as versões para destros ou canhotos. Os pesquisadores do Caltech também demonstraram que as peneiras podem separar moléculas quirais ou criá-las catalisando reações quirais.

"O que podemos fazer aqui por design é permitir que os pesquisadores escolham a forma que desejam:se você quiser a molécula da mão direita, você usa a peneira molecular certa e faz aquela. Se você quiser o outro, você usa a outra peneira molecular, "diz Davis, que tem trabalhado no problema da criação de peneiras moleculares quirais por 30 anos. "Agora, podemos sintetizar moléculas com quiralidade usando catalisadores de peneira molecular pela primeira vez. "