Nova Xarxa Temàtica de Sistemes Col.loidals (núm. 22, 1998)

S'ha presentat la nova Xarxa Temàtica de Sistemes Col.loidals, creada amb el suport de la Direcció General de Recerca de la Generalitat de Catalunya. Està constituïda per grups del Departament de Tensioactius del Centre d'Investigació i Desenvolupament (CSIC), de les facultats de Química i de Farmàcia de la Universitat de Barcelona, de l'Escola d'Enginyeria Industrial de la Universitat Politècnica de Catalunya i del Departament de Tecnologia d'Aliments de la Universitat de Lleida.

Tots aquests grups ja portaven força temps treballant en col.loids. Ara, amb la Xarxa, apleguen experiència i infrastructura per potenciar la recerca i oferir a les empreses un servei més ampli.

Parlar de sistemes col.loidals és parlar d'emulsions: com fer-les, com mantenir una dispersió i una textura idònia, com evitar que els seus components es separin... Així, una maionesa sense ou, que és emulsionant natural, necessita un tractament específic per obtenir la textura i el punt d'emulsió habitual.

Pintures, cosmètics, farmàcia, alimentació són, entre d'altres, sectors industrials als quals es pot aplicar els resultats dels treballs d'aquesta nova Xarxa.

Biblioteques de molècules (núm. 22, 1998)

Científics del Departament de Química Orgànica Biològica del Centre d'Investigació i Desenvolupament (CID-CSIC), i del Departament de Bioquímica i Biologia Molecular de la Universitat de València, s'han unit per treballar en el camp de la química combinatoria. Com a resultat, ja han creat la seva primera biblioteca de molècules orgàniques.

La biblioteca conté més de 10.000 pseudopèptids d'interès per a sectors com ara el biomèdic o l'agroalimentari, i està a disposició de les empreses. Els investigadors també estan oberts a elaborar biblioteques específiques per a les empreses que ho requereixin.

Fa uns anys, el coll d'ampolla en el desenvolupament de nous fàrmacs era l'assaig d'activitat biològica, procés més llarg i complex que la síntesi de molècules. El desenvolupament i implantació de processos automatitzats d'assaig ha permès escurçar aquest temps d'assaig fins a uns nivells que han invertit la situació anterior: en l'actualitat la demanda de molècules per provar s'ha convertit en el pas limitant per al desenvolupament de fàrmacs.

Si sintetitzar els productes, un a un, és un procés massa llarg i poc eficient ¿per què no sintetitzar i assajar grups molt nombrosos de molècules (biblioteques), construïdes de forma lògica i simultània? Així, una vegada trobat un resultat d'activitat biològica d'interès, es pot tornar enrera i "desagrupar" els components de les biblioteques per trobar les molècules responsables de l'activitat. Aquesta és la idea de la química combinatoria, especialitat nascuda als EE.UU. a principis dels anys 90, on està transformant el sector farmacèutic i que ara es comença a implantar al nostre país.

Les biblioteques de molècules escurcen el temps de síntesi i permeten provar, simultàniament, moltes substàncies a la vegada. Es per això que ofereixen més possibilitats de trobar nous productes dels anomenats "caps de sèrie" (molècules amb propietats i activitats inesperades, que hom no hauria imaginat mai per deducció) així com optimitzar estructures ja actives.

S'ha dit que la química combinatoria, conjuntament amb l'estudi del genoma humà i els processos automatitzats d'assaig, constitueixen les tres tecnologies de futur per al descobriment de nous fàrmacs caps de sèrie o per l'optimització d'estructures d'activitat coneguda.

Sobre l'abast econòmic que ha pres aquets camp, un informe econòmic al Chemical and Engineering News (1996) xifrava en més de mil milions de dòlars els acords de R+D entre les multinacionals farmacèutiques i les empreses creades a l'entorn de la química combinatoria. Entre aquestes transaccions destaquen els més de 500 milions de dòlars invertits per Glaxo-Wellcome en l'adquisició de l'empresa Affymax, una de les capdavanteres del sector.

Envers la nova "llista negra" (núm.21, 1997)

L'any 1996, la Unió Europea va promulgar una nova Directiva per a la prevenció i el control integrat de la contaminació (96/61/CE), que amplia el conjunt de contaminants que haurien de ser controlats en els efluents industrials. A partir d'aquesta nova directiva, l'anomenada "llista negra" serà, en pocs anys, molt més amplia (recordem que l'última llista, encara vigent, és de l'any 1976) Això obviament afectarà les empreses.
Abans que això arribi, la UE impulsa línies de recerca per aconseguir nous protocols i metodologies de control ambiental. I es que el 95% dels contaminants dels efluents industrials que haurien de ser controlats no poden ser detectats amb els mètodes estàndard. Compostos iònics, polars, pesants i tèrmicament inestables no poden ser detectats o passen desapercebuts amb els mètodes estàndard de cromatografia de gasos i espectrometria de masses.
La cromatografia de líquids amb espectrometria de masses és una bona alternativa però s'ha emprat poc i sols arribaria a detectar fins a un 30% dels contaminants orgànics. Restarien encara molts contaminants que, avui, no estan caracteritzats o són desconeguts.

L'objectiu actual és, doncs, aconseguir els mètodes per detectar i controlar el màxim possible de contaminants desconeguts o indetectables, qualitativament i quantitativament. Aquesta és la fita del Waste Water Cluster (WWC), un grup que s'ha creat aquest mateix any i uneix investigadors d'Àustria, Alemanya, Espanya, Grècia, Països Baixos, Regne Unit i Suècia. El WWC està coordinat per Damià Barceló, del Departament de Química Ambiental del Centre d'Investigació i Desenvolupament (CID-CSIC), a Barcelona.
El WWC integra varis projectes de recerca en col.laboració amb les indústries. Com a primer pas, els investigadors estan caracteritzant els residus de diferents sectors industrials (adobaments, tèxtil, petroquímica, tractament d'aigües i papereres) a partir de mostres facilitades per les empreses que volen col.laborar en el projecte. El que s'espera és obtenir informació real de cada sector industrial, així com dels contaminants que s'aboquen i cal regular. També es vol conèixer el comportament (transformació, transport en el medi i toxicitat) de grups de contaminants preseleccionats: fenols, detergents, anilines i metabòlits.
El problema no és gens senzill. Al 1990, per exemple, la producció mundial de detergents arribava als 6 milions de tones mètriques. I un ampli grup de contaminants no està regulat perquè no existeix un mètode analític de rutina. Conseqüentment, tant el diagnòstic com les teràpies aplicades són erronis.

Per caracteritzar els contaminants desconeguts o indetectables, els investigadors combinaran la cromatografia de líquids i l'espectrometria de masses amb extracció en fase sòlida amb polímer sorbent o amb ionització química a pressió atmosfèrica. Però el control industrial requereix sistemes més ràpids i econòmics. Es per això que, paral.lelament, es proposen el desenvolupament de biosensors i ELISA (Enzyme Linked InmunoSorbent Assays), kits que contenen anticossos i enzims sensibles als contaminants. Aquests són, actualment, la millor eina que pot disposar la indústria per detectar i quantificar els contaminants. Així, per exemple, el Departament de Química Ambiental del CID està provant kits ELISA per determinar pentaclorofenol, carcinogènics PAHs i BTEX (benzè, toluè, etilbenzè, i o-, m- i p-xylè)

Un nou catalitzador altament actiu (núm.18, 1996)

Investigadors de l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) han desenvolupat un nou catalitzador homogèni altament actiu, d'interès per a la indústria farmacèutica i química en general.

S'ha demostrat que en hidrogenació de substàncies, procés habitual a la indústria amb el que es converteix substàncies insaturades en saturades, és 8 vegades més ràpid que el catalitzador Wilkinson, un dels més utilitzats per aquesta tasca. El nou catalitzador és especialment eficaç quan es tracta d'alquens terminals (substàncias amb doble enllaç al final de la cadena). Fins ara s'ha demostrat que és actiu en 50.000 cicles.
Els investigadors estudien altres possibles aplicacions del catalitzador, com la síntesi enantioselectiva o la ciclopropanació.

C02 supercrític per eliminar residus tòxics (núm.18, 1996)

El Departament de Química Ambiental, del Centre de Investigació i Desenvolupament (CID-CSIC), i el Departament d'Enginyeria Química de la Universitat Politècnica de Catalunya, estudien les posibilitats d'ús del C02 supercrític per eliminar residus tòxics de sòls, cendres d'incineradores o residus sòlids de les indústries.

Els investigadors es centren fonamentalment en l'extracció de compostos tòxics de caràcter orgànic (dioxines, aromàtics policíclics, herbicidas, PCB's...). Aquesta metodologia, que es pot complementar amb altres per a reciclar el residu o bé per eliminar-lo, també podria ser aplicada en casos de vessaments accidentals en plantes industrials.

Química orgànica: enzims per la síntesi d'enantiòmers (núm.15, 1995)

Un dels grans problemes que el químic orgànic ha d'afrontar es el relacionat amb la síntesi de productes amb un o varis centres quirals. Es tracta de substàncies que, tenint exactament les mateixes molècules, poden presentar-se amb estructures diferents i, en conseqüència, amb variacions en les seves propietats.
Aquí es requereixen mètodes que permetin una síntesi enantioselectiva òptima, es a dir, que permetin obtenir sols l'enantiòmer o, per dir-ho així, l'estructura, que conté el principi actiu.

Els mètodes convencionals poden requerir pases prèvies tedioses, tenen generalment baixa enantioselectivitat i fan necessari l'ús de dissolvents orgànics, donada la poca solubilitat dels compostos orgànics en aigua. A més, els compostos auxiliars quirals són generalment cars. Tota una sèrie d'inconvenients que fan atractiu el cercar una via alternativa amb els enzims, els avantatges dels quals es comencen a conèixer pocs anys ençà.

El Departament de Química Orgànica Biològica del Centre d'Investigació i Desenvolupament (CID-CSIC) estudia l'ús d'enzims com a catalizadors per a les reaccions orgàniques de forma enantioselectiva.
Els enzims, que es poden emprar aïllats o en forma de llevats, tenen l'avantatge de ser molt versàtils. Poden actuar tant en solucions aquoses com en disolvents orgànics, i tenen una alta enantioselectivitat. Actúen en condicions suaus, sovint a temperatura ambient, i amb un pH proper a la neutralitat.

Com exemples d'aplicació es poden destacar la preparació via enzimàtica de l'edulcorant aspartame, la conversió de la insulina de porc en insulina humana, la síntesi del carbovir (agent contra el virus de la SIDA) o la preparació de l'(S)-propanalol (per al tractament de problemes cardiovasculars).

El Departament de Química Orgànica Biològica del CID ha encetat una línia de recerca que comprèn l'ús d'enzims per a la preparació enantioselectiva d'alcohols quirals amb activitat farmacològica. Actualment treballen en la síntesi del BMS 181100, un potent antidepressiu.
Els investigadors estan preparats per a establir col.laboracions amb indústries o laboratoris farmacèutics per a treballar en el camp de biotransformacions enzimàtiques en temes d'interès comú.