Recientes investigaciones han confirmado una teoría sobre la vitamina B1 que data de hace 67 años, al haber logrado estabilizar una molécula reactiva en agua, un logro que muchos consideraban imposible. Este descubrimiento no solo resuelve un misterio bioquímico, sino que también abre la puerta a métodos más ecológicos y eficientes en la producción farmacéutica.
La molécula en cuestión es un carbene, un tipo de átomo de carbono con solo seis electrones de valencia. Normalmente, el carbono es estable cuando tiene ocho electrones a su alrededor. Con solo seis electrones, el carbene es químicamente inestable y altamente reactivo, descomponiéndose casi instantáneamente en agua. Sin embargo, durante décadas, los científicos han sospechado que la vitamina B1, también conocida como tiamina, podría formar una estructura similar a un carbene en nuestras células para llevar a cabo reacciones vitales en el organismo.
Por primera vez, un equipo de investigadores ha logrado no solo generar un carbene estable en agua, sino también aislarlo y sellarlo en un tubo, observando que se mantenía intacto durante meses. Este hallazgo se detalla en un artículo publicado recientemente en Science Advances.
La confirmación de una hipótesis histórica
Vincent Lavallo, profesor de química en la Universidad de California, Riverside, y autor principal del estudio, afirmó: «Esta es la primera vez que alguien ha podido observar un carbene estable en agua. La idea de que esto era posible se consideraba una locura, pero resulta que Breslow tenía razón». Esta referencia es al químico Ronald Breslow, de la Universidad de Columbia, quien en 1958 propuso que la vitamina B1 podría convertirse en un carbene para impulsar transformaciones bioquímicas en el cuerpo. Aunque la idea era intrigante, la inestabilidad de los carbenos, especialmente en agua, hacía imposible demostrar su existencia en un contexto biológico.
El equipo de Lavallo logró su objetivo al envolver el carbene en lo que él denomina «un traje de armadura», una molécula sintetizada en el laboratorio que protege el centro reactivo del agua y otras moléculas. La estructura resultante es lo suficientemente estable como para ser estudiada mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear y cristalografía de rayos X, proporcionando evidencia concluyente de que los carbenos pueden existir en agua.
Más allá de confirmar una hipótesis bioquímica, este descubrimiento tiene implicaciones prácticas. Los carbenos se utilizan a menudo como «ligandos», o estructuras de soporte, en catalizadores basados en metales, que son esenciales en la producción de productos farmacéuticos, combustibles y otros materiales. La metodología de estabilizar carbenos en agua podría ayudar a que estas reacciones sean más limpias, menos costosas y más seguras.
«El agua es el disolvente ideal: es abundante, no tóxica y respetuosa con el medio ambiente», dijo Raviprolu. «Si podemos hacer que estos poderosos catalizadores funcionen en agua, eso es un gran paso hacia una química más ecológica». La capacidad de generar y mantener en agua estas moléculas intermedias reactivas acerca a los científicos a imitar la química que ocurre de forma natural en las células, que en su mayoría están compuestas de agua.
Para Lavallo, quien ha dedicado dos décadas a diseñar carbenos, este momento es tanto profesional como personal. «Hace solo 30 años, la gente pensaba que estas moléculas no podían ser creadas. Ahora podemos almacenarlas en agua. Lo que Breslow dijo hace tantos años, resulta que era cierto». El descubrimiento también sirve como un recordatorio para Raviprolu sobre la importancia de perseverar en la investigación científica. «Lo que parece imposible hoy podría ser posible mañana, si seguimos invirtiendo en ciencia».
