El Premio Nobel de Química 2026 fue concedido al francés Henri B. Kagan y al japonés Kensō Soai por descubrir una solución al enigma de la asimetría química de la naturaleza, un hallazgo que abrió nuevas vías para manipular las reacciones utilizadas en la fabricación de productos farmacéuticos, fragancias y ciertos materiales.
El trabajo de estos dos científicos abordó uno de los fenómenos químicos más misteriosos de la vida, conocido como homoquiralidad. El término hace referencia a las llamadas moléculas quirales, que se caracterizan por presentarse en dos variantes especulares posibles, de las cuales solo una está presente casi de manera exclusiva en los organismos vivos.
Conocidas como enantiómeros, ambas versiones de las moléculas poseen propiedades físicas similares, pero pueden comportarse de manera diferente. El Comité Nobel se apoyó en un ejemplo sencillo para explicarlo: “Imagina que eres un cerrajero que fabrica llaves por encargo. El problema es que, al producirlas, siempre obtienes dos copias idénticas, pero solo una encaja en la cerradura; además, si tus clientes intentan abrirla con la otra llave, la cerradura podría dañarse. Desafortunadamente, distinguir las llaves es muy difícil, así que el cliente se lleva las dos”.
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Saúl Alberca Manzano, profesor del departamento de Química Orgánica y Farmacéutica de la Universidad de Sevilla, explica para SMC España que "nuestro ADN, nuestras proteínas tienen naturaleza quiral, tienes dos posibilidades, son moléculas que solo hacen girar la luz hacia un lado o hacia el otro, y eso era un misterio de por qué unas y no otras. Estas dos personas han dado con la tecla de por qué la naturaleza es homoquiral”.
En el desarrollo de nuevos fármacos que utilizan, por ejemplo, aminoácidos o moléculas de azúcar como base, la homoquiralidad representa un problema: mientras uno de los enantiómeros de estas moléculas quirales genera el efecto terapéutico deseado, el otro puede causar efectos secundarios innecesarios y, en ocasiones, perjudiciales.
El descubrimiento de las moléculas quirales se remonta a los tiempos de Pasteur, quien encontró en el ácido tartárico dos formas que eran imágenes especulares entre sí y que, además, reaccionaban de manera opuesta al ser expuestas a ciertas bacterias. Desde entonces, diversos investigadores intentaron replicar la homoquiralidad en el laboratorio con el objetivo de comprender su origen espontáneo y aplicar estos conocimientos al diseño de reacciones controladas con diferentes fines. Sin embargo, los primeros experimentos obtenían cantidades iguales de las dos variantes, sin poder reproducir la selectividad observada en la naturaleza.
A principios del siglo pasado, el químico alemán Willy Marckwald diseñó una reacción asimétrica capaz de producir una cantidad ligeramente mayor de una de las dos versiones. Lo logró mediante un catalizador quiral, una sustancia que facilita una reacción química sin consumirse y favorece la formación de uno de los enantiómeros. No obstante, la diferencia entre ambas variantes era pequeña.
Más tarde, en 1953, el físico teórico Charles Frank propuso un modelo matemático que planteó tres condiciones para reproducir la homoquiralidad: debía existir una reacción asimétrica capaz de favorecer una de las dos versiones; ese desequilibrio debía amplificarse, y la propia reacción debía producir el catalizador que la impulsaba. Esta última característica se denomina autocatálisis y genera una especie de retroalimentación positiva, en la que una pequeña ventaja inicial puede hacer que una de las variantes aumente cada vez más rápido hasta dominar la reacción.
La asimetría de la naturaleza fue replicada con éxito en el laboratorio
Estos trabajos fueron la base de la investigación de Henri Kagan, quien, desde principios de la década de 1980, se enfocó en perfeccionar las reacciones asimétricas por medio del estudio detallado del catalizador.
En aquel entonces, los científicos solían utilizar catalizadores formados por un átomo de metal que funcionaba como motor de la reacción y una sustancia quiral que garantizaba que el proceso fuera asimétrico. Suponían que, si utilizaban una mezcla con cantidades iguales de las dos versiones de esa molécula quiral, el resultado también sería una mezcla equilibrada.
Kagan comenzó a cuestionar esa idea. Se dio cuenta de que el átomo metálico probablemente no interactuaba con una sola molécula quiral, sino con dos al mismo tiempo. Esto significaba que, al mezclar las versiones A y B, podían formarse tres combinaciones diferentes: A-A, B-B y B-A. Las dos primeras producirían moléculas que serían imágenes especulares entre sí. Pero la combinación A-B era diferente y podía comportarse de otra manera durante la reacción.
El científico descubrió que la combinación B-A podía frenar la reacción y, como resultado, favorecer indirectamente la formación de una de las dos versiones de la molécula final. El fenómeno se denominó “efecto no lineal” y constituyó una nueva forma de manipular las reacciones químicas.
“Además de su interés práctico, los efectos no lineales constituyen una herramienta muy valiosa para estudiar los mecanismos de reacción y la naturaleza de las especies catalíticamente activas”, precisó José María Andrés García, catedrático del departamento de Química Orgánica de la Universidad de Valladolid, en una declaración retomada por SMC España.
Con base en los hallazgos de Kagan, Kensō Soai se cuestionó si era posible crear una reacción en la que el propio producto actuara como catalizador y ayudara a fabricar más moléculas iguales a él, generando una tendencia preferente hacia una de las dos versiones en espejo de una molécula.
El científico realizó un ensayo con una sustancia conocida como 5-pirimidilalcanol. El experimento comenzó con apenas un 2% de ventaja de una de las dos versiones de la molécula y, después de la reacción, esa ventaja había aumentado hasta 87%.
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En los años siguientes, Soai siguió investigando para alcanzar la pureza casi absoluta que caracteriza a muchas moléculas presentes en los seres vivos. Finalmente, en 2003, presentó una reacción en la que, a partir de sustancias que no tenían una orientación definida, aparecía por azar una pequeña cantidad de una de las dos versiones. Esa pequeña diferencia podía utilizarse para producir muchas más moléculas de la misma variante. Poco a poco, una de ellas terminaba dominando la reacción y podía llegar a representar 99.99% del producto.
En otras palabras, la reacción formó solo una de las dos versiones especulares posibles. “Aparte de la vida misma, nadie había alcanzado tal hazaña con anterioridad. Gracias a Henri Kagan y Kensō Soai, ahora sabemos cómo puede surgir la homoquiralidad. Sus descubrimientos han sido decisivos para los químicos que diseñan reacciones para la fabricación de productos farmacéuticos”, concluyó el Comité Nobel.
