La química contra la COVID

No será fácil olvidar la pandemia: mascarillas, PCRs, vacunas, gases hospitalarios, fármacos y litros y litros de desinfectante entraron en nuestras vidas como escudos para vivir a salvo. 200.000 profesionales y más de 3.000 empresas del Sector Químico redoblaron sus esfuerzos para hacer frente a la COVID

Lavarnos las manos salvó nuestras vidas

Jabones y desinfectantes son el arma base contra el SARS-CoV-2. Lavarse las manos con jabón permitía destruirlo, al eliminar la capa de grasa que cubre al virus. Las moléculas de surfactante presentes en el jabón contienen largas cadenas formadas por átomos de carbono que ayudan a disolver los lípidos que protegen el material genético del virus, dejándolo indefenso.

Además del jabón, los geles hidroalcohólicos han estado ligados a nuestras vidas toda la pandemia. En su composición intervienen, en una concentración que varía entre el 60 y 85%, alcoholes de cadena corta –fundamentalmente alcohol etílico y el isopropílico– glicerina y peróxido de hidrógeno. En algunos casos, se añaden antisépticos, como el cloruro de benzalconio o clorhexidina, para aumentar su efectividad.

• La planta de BASF en Tarragona modificó su funcionamiento para producir tres millones de toneladas de desinfectante que donaron a varios hospitales locales.
• Dow produjo 300 toneladas de desinfectante para manos por mes en su complejo químico de Stade, Alemania, y adaptó una de sus instalaciones en los EE.UU con el mismo fin.
• El grupo Juste recibió el premio a la Conducta Responsable 2020 por «Aunar esfuerzos, difundir el compromiso y ahorrar tiempo contra el COVID-19». La organización modificó las líneas de producción para fabricar gel hidroalcohólico, que luego fue donado a organismos públicos y privados en coordinación con autoridades y otras organizaciones.
• Clariant, Repsol y Solvay modificaron los procesos de producción para fabricar desinfectantes de manos y/o superficies y donarlos a instituciones médicas, autoridades y otros.
• ExitusPlusTM: proporcionó soluciones eficaces para una descontaminación efectiva en el laboratorio, como PanReac AppliChem.

El oxígeno que permitió seguir respirando

La industria química desarrolla gases medicinales con múltiples aplicaciones. Entre ellas el oxígeno, indispensable en una enfermedad respiratoria como la COVID-19.

• El suministro de oxígeno y gases medicinales para el hospital de campaña situado en las instalaciones de Ifema se ejecutó en un tiempo récord. Air Liquide y Carburos Metálicos trabajaron conjuntamente en la instalación y dotación de los circuitos de oxígeno para atender a los pacientes ingresados por coronavirus Covid-19 en este complejo. Nippon Gases fue la gran proveedora de gases medicinales del Ifema.
• Carburos Metálicos ha participado en más de 150 intervenciones en hospitales para suministrar gases medicinales.
• Air Liquide también se encargó de preparar las instalaciones y suministrar oxígeno medicinal en diversos hospitales. Uno de ellos fue el hospital de campaña instalado en Vic, en el que la empresa administró un tanque de 15.000 litros. Además, la compañía realizó las adecuaciones pertinentes para la canalización de las tuberías y la instalación de 160 tomas de oxígeno para las camas de los pacientes.
• Nippon Gases también llevó a cabo tareas de instalación, suministro, canalizaciones y tomas de administración de oxígeno medicinal, especialmente en la Comunidad de Madrid. La compañía instaló varios puntos de administración de oxígeno en el Hospital Universitario Gregorio Marañón.

Los EPIs que se han hecho famosos

La industria química proporciona los polímeros y las fibras sintéticas para fabricar EPIs como mascarillas y guantes y material sanitario como jeringuillas, respiradores o incluso el recubrimiento de los medicamentos. Han trabajado en estrecha colaboración con el Ministerio de Industria realizando un seguimiento de las EPIs disponibles en el mercado internacional y suministrando la información a las autoridades de proveedores internacionales y de los especialistas del sector.

• Lubrizol activó la producción de materiales para la impresión en 3D de protectores faciales.
• BASF amplió el suministro de materia prima para la impresión 3D de material para hospitales, residencias de ancianos y personal de primeros auxilios, e inició la producción in situ de crema terapéutica para las manos para donarla a hospitales locales.
• Archroma y Ercros multiplicaron el suministro de materias primas para la fabricación de mascarillas y otros equipos de protección personal.
• Atlantic Copper, Clariant, Covestro, Dow, DuPont, ExxonMobil y Repsol donaron fondos y/o suministros críticos, como materias primas para dispositivos médicos, gafas de seguridad y monos para el personal médico, y colchones para hospitales.

Los fármacos que sirvieron de barrera

Tras identificar 300 interacciones entre las proteínas del SARS-CoV-2 y las humanas se identificaron 69 fármacos que podrían ser útiles para tratar la Covid-19.

• Los antivirales, especialmente el remdesivir. Gracias al remdesivir es posible impedir la replicación del virus. El fármaco fue fabricado por Gilead Sciences, fue el primero autorizado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) para su uso de emergencia contra la Covid-19.
• La plitidepsina. Se trata de un compuesto extraído de la ascidia Aplidium albicans que se utiliza contra la leucemia linfoide aguda y que comercializa la empresa española PharmaMar. La plitidepsina dio buenos resultados contra el HCoV-229E, que es un coronavirus relacionado con el que produce la enfermedad Covid-19 y ha demostrado su eficacia contra el SARS-CoV-2 en ensayos in vitro realizados por grupos de investigación de referencia a nivel mundial como el dirigido por el doctor Luis Enjuanes o el que dirige el doctor Adolfo García Sastre en el Instituto de Patógenos Emergentes en el hospital Mount Sinai de Nueva York.
• Los corticosteroides, que en general se usan para controlar la inflamación en enfermos de asma y con alergias, están dando buenos resultados para combatir los efectos de la Covid-19. En un estudio clínico realizado en junio de este año en más de 6.000 personas, la dexametasona redujo en un tercio las muertes en pacientes que estaban utilizando respiradores médicos y en un quinto en aquellos a los que se les estaba suministrando oxígeno.

Algunas de las moléculas que se están estudiando contra el COVID-19. Fuente: Research and Development on Therapeutic Agents and Vaccines for COVID-19 and Related Human Coronavirus Diseases, ACS Central Science, 2020

Moléculas que pueden servir de base de fármacos contra la COVID

Los PCR de nuestras vidas

La PCR es la prueba de referencia y permite detectar el ARN del virus. La prueba será positiva cuando en el análisis se detecte material genético del virus. La PCR la inventó un químico, y todo lo que se emplea para que funcione tiene que ver con la química.

PCR, o la reacción en cadena de la polimerasa, es una reacción química que los biólogos moleculares utilizan para amplificar (crear copias) fragmentos de ADN.

Esta reacción permite que unos pocos fragmentos de ADN se repliquen en millones o miles de millones de copias. La amplificación del ADN permite estudiar la molécula del ADN en detalle en el laboratorio y detectar coronavirus, si es que está. Con esta técnica se pueden producir un billón de copias de la secuencia en estudio en sólo unas pocas horas.

• Kary Banks Mullis compartió el Premio Nobel de Química en 1993 con Michael Smith, debido a la invención de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus siglas en inglés)

La base de las vacunas que acabarán con la pandemia

© Alphaspirit | Dreamstime.com

La vacunas de Pfizer y Moderna se pueden fabricar de forma totalmente sintética. Pero no solo hacen falta farmacéuticos y biólogos a bordo para desarrollarlas, también son imprescindibles los químicos.

Parte de la fuente secreta de estas vacunas es que los químicos han encontrado una manera de modificar el ARN y mejorar lo que la naturaleza ha desarrollado para aumentar su estabilidad y atenuar su extrañeza para el cuerpo.

• Las vacunas están encapsuladas en nanopartículas de lípidos, una cubierta grasa para proteger las frágiles moléculas de ARNm. Esos lípidos también están desarrollados sintéticamente.
• La vacunas también contienen conservantes, como 2-fenoxietanol, y estabilizantes, como azúcares (lactosa, sacarosa), aminoácidos (glicina), gelatina o proteínas (albúmina humana recombinante, derivada de levadura).
• Los tensioactivos, que se utilizan en alimentos como los helados, mantienen los ingredientes juntos.
• La industria farmaquímica mundial está volcada en el desarrollo de nuevas vacunas frente a la COVID-19 y en asegurar su posterior fabricación y distribución, en un reto sin precedentes en el que se necesitarán miles de millones de dosis en tiempo récord. Actualmente hay más de 160 vacunas contra la Covid-19 en proceso de investigación y casi 50 en fase clínica, además de más de 600 medicamentos que se están estudiando (datos OMS).
• Nippon Gases España sirvió más de dos toneladas de hielo seco, imprescindible para mantener la vacuna de Pfizer contra la COVID a -80ºC durante el traslado y conservación.

La química de vanguardia ante futuros COVID

La tecnología de ciencia química de vanguardia y el diseño de fármacos asistido por computadora (CADD) se ofreció para abordar la crisis del COVID-19. La inteligencia artificial también entró en el combate.

COVID Moonshot es una ambiciosa iniciativa de colaboración colectiva para acelerar el desarrollo de un antiviral COVID. Utilizan inteligencia artificial y la supercomputadora colaborativa de Folding @ home para determinar qué diseños de fármacos enviar para que los fabriquen y prueben en el laboratorio.

Utilizando las tecnologías de diseño y simulación molecular patentadas de UCB, los químicos computacionales trabajan de la mano con los químicos médicos para diseñar compuestos novedosos dirigidos no solo a la inhibición del SARS-COV-2, sino también a la inhibición de amplio espectro de múltiples coronavirus para proteger mejor nuestro futuro.

Hasta ahora, se han realizado colaboraciones colectivas de más de 5.000 diseños moleculares, de los cuales se han sintetizado más de 400 compuestos.