Un colombiano en el equipo del nuevo Nobel de Química

Cuando al alemán Benjamin List le anunciaron hace unos días que era el nuevo Nobel de Química, estaba en Ámsterdam (Holanda), de viaje con su esposa, la doctora Sabine List. Tomaban el desayuno cuando recibió un mensaje desde Suecia. Salió del lugar en el que se encontraba y contestó el teléfono. Pensó que se trataba de una broma. “Era como estar en un sueño”, dijo unos días después. “Tuve que inhalar y exhalar profundamente para sentirme sereno”. (Le recomendamos: Guía para entender el Premio Nobel de Química del 2021)

En una entrevista que le hicieron, List decía que le dieron ese reconocimiiento por hacer una “economía atómica perfecta”. Es decir, lograr una “reacción química perfecta”, sin necesitar los reactivos tóxicos que se suelen utilizar y sin producir los desechos que causan las mezclas. A diferencia de muchos colegas, había logrado una reacción “elegante” y “hermosa”. “Nuestras moléculas tienen cierta belleza”, había señalado.

Junto al otro ganador del Nobel, David MacMillan, List había abierto un nuevo camino en el mundo de la química a principios del siglo XXI. En el 2000 publicaron, con solo un par de meses de diferencia, dos artículos que contribuyeron a crear otra ruta para hacer reacciones mucho más simples, limpias y baratas. La llamaron “organocatálisis”. Todo un universo por explorar, especialmente para la industria farmacéutica. (Puede leer más noticias de ciencia aquí)

“No es que fuera un nuevo jugador en la química”, le dijo a The New York Times H. N. Chen, presidente de la American Chemical Society. “Tampoco era una nueva pieza. Ellos abrieron el tablero de ajedrez para que otros pudieran jugar”.

Para List, alemán, una de las razones que le permitieron abrir ese nuevo sendero fue la libertad con la que le han permitido trabajar. Según dijo a los organizadores del Nobel, gracias a eso ha sido creativo y ha cumplido sueños, algo que también transmite a su equipo de trabajo. “Les doy libertad. No soy un esclavista ni les digo que trabajen día y noche. Los animo a pensar y a disfrutar de la vida. Cuando tenemos que celebrar, lo hacemos; cuando alguien tiene un pequeño descubrimiento, tenemos una pequeña fiesta, como hace unas semanas, cuando cada estudiante trajo comida de su país y hablamos del respeto mutuo y la diversidad”, aseguró.

En ese grupo hay, desde hace más de cuatro años, un químico colombiano. Su nombre es David Díaz y Benjamin List es su tutor de tesis del doctorado. El Espectador conversó con él. Este es su relato de cómo es trabajar y celebrar con un premio Nobel.

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“Mülheim es una ciudad pequeña, en el noroeste de Alemania. Es, más o menos, del tamaño de Zipaquirá. Está cerca a Dortmund, tal vez un poco más conocida por su equipo de fútbol, el Borussia Dortmund. También está a solo una hora de Colonia, que es más grande y atrae a más turistas. Allí queda el instituto donde trabajo: el Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, que traduce Instituto Max Planck de Investigación del Carbón. Llegué en 2017 a hacer mi doctorado y mi tutor y jefe es Benjamin List, que acaba de ganar el Premio Nobel de Química.

El día que lo anunciaron, el 6 de octubre, yo estaba en el laboratorio. Era mediodía y aún hacía sol en Alemania. Empezaba el otoño. Puse la ceremonia en YouTube y, como casi todos mis compañeros, pensaba que el Nobel se lo iban a dar a los equipos que desarrollaron las vacunas contra el coronavirus. En nuestras conversaciones, los ganadores eran quienes estaban detrás de las de ARN mensajero, pero esa mañana nos llevamos una sorpresa. (Puede leer: El Nobel de Química es para quienes “revolucionaron la construcción de moléculas”)

El anuncio del Nobel siempre lo hacen primero en sueco. Yo, claro, no entiendo ni papa de sueco. Así que cuando pronunciaron una palabra parecida al nombre de mi jefe, no me sorprendí. Paré todo lo que estaba haciendo y miré el computador. Después repitieron el fragmento en inglés y no lo podía creer: habían dicho Benjamin List. Los gritos estallaron en todas las oficinas.

Cuando salí, nos miramos como si se tratara de una broma. “¿Es en serio? ¿List es el nuevo Nobel? ¿A los 53 años?”. No podíamos creerlo. Todos, de alguna manera, sabíamos que él ha sido alguien muy importante en el mundo de la química y que lo que ha hecho ha ayudado a cambiar muchas cosas, pero no esperábamos que este premio llegara tan pronto. Por lo general, se lo dan a personas mayores, no a cincuentones. Así que, para saber si era mamadera de gallo, decidimos llamarlo porque justo ese día estaba en Ámsterdam, con su esposa. Nos contestó después de un rato. Era verdad: se había ganado el Nobel. De la nada empezaron a salir botellas de champaña.

Como nunca lo habíamos hecho, organizamos una fiesta a contrarreloj; en menos de tres horas. Compramos otras 130 botellas y mandaron al chofer del instituto a recoger a Benjamin. Mülheim está a solo una hora y media de Ámsterdam. Cuando llegó, le hicimos una gran bienvenida: 300 personas en una ovación, con aplausos y flores. Había periodistas y cámaras por todos lados. Él, muy sencillo, agradeció y dio una rueda de prensa. Después la fiesta continuó. Estábamos felices; para nosotros, que hacemos ciencia, ese reconocimiento es un sueño.

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Yo había llegado a Mülheim en enero de 2017, con 26 años. En 2016 apliqué por segunda vez al doctorado del Instituto Max Planck de Investigación del Carbón y una semana después de hacerlo me llamaron a entrevistarme. Les conté cómo me había enterado de la existencia de Benjamin List y de su trabajo en la organocatálisis, que fue la razón por la que le concedieron el Nobel. Pero de eso hablaremos más adelante.

Resulta que en una asignatura de la maestría en Química en la Universidad Nacional tuve que hacer una exposición sobre esa palabra que había escuchado en el pregrado, pero, para ser honesto, no me era muy familiar. Mientras preparaba mi presentación, en todos los artículos que había leído aparecía el nombre de Benjamin List. Busqué en internet todo sobre su grupo de investigación y vi dónde estaban y qué hacían. Me pareció fascinante.

Así que, después de un año de ser profesor en un par de universidades, mandé mi solicitud para hacer el doctorado. La verdad, no tenía ninguna expectativa, pero al parecer les gustó mi perfil. Yo me había enfocado en el área de química orgánica, que es la química del carbono. Para simplificarlo un poco, es la química que estudia los compuestos presentes en seres vivos, como los animales y las plantas, aunque no solo eso. Los compuestos orgánicos también están en los plásticos, los medicamentos y en muchos fertilizantes. El caso es que, al cabo de una semana, me invitaron a ir a hacer con ellos el doctorado. Superé la burocracia y empaqué mis maletas para irme a Alemania.

Quienes no lo saben, Alemania tiene una gran reputación en química. Aquí se han hecho muchos de los hallazgos más importantes en nuestro campo. De Alemania provienen algunas de las teorías que son pilares de la química. En 1828, aquí nació la química orgánica. Fue uno de los grandes momentos para la ciencia. Además, el Gobierno alemán invierte muchos recursos. Eso ha permitido que tengan institutos como en el que estoy y profesores de la talla de List.

En el instituto hay cinco o seis grupos con su respectivo director. En el de Benjamin somos unas 35 o 40 personas. Hay, como yo, estudiantes de doctorado, químicos haciendo investigación posdoctoral, técnicos trabajando en el laboratorio y personal administrativo. “Grupo de catálisis homogénea” es nuestro nombre formal, pero somos un equipo particular: hay personas de todos los continentes y el jefe, Benjamin, es muy cercano. Hace actividades para integrarnos. Un fin de semana vamos de paseo; otro organizamos una comida. Él siempre participa. No encaja en la popular figura de científico huraño.

Pero él también tiene un modo excepcional de trabajar. En vez de llevar a sus alumnos de la mano, prefiere darles toda la independencia. Cuando llegué ese enero de 2017, me abrió las puertas del laboratorio y me deseó buena suerte. “A experimentar”, me dijo. Y yo solo no tuve más remedio que empezar. Todos sufrimos un poco al principio, pero eso nos ayuda a encontrar la autonomía.

Desde entonces, todos los días trabajo en esa idea por la que Benjamin ganó el Nobel. Entro a mi campaña de extracción, que es como un cubículo con un extractor que absorbe los vapores tóxicos, y pongo a correr reacciones. Es decir, tomo un recipiente y añado diferentes sustancias. Luego, para ponerlo en palabras sencillas, las agito, las caliento o las enfrío. Al final se forman varias sustancias, que purificamos y analizamos.

En química, para recordar las clases del colegio, casi todo son líquidos y sólidos. Pero con solo ver un líquido no tenemos mucha información así que nos ayudamos de equipos para observar los detalles. Es como hacer, guardadas las proporciones, una resonancia magnética; solo que, en vez de examinar a una persona, es una muestra. Eso nos permite obtener toda la información de la nueva sustancia. Por ejemplo, puedo determinar la pureza y si necesito purificarla más. Aunque, claro, utilizamos muchos más equipos, pero es mejor no perdernos en tecnicismos.

Con los resultados en la mano, cada dos semanas nos reunimos con Benjamin y conversamos sobre lo que encontramos. Es, más o menos, como el método científico: al principio tenemos una hipótesis, luego hacemos una reacción y obtenemos una sustancia, analizamos los resultados en equipo y estudiamos caminos para optimizar el proceso. Si no funcionó, volvemos a hacer más experimentos. Pero llega un momento, después de hacer muchos ensayos, en el que observamos que sucede algo general. En otras palabras, cuando usamos un tipo determinado de catalizadores (ya volveré sobre esto) con ciertas sustancias siempre ocurre una reacción particular. Cuando se vuelve la regla quiere decir que ya empezamos a tener resultados bastante claros y reproducibles. Entonces, ya tenemos material para escribir un artículo, como yo, que acabo de terminar mi paper y será publicado en unas semanas. Si todo sale bien, en enero seré doctor en Química.

Pero volvamos a los terrenos de la química de Benjamin List para entender por qué lo que hizo fue histórico.

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En el año 2000, List, por un lado, y David MacMillan, por el otro, publicaron un par de artículos donde demostraban algo que, de alguna manera, cambió el rumbo de la Química. Encontraron que moléculas orgánicas, de las cuales hay montones en nuestro planeta y además son relativamente fáciles de preparar, podían actuar como catalizadores. Para decirlo de manera simple, la catálisis es un proceso que nos permite acelerar reacciones. Como estos nuevos catalizadores son moléculas orgánicas, de ahí proviene la palabra que se volvió popular la semana pasada: “organocatálisis”.

Antes de que iniciara el siglo XXI, se creía que solo existían dos tipos de catalizadores en el planeta: las enzimas, que son las proteínas que están en los seres vivos, y los compuestos con metales. Pero eso implicaba un gran problema: las enzimas solo funcionan para reacciones muy específicas y los metales que se utilizan son supremamente exóticos; son los elementos raros de la tabla periódica. Entre ellos está el paladio, el rodio y el rutenio. Pero, como hay muy pocas cantidades de ellos en la Tierra, en algún momento no será sostenible usarlos en procesos a gran escala. Además, esos metales tienen otro gran “pero”: son tóxicos.

Muchas de estas reacciones tienen un problema más: lo que se obtiene es una mezcla 50/50 de dos sustancias muy similares entre sí. Una es el reflejo de la otra. Para comprenderlo, la mejor analogía es poner una mano sobre la otra. Son casi idénticas, pero no encajan a menos que las unamos por las palmas. Los químicos las llamamos imágenes especulares.

Muchas veces solo una de esas dos moléculas funciona, por ejemplo, como activo farmacéutico, y la otra molécula puede ser tóxica. Si ese es el caso, no se puede vender esa mezcla de las dos sustancias; hay que separarlas primero, y eso puede ser bastante caro y difícil.

Pero, a partir del año 2000, empezaron los descubrimientos de List y de MacMillan, que hacen parte de la “catálisis asimétrica”, que es el nombre técnico. Lo valioso es que permiten favorecer la formación de solo una de esas dos imágenes especulares. Así ya no tenemos que gastar recursos para separarlas.

Entonces, lo que hacemos hoy en el instituto es preparar “organocatalizadores asimétricos” para optimizar procesos que son relevantes para la industria. Nosotros buscamos caminos para que sean más viables económicamente y para que tengan un menor impacto ambiental. Por ejemplo, a veces ponemos un 1% de catalizador y eso puede ser suficiente para obtener la formación selectiva de la imagen especular que deseamos. A punta de ensayo y error, volvemos a hacer experimentos hasta lograr una mayor eficiencia.

La industria farmacéutica es una de las más beneficiadas con este proceso. Hay varias sustancias que se han podido preparar gracias a la organocatálisis. El oseltamivir, un antiviral, es una de ellas. Otra es la paroxetina, un fármaco antidepresivo que es útil para tratar algunos trastornos mentales. En camino, estoy seguro, vendrán muchos más; muchísimos.

De hecho, mi tesis de doctorado consiste en optimizar la preparación de sustancias que tienen aplicación farmacéutica. Por obvias razones no puedo dar muchos detalles, pero espero que mis resultados contribuyan a que las farmacéuticas preparen sustancias más eficientemente. Es posible que también favorezca a quienes trabajan en la producción de aromas.

Mientras es publicado el artículo, tendré que resolver otra gran duda: si quedarme en Europa o regresar a Colombia cuando me gradúe del doctorado. Como todos los que venimos a estudiar, extraño a personas cercanas, la deliciosa comida y hablar español. Pero, tristemente, ser científico hoy es difícil en Colombia”.

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Un colombiano en el equipo del nuevo Nobel de Química

Hank Gilbert