Hojas artificiales que producen fármacos usando solo la luz del Sol

Muchos de los grandes retos y problemas a los que se enfrentan los ingenieros y científicos de hoy en día ya han sido resueltos por la Naturaleza y la evolución hace millones de años. Piensa en una simple hoja de árbol… es una factoría en miniatura que recoge luz del sol, utiliza esa energía mediante moléculas de clorofila y realiza una reacción química que convierte el CO2 y el agua en glucosa. El árbol utiliza esa glucosa para obtener energía y expulsa el oxígeno como producto de desecho. Es una máquina natural realmente avanzada y no es extraño que, durante las últimas décadas, se haya convertido en un ejemplo y modelo para infinidad de proyectos.

Imagina ahora que pudiéramos producir compuestos químicos, como por ejemplo fármacos y medicamentos, en cualquier momento y en cualquier lugar sin el uso de grandes complejos industriales o combustibles fósiles. Todo lo que necesitaríamos sería abundante luz del sol y una revolucionaria tecnología capaz de imitar el funcionamiento de una simple hoja… un equipo de investigadores de la Eindhoven University of Technology lleva trabajando durante una década para conseguir los primeros pasos hacia un prototipo eficiente de este tipo.

El artículo se ha publicado hace unas semanas y en su nota de prensa los científicos presentan “un mini-reactor que, al igual que las hojas en la naturaleza, absorbe la luz solar y genera reacciones químicas”. Como demostración de sus posibles aplicaciones los investigadores consiguieron que su dispositivo produjera dos tipos de medicamentos, la artemisinina antipalúdica y el fármaco antiparasitario ascaridole. En la revista Angewandte Chemie, describen cómo este reactor puede diversificarse fácilmente y podría utilizarse para una amplia gama de reacciones químicas diferentes, manteniendo una producción estable incluso en condiciones climáticas cambiantes.

El equipo que desarrolla este dispositivo lleva trabajando en él casi una década. En 2016 por fin presentaron una primera versión que aún no estaba lista para su comercialización. Dos años más tarde, en 2018, presentaron una actualización con un mecanismo para estabilizar la producción, independientemente de las variaciones de la luz solar directa.

El dispositivo presentado ahora es una ampliación y mejora de la versión anterior, y aunque en el estudio publicado ofrecen dos moléculas con potencial para la medicina, sus desarrolladores afirman que es fácilmente ampliable a otros fármacos. Entre sus múltiples ventajas, tiene además el potencial de disminuir notablemente los costes de producción y también de reducir drásticamente las emisiones de gases invernadero en la industria farmacéutica. Sus desarrolladores afirman que ya está lista para las versiones comerciales en solo unos meses.

Los investigadores responsables del proyecto están tan convencidos de sus posibilidades que afirman “Apenas existen obstáculos para poner en práctica esta tecnología, excepto por el hecho de que solo funciona durante el día. Las hojas artificiales son perfectamente escalables; donde hay sol, funciona. Los reactores se pueden escalar fácilmente, y su naturaleza económica y diversificada los hace ideales para la producción rentable de productos químicos con luz solar. Por lo tanto, estamos convencidos de que deberíamos poder realizar una prueba comercial de esta tecnología dentro de un año. Todo lo que necesitamos ahora es una asociación con una compañía farmacéutica que esté interesada en continuar este viaje con nosotros”.

Referencias científicas y más información:

Cambié, Dario, et al. «Energy-Efficient Solar Photochemistry with Luminescent Solar Concentrator Based Photomicroreactors». Angewandte Chemie International Edition, Wiley Online Library, DOI:10.1002/anie.201908553.

Barry van der Meer “Artificial leaf produces medicine using sunlight for the first time” Eindhoven University of Technology (Video: Artificial leaf as mini-factory for medicine)

Michael Irving “Artificial leaf produces first drugs using sunlight” New Atlas