Desde la aparición de la nueva enfermedad por coronavirus bautizada como COVID-19, causada por el virus SARS-CoV-2, la propagación por todo el mundo ha sido muy rápida. Los científicos y los médicos se han embarcado en una carrera a contrarreloj para entender este nuevo virus y la patofisiología de la enfermedad con el fin de descubrir posibles pautas de tratamiento, así como vacunas y agentes terapéuticos eficaces.

Para facilitar la I+D actual, CAS ha elaborado un informe especial que ofrece una descripción general de la información científica publicada, con énfasis en las patentes incluidas en la recopilación de contenido de CAS. Destaca las estrategias antivirales basadas en el uso de moléculas pequeñas y productos biológicos que actúan sobre las interacciones moleculares complejas que intervienen en la infección y la replicación del coronavirus. Las iniciativas dirigidas al reposicionamiento de medicamentos ya existentes que se documentan aquí se centran principalmente en agentes que han demostrado su efectividad contra otros virus de ARN, como SARS-CoV y MERS-CoV. 
 

El análisis de las patentes de productos biológicos relacionados con el coronavirus incluye tratamientos basados en anticuerpos terapéuticos, citoquinas y ácidos nucleicos que actúan sobre la expresión genética del virus, así como diversos tipos de vacunas. Más de 500 patentes revelan las metodologías de estos cuatro productos biológicos con potencial para tratar y prevenir las infecciones por coronavirus, lo que puede ser aplicable también a la COVID-19. La información incluida en este informe proporciona una base intelectual sólida para el desarrollo de agentes terapéuticos y vacunas.

La enzima convertidora de angiotensina 2 (ECA2) es una proteína que ha captado una atención considerable en los últimos años por su papel como receptora del virus SARS-CoV-2, pero la oleada de investigación sobre la ECA2 también ha revelado posibilidades interesantes para su uso como diana terapéutica en otras enfermedades.

¿Qué es la ECA2?

La ECA2 es una proteína de membrana con un dominio enzimático que se localiza en la superficie externa de las células humanas. Su nombre se debe a que esta proteína se identificó inicialmente como un homólogo (o una variante) de la enzima convertidora de angiotensina (ECA), una enzima que interviene en la formación de la hormona peptídica angiotensina II a partir de la angiotensina I. La ECA ha sido objeto de numerosos estudios y es un conocido vasoconstrictor (es decir, causa la contracción de los músculos de la pared de los vasos sanguíneos y el estrechamiento de la luz de estos).

La ECA2 —de la que hoy se sabe que es un receptor vírico— también actúa como vasodilatador, de forma que contrarresta la acción de la ECA y provoca la relajación de las paredes de los vasos sanguíneos. Tanto la ECA como la ECA2 son elementos esenciales en el sistema renina-angiotensina (SRA) que regula la presión arterial y el flujo sanguíneo a diversos órganos, como los pulmones, el corazón y los riñones.

Funciones de la enzima convertidora de angiotensina 2

El sistema renina-angiotensina abarca una compleja red de enzimas, hormonas peptídicas y receptores, como se muestra en la figura 1. El precursor de la angiotensina (Ang) es el angiotensinógeno; lo secreta el hígado y lo escinde una enzima renal, la renina, para producir angiotensina I (Ang I). A continuación, la ECA convierte la Ang I en angiotensina II (Ang II). La Ang II, un péptido hormonal de ocho aminoácidos, se une a los receptores de angiotensina tipo 1 (AT1R) en la superficie de las células musculares de los vasos sanguíneos pequeños para ejercer un efecto vasoconstrictor. También estimula la reabsorción de sodio por parte de los riñones. Juntas, la vasoconstricción y la reabsorción de sodio favorecen el aumento de la presión arterial. Por consiguiente, una actividad de ECA anormalmente elevada supone un aumento del nivel de Ang II, que a su vez desemboca en hipertensión.

Por el contrario, la ECA2 cataliza la conversión del péptido de ocho aminoácidos, Ang II, en un péptido de siete aminoácidos (Ang 1-7), que parece tener el efecto contrario al de la Ang II al actuar sobre un receptor diferente, llamado receptor Mas (MasR). Si bien el papel exacto de la Ang 1-7 en la regulación de la presión arterial todavía no se ha caracterizado por completo, hay datos que indican que reduce la presión arterial e induce la vasodilatación. Además, la ECA2 escinde la Ang I en Ang 1-9, por lo que puede contrarrestar todavía más el efecto de la ECA al eliminar el sustrato de esta. Al provocar la conversión de Ang II en Ang 1-7 y de Ang I en Ang 1-9, la ECA2 puede contribuir a mantener el equilibrio entre vasoconstricción y vasodilatación necesario para el control de la presión arterial.

Papel de la ECA2 en la infección por el virus SARS-CoV-2

Desde el inicio de la pandemia de COVID-19, los científicos se han esforzado por conocer en profundidad el virus SARS-CoV-2, dilucidar el mecanismo de evolución de la enfermedad e identificar opciones de tratamiento. Se han realizado extensas investigaciones para identificar genes y proteínas viables como dianas para los agentes terapéuticos. Ya en las primeras etapas de la pandemia se descubrió el importante papel que la ECA2 podía desempeñar como receptor del virus SARS-CoV-2.

La proteína de la espícula (proteína S) que se encuentra en la superficie de los virus SARS-CoV-2 y SARS-CoV puede reconocer la ECA2. La ECA2 y la proteína S se unen de forma similar a como lo hacen una llave y una cerradura, lo que permite que el virus se introduzca en las células humanas (figura 2). 

Aunque el SARS-CoV-2 es muy similar al SARS-CoV —el virus que causó el síndrome respiratorio agudo grave (SARS)—, algunas mutaciones en el dominio de unión al receptor de la proteína S han aumentado considerablemente la afinidad de unión del virus SARS-CoV-2 a la ECA2. Es posible que estas diferencias expliquen la mayor transmisibilidad de la COVID-19. Se ha constatado que la ECA2 se expresa en los pulmones, el sistema digestivo, el corazón, las arterias y los riñones. Además, se sabe que la expresión de ECA2 aumenta con la edad y que es más alta en las personas que padecen enfermedades cardiovasculares, lo que podría explicar por qué la COVID-19 es más grave en estas subpoblaciones.

Interacciones de la proteína ECA2 con los tratamientos de la COVID-19

Aunque actúe como sitio de anclaje para el SARS-CoV-2 y facilite la entrada del virus en las células del anfitrión, la ECA2 no está sola en este proceso. Hay otras enzimas del organismo anfitrión que también intervienen para facilitar la entrada del virus. Las enzimas denominadas proteasas se encargan de eliminar fragmentos tanto de ECA2 como de proteína S para favorecer el proceso de interacción. Otras enzimas modifican el complejo ECA2-proteína S empaquetado en vesículas unidas a la membrana para facilitar la entrada del virus en la célula del anfitrión. Así pues, no solo la ECA2 y su interacción con el SARS-CoV-2, sino también todas las demás proteínas que intervienen en este proceso, podrían ser dianas válidas para los agentes contra la COVID-19.

Se ha sugerido que, en el momento de la unión vírica, es posible que el virus bloquee el dominio catalítico de la ECA2, lo que limitaría el acceso al sustrato, la Ang II, y provocaría la acumulación de Ang II. Además, con la entrada del virus, es posible que la ECA2 que se encuentra en la superficie celular se introduzca en la célula junto al virus, lo que disminuiría la función enzimática de la ECA2 (figura 3). Como resultado de la disminución de la actividad de la ECA2, el nivel de Ang II circulante puede aumentar, como se ha observado en pacientes con COVID-19. El nivel de Ang II presenta una correlación lineal positiva con la carga vírica y la lesión pulmonar, lo que indica una relación directa de la disminución de la concentración tisular de ECA2 con el desequilibrio del SRA y el desarrollo de daño orgánico en pacientes con COVID-19. No obstante, es necesario realizar más estudios para confirmar esta conclusión.

Posible papel de la ECA2 como diana de los tratamientos contra la COVID-19

En vista de la función primordial que desempeña la ECA2 en la invasión de las células del anfitrión por el virus SARS-CoV-2, algunas iniciativas se están dirigiendo hacia el desarrollo de medicamentos que puedan bloquear esta función. Hasta la fecha, para esta aplicación todavía no se ha aprobado ningún medicamento de moléculas pequeñas por la vía del reposicionamiento de fármacos. Sin embargo, hace poco ha concluido el desarrollo de un medicamento biológico que puede lograr este objetivo. Este medicamento de grado clínico, la ECA2 humana recombinante (ECA2hr) soluble, se concibió inicialmente para combatir el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA).

La ECA2hr soluble no incluye el segmento de unión a la membrana y, por tanto, no se puede adherir a las células humanas. Sin embargo, sí se puede unir al virus SARS-CoV-2 actuando como receptor señuelo. Al unirse de forma competitiva al coronavirus, impide la unión de este a la ECA2 natural, unida a la membrana, y bloquea así la entrada del virus en las células del anfitrión (figura 4). Diversos estudios realizados en cultivos celulares y varios organoides han revelado que la ECA2hr inhibe la infección de las células del anfitrión por el virus. Asimismo, según reveló un ensayo clínico realizado en 2017, parece que se tolera bien y que provoca una rápida disminución del nivel sérico de Ang II en los pacientes con SDRA. Cabe esperar que la ECAhr soluble será el primer medicamento dirigido a la ECA2 y que abrirá la puerta a otros tratamientos específicos para luchar contra la COVID-19. La ECA2hr ha mostrado potencial como tratamiento de combinación y ha mejorado el efecto de remdesivir en la infección por SARS-CoV-2.

Aplicaciones terapéuticas futuras de la ECA2

Más allá de la COVID-19, la vía de la ECA2 ofrece una ruta potencial para tratar otras enfermedades respiratorias, como la nueva gripe de 2009 (H1N1) y la gripe aviar (H5N1), probablemente mediante el desarrollo de ECA2 recombinante para el uso con un inhibidor de AT1R o de ECA. Las enfermedades cardiovasculares son otra área en la que ECA2 despierta un interés creciente, y nuevas dianas como la ECA2 podrían ayudar a encontrar formas más eficaces de controlar la hiperactividad de RAS, que desempeña un papel muy importante en problemas como la hipertensión. Es probable que la ECA2 también sea una diana importante en la lucha contra la diabetes de tipo 2, por ejemplo, mediante el uso de vías mediadas por ECA2 para contrarrestar los efectos del exceso de actividad de Ang II en el riñón de los diabéticos.

El papel creciente del ARN en el desarrollo de nuevos tratamientos está transformando el panorama del descubrimiento de fármacos. Manténgase al día con CAS. Explore el informe de CAS Insights sobre las novedades del panorama de los tratamientos derivados del ARN.

Una constante a lo largo de la pandemia de COVID-19 ha sido la necesidad de garantizar la disponibilidad general de test diagnósticos precisos y eficientes para la detección del SARS-CoV-2 y los anticuerpos antivirales en las personas contagiadas. La capacidad de detectar casos leves y asintomáticos con los test hace posible el diagnóstico temprano y agiliza el rastreo de los contactos, pasos esenciales para prevenir la propagación silenciosa del virus. En un intento de responder a esta necesidad, numerosos investigadores de todo el mundo se han embarcado en una carrera para desarrollar métodos con un alto grado de precisión, eficiencia y rentabilidad que permitan realizar test rápidos y escalables. Para mejorar la comprensión y facilitar la comparación de los numerosos test diagnósticos disponibles, CAS ha elaborado un informe especial en el que se resumen los principios básicos de los ensayos moleculares y serológicos empleados en los test diagnósticos del SARS-CoV-2. El informe destaca los avances recientes en las tecnologías de ensayo y ofrece una visión general de los más de 200 test diagnósticos disponibles actualmente.

La mayoría de los test para la detección temprana del ARN del SARS-CoV-2 se basan en la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa, pero los ensayos de amplificación isotérmica de ácidos nucleicos, incluidas la amplificación mediada por transcripción y las metodologías basadas en CRISPR, son alternativas prometedoras. La identificación de las personas que han desarrollado anticuerpos para el virus SARS-CoV-2 requiere test serológicos, como el ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA) y el inmunoensayo de flujo lateral. La rapidez de la investigación está posibilitando mejoras constantes de la precisión de los test, su rendimiento y los plazos de obtención de resultados, además de la disponibilidad de una mayor variedad de test en los centros de atención sanitaria. Estos avances son esenciales para mejorar la escalabilidad del uso de los test y responder a esta demanda creciente de salud pública.  

El nitrato de amonio es un compuesto químico cuyo uso permite alimentar a miles de millones de personas, pero que también puede resultar devastador. Es el fertilizante más potente, económico y práctico del mercado, por lo que se sigue almacenando en grandes cantidades en puertos y otros lugares de todo el mundo. Sin embargo, la reciente explosión catastrófica ocurrida en Beirut ha servido como recordatorio de los peligros asociados con unas prácticas inadecuadas de almacenamiento y manipulación del nitrato de amonio, así como de la necesidad de exigir el cumplimiento de las normativas.

A menos que todas las personas que trabajan con el nitrato de amonio (fabricantes, vendedores, usuarios, servicios de emergencia y organismos reguladores) sean más conscientes de los riesgos e implementen de manera diligente las normas de seguridad, será inevitable que se produzcan nuevos accidentes en el futuro.

Descargue este informe detallado de CAS Insights para obtener información sobre las propiedades químicas, los riesgos y las normas de seguridad del nitrato de amonio. Es un recurso útil para todas las personas que participan en los procesos relacionados con este compuesto.

A pesar del enorme esfuerzo y de las cuantiosas inversiones realizadas, en los siete meses transcurridos desde que la Organización Mundial de la Salud declaró la pandemia de COVID-19, no se han encontrado tratamientos terapéuticos eficaces para los pacientes afectados por esta enfermedad. Con el fin de identificar tratamientos antivirales eficaces que puedan mitigar el impacto del virus, un grupo de científicos y tecnólogos de CAS emplearon modelos predictivos de aprendizaje automático para intentar identificar posibles fármacos candidatos para tratar la COVID-19. Se usó la metodología de relación cuantitativa estructura-actividad (QSAR, Quantitative Structure-Activity Relationships) para crear y probar más de 40 modelos para las dianas proteínicas prioritarias 3CLpro o RdRp del virus. Los modelos con mayor rendimiento se aplicaron para cribar un conjunto de más de 150 000 sustancias químicas, incluidos algunos medicamentos aprobados por la FDA. Este trabajo logró identificar varios fármacos que ahora están empezando a demostrar su efectividad clínica, como Lopinavir y Telmisartan, así como otras sustancias candidatas que se están evaluando. 

Esperamos que esta iniciativa, en la que se combinó la selección de datos por expertos con modelos predictivos de aprendizaje automático para identificar fármacos candidatos de moléculas pequeñas que se puedan usar como tratamientos para la COVID-19, ponga en primer plano el valor de la sinergia entre los humanos y las máquinas en el descubrimiento de fármacos y contribuya a los esfuerzos permanentes de investigación de antivirales para la COVID-19 y otras enfermedades.

El año pasado asistimos a la aparición de un número inédito de candidatos a vacunas en la lucha contra la pandemia de COVID-19. Desde el final de febrero de 2021, varias vacunas han obtenido una aprobación condicional y otras están cerca de obtenerla. Es probable que otras muchas que actualmente se están estudiando en ensayos clínicos lleguen al mercado en los próximos años.

Este informe examina esas vacunas y las iniciativas de investigación relacionadas con ellas, tanto tradicionales como novedosas, para ilustrar las ventajas y desventajas de sus tecnologías, describir el uso de adyuvantes y sistemas de administración en su aplicación y dar una perspectiva de la dirección de los avances futuros.

En este aniversario de uno de los incidentes industriales más graves y devastadores que se han registrado, recordamos la tragedia de Beirut, una explosión tan brutal que se oyó desde Chipre, a 200 km de distancia. El epicentro de la detonación se situó en un almacén del puerto en el que se almacenaban 2750 toneladas de nitrato de amonio que sirvieron como combustible. 

El nitrato de amonio es uno de los fertilizantes más usados, un elemento importante de muchos otros compuestos industriales, como los explosivos de minería, y un nutriente empleado para producir antibióticos y levadura. Al igual que otras muchas sustancias químicas utilizadas en procesos industriales, conlleva riesgos que se pueden mitigar mediante un almacenamiento seguro y unos procedimientos de manipulación controlados. 

Las investigaciones sobre el accidente de Beirut siguen abiertas, pero se cree que se declaró un incendio en un almacén del puerto y se propagó a un área en la que se almacenaba nitrato de amonio. Un almacenamiento no seguro sin medidas de aislamiento o de prevención de incendios provocó la explosión. En cuestión de segundos, el incidente mató a más de 200 personas, hirió a más de 5000 y dejó sin hogar a unos 300 000 residentes. Lamentablemente, este suceso no ha sido un caso único, y los incendios y explosiones causados por sustancias químicas, como el nitrato de amonio, son demasiado frecuentes. En esencia, si una sustancia puede liberar energía con rapidez, presenta riesgo de explosión o de incendio. ¿Pero por qué poseen estas características algunas sustancias químicas?

Los enlaces químicos débiles y los productos estables son una combinación explosiva

Si una sustancia tiene enlaces químicos débiles, en especial si genera productos estables, es probable que presente riesgo de incendio o explosión. Los combustibles, como la gasolina, arden porque su combustión produce sustancias estables con enlaces químicos más fuertes. En el caso de la gasolina, estos productos son el dióxido de carbono y el agua. La gasolina necesita calor o una fuente de ignición, como una chispa o una llama, porque los enlaces de los reactivos del combustible no se rompen fácilmente.

Por ejemplo, la figura 1 muestra un modelo conceptual de una reacción como la combustión de gasolina. La línea morada describe cómo cambia la energía libre durante la reacción que convierte los reactivos en productos. Cuando la gasolina se inflama, forma productos estables (agua y dióxido de carbono) que contienen enlaces fuertes y libera una gran cantidad de energía. En la figura, esto se refleja en la diferencia de altura entre el punto inicial de la izquierda y el final de la reacción, visible a la derecha. A medida que aumenta la diferencia de energía libre entre los reactivos y los productos, la energía que se puede liberar en la reacción también aumenta.

Para llegar de los reactivos a los productos, sin embargo, las moléculas deben tener suficiente energía para iniciar la reacción. A menudo, las reacciones comienzan con la rotura de los enlaces, y los enlaces fuertes necesitan una cantidad considerable de energía para romperse. Así, para que comience la reacción de una molécula estable, se tiene que suministrar una gran cantidad de energía a la reacción. Esta energía se denomina "barrera de activación" y está representada por la altura de la colina en el punto medio de la ruta de la reacción.

Una vez superada la barrera, se puede producir la reacción. Como la diferencia de energía libre entre los reactivos y los productos es grande, la reacción de una molécula puede proporcionar suficiente energía para ayudar a otras moléculas a superar la barrera de activación. De este modo, la reacción se puede acelerar y será difícil detenerla hasta que se hayan agotado los reactivos. Una vez que comienza un incendio con gasolina, puede ser difícil extinguirlo. Además, como los productos son gaseosos (dióxido de carbono y vapor), ocupan mucho más espacio que los reactivos. La expansión del volumen transfiere energía al entorno. Si la reacción tiene lugar en un espacio cerrado, puede producirse una explosión. Como hace falta más energía para lograr que la gasolina se inflame, es fácil evitar las reacciones que suministran esa energía y, por tanto, resulta más sencillo prevenir los incendios. 

Puede encontrar ejemplos de sustancias químicas explosivas aquí. Para ver otros recursos sobre sustancias o seguridad química, consulte la Chemical Safety Library y CAS Common Chemistry. 

Otras sustancias presentan riesgos mayores. Muchas de ellas contienen enlaces químicos débiles. La figura 1 (línea verde) también muestra un modelo de una reacción como la combustión de una molécula que contiene un enlace débil. Al igual que en el caso de la gasolina, la diferencia de energía libre (representada por la diferencia de altura) entre los reactivos de la izquierda y los productos de la derecha es grande. Los productos contienen enlaces fuertes y la reacción libera una gran cantidad de energía cuando se produce. Sin embargo, en esta reacción la altura de la barrera es mucho menor que en la combustión de la gasolina. 

A menudo, las reacciones empiezan con la rotura de un enlace, y la presencia de un enlace débil proporciona un punto en el que es fácil que comience la reacción. Una vez que se rompe el enlace, la reacción puede seguir su curso hasta que se completa. Cuando los productos tienen mucha menos energía que los reactivos, como en este caso, la reacción de una molécula puede liberar energía que hace que otras moléculas reaccionen. Como la barrera de la reacción es más baja, la reacción de una molécula de la sustancia representada por la línea verde en la figura 1 (verde) puede hacer que reaccionen más moléculas que una sola molécula de la sustancia representada por la línea morada de la figura 1. La presencia del enlace débil significa que la reacción, una vez iniciada, puede acelerarse rápidamente. Si los productos son gases, transferirán trabajo a su entorno y, si la reacción es lo bastante rápida, puede producirse una explosión o una detonación. Una barrera de reacción más baja en una sustancia que contiene un enlace débil significa que hace falta menos energía para poner en marcha esa reacción y, por consiguiente, las formas de controlarla son más limitadas. En algunos casos, el impacto, la fricción o las chispas que se producen al manipularla bastan para iniciar la reacción y, por ello, el manejo de esas sustancias requiere mucho más cuidado para prevenir los incendios y las explosiones.

Las azidas (RN₃) son un buen ejemplo de esto. Estas sustancias contienen tres átomos de nitrógeno conectados por enlaces con diferentes fuerzas. Los átomos de nitrógeno pueden formar enlaces fuertes: el enlace triple entre los átomos de nitrógeno en el gas de nitrógeno molecular (N₂) es uno de los enlaces químicos más fuertes que se conocen. Sin embargo, los átomos de nitrógeno también pueden formar enlaces simples y dobles, que son bastante más débiles. Uno de los enlaces nitrógeno-nitrógeno de la azida es débil y no necesita mucha energía para romperse, lo que provoca una descomposición rápida que produce N₂. Como el enlace nitrógeno-nitrógeno del N₂ es mucho más estable que los enlaces nitrógeno-nitrógeno de la azida utilizada como reactivo, esta descomposición libera grandes cantidades de energía. 

Las azidas inorgánicas y orgánicas tienen distintas sensibilidades. La azida de sodio inorgánica se puede manipular de forma segura en condiciones normales, pero se usa como generador rápido de gas en los airbags de los vehículos, mientras que las azidas de metales pesados como la azida de plomo, que son muy volátiles, se utilizan como iniciadores en explosivos. Las azidas orgánicas se suelen usar en la síntesis de sustancias químicas más complejas, como algunos productos farmacéuticos y polímeros. Las azidas orgánicas con un peso molecular bajo o con relaciones atómicas altas entre nitrógeno (N) y carbono (C) pueden ser explosivas, y se han documentado varios incidentes de explosiones en laboratorios debidas a la formación de azidas de bajo peso molecular por reacciones entre azidas inorgánicas y diclorometano. Un aminoácido modificado con azida que se usa para la preparación de proteínas modificadas también resultó explosivo. 

Los peróxidos (ROOR) son otra clase de moléculas con características potencialmente explosivas. Los peróxidos contienen enlaces oxígeno-oxígeno débiles. Cuando estos enlaces se rompen, los peróxidos generan términos intermedios radicales (radicales libres) que son útiles en las reacciones químicas. Los intermedios radicales son especialmente útiles para iniciar la polimerización y se han detectado en muchos casos como términos intermedios de la combustión. Incluso una pequeña cantidad de radicales puede actuar como catalizadora y, en algunos casos, catalizan su propia formación. Los peróxidos también se fragmentan para producir oxígeno molecular (O₂). Mientras que el enlace simple oxígeno-oxígeno es débil, el enlace doble oxígeno-oxígeno del O₂ es fuerte, de modo que esta fragmentación libera energía. 

El enlace oxígeno-oxígeno débil significa que los peróxidos se pueden descomponer fácilmente liberando radicales libres y O₂, una combinación volátil y explosiva, en especial cuando está concentrada. Se han documentado incendios graves en instalaciones químicas que trabajan con peróxidos, incluida una de Texas, en Estados Unidos, cuando el huracán Harvey y una inundación sin precedentes provocaron un fallo de los mecanismos de seguridad. Los peróxidos se forman también espontáneamente al exponer éteres al oxígeno. Estos peróxidos forman cristales que pueden explotar cuando se someten a sacudidas físicas, fricción o reacciones con algunos metales. Los éteres se formulan normalmente con pequeñas cantidades de inhibidores como el BHT (hidroxitolueno butilado, empleado como conservante) para evitar la formación de peróxidos. Los inhibidores son consumidos por el oxígeno. Si los éteres permanecen periodos largos de tiempo en presencia de oxígeno, se pueden formar peróxidos.

La imperiosa necesidad de alcanzar la estabilidad

Otras sustancias tienen enlaces que, aunque no se rompen fácilmente por sí solos, pueden reaccionar con facilidad en ciertas condiciones para generar productos que son mucho más estables. A medida que se forman nuevos enlaces, se libera energía que puede producir calor, incendios o explosiones. Por ejemplo, los alquilos metálicos se usan como catalizadores en la síntesis de una amplia gama de sustancias químicas y materiales, pero son en muchos casos pirofóricos, lo que quiere decir que se inflaman fácilmente en contacto con el aire. 

El trimetilaluminio, en particular, reacciona con el aire o con el agua para generar productos con enlaces aluminio-oxígeno muy estables, lo que provoca incendios y explosiones.

Los acrilatos se usan para la polimerización a escala industrial. Cada monómero de acrilato reemplaza su enlace doble por otro enlace simple al incorporarse a la cadena polimérica. Este nuevo enlace es más fuerte que la fuerza combinada del enlace doble, de manera que la reacción de polimerización genera energía. La polimerización de los acrilatos y otros alquenos se produce en muchos casos usando iniciadores radicales como los peróxidos para iniciar reacciones de polimerización, recurriendo así a la misma reactividad que en otras circunstancias provoca su explosión. En las cámaras de polimerización a gran escala, cuando la proporción entre el área superficial y el volumen es demasiado baja para disipar el calor formado y cuando los inhibidores de la polimerización incontrolada se han consumido, inactivado o eliminado, los acrilatos se pueden polimerizar de manera explosiva. 

Del mismo modo, disolventes como el dimetilsulfóxido (DMSO) pueden reaccionar con una amplia gama de sustancias, como ácidos, bases y electrófilos, para reducir las temperaturas de descomposición. Incluso a temperaturas más bajas, aparentemente seguras, estas reacciones pueden provocar explosiones. 

Controlar el gran motor del mundo moderno

En esencia, la química es posible gracias a los cambios energéticos. Durante siglos, los humanos han controlado y explotado esta energía para recorrer el mundo, impulsar la industria y producir los alimentos que servimos en la mesa, las prendas con las que nos cubrimos y las estructuras de nuestras ciudades. Las sustancias químicas explosivas y volátiles son codiciadas por su energía, pero esta potencia puede tener consecuencias inesperadas y devastadoras. Entender cómo se puede canalizar esta energía de formas constructivas e identificar mejor las condiciones en las que las sustancias químicas pueden reaccionar de maneras inesperadas y perjudiciales nos ayudará a prever los incidentes explosivos antes de que se produzcan y a aprender a prevenirlos.

Para obtener más información sobre el nitrato de amonio, sus riesgos y sus normas de seguridad, descargue el informe de CAS Insights completo y vea el seminario web, en el que varios expertos destacados hablan sobre las opciones de formulación y el panorama de la innovación. 

Las nanopartículas lipídicas (NPL) están ganando terreno como vehículos prometedores para administrar una amplia variedad de tratamientos en la industria farmacéutica. Ya existen fármacos liposómicos, basados en una versión anterior de las NPL, que se han aprobado y se usan en la práctica médica. Las NPL tienen la capacidad de encapsular y administrar fármacos en ubicaciones concretas del organismo y liberar su contenido en un momento programado, lo que las convierte en plataformas ideales para otros usos farmacológicos.

En este artículo revisado por pares publicado en ACS Nano, se examina en detalle el panorama de las publicaciones sobre NPL encontradas en CAS Content Collection. También se analizan las oportunidades de crecimiento del uso de NPL en los campos de los tratamientos antineoplásicos, los tratamientos con ácidos nucleicos y los sistemas de administración de vacunas, así como los posibles desafíos de usar este material. Lea aquí el artículo completo.

En los últimos años, ha crecido con rapidez la aplicación de la IA a la química. Aunque se ha publicitado mucho este uso de la IA, no se han realizado demasiados análisis en profundidad sobre su empleo y su desarrollo en el campo de la química.

En este artículo revisado por pares publicado en Journal of Chemical Information and Modeling, se estudian el crecimiento y la distribución de las publicaciones sobre química relacionadas con la IA en CAS Content Collection. El volumen de esta investigación ha aumentado drásticamente desde 2015. En el artículo se examinan también las tendencias de investigación interdisciplinar, las asociaciones de la IA con algunos temas de investigación del campo de la química y el papel futuro del aprendizaje automático en este ámbito. Lea aquí el artículo completo.

La pandemia de COVID-19 llevó a investigadores de todo el mundo a buscar fármacos y tratamientos eficaces para tratar la enfermedad. Para ganar tiempo, muchos esfuerzos se han centrado en el reposicionamiento de fármacos ya disponibles empleados en otras enfermedades. El Gráfico de conocimiento biomédico de CAS se desarrolló para identificar fármacos que se puedan reposicionar para el tratamiento de la COVID-19.

En este artículo revisado por pares publicado en Journal of Chemical Information and Modeling, se examina este gráfico y sus resultados con más detalle. Se explica cómo se analizaron varias moléculas partiendo de su función molecular y sus ensayos clínicos. Este gráfico no solo contribuye a acelerar la innovación y la investigación para la COVID-19, sino también para otras muchas enfermedades. Lea aquí el artículo completo.