La química computacional hace clic en el mercado

Como destaca Ramon Crehuet, Científico Titular del CSIC y responsable del grupo de Química Teórica y Computacional del IQAC (Instituto de Química Aplicada de Cataluña): «Este reconocimiento a la predicción y diseño de proteínas muestra la vitalidad y la repercusión del campo. Ha permitido convertir toda la información que la genómica nos aporta en estructuras moleculares con las cuales ahora la química puede trabajar». ¿Cómo lo hace? El investigador destaca cómo «la química computacional nos proporciona un microscopio de una resolución mucho más alta que cualquier experimento. Pero no debemos olvidar que trabajamos con modelos, que son siempre una aproximación, a veces incluso un poco burda, a la realidad».

Esta rama de la química (con raíces en el periodo de entreguerras del siglo XX) que utiliza la computación para resolver los desafíos de presente y futuro, aporta la teoría necesaria para 'poner a trabajar' complejos sistemas de software para calcular estructuras y propiedades de todo tipo. Modelos matemáticos y algorítmicos que incrementan la precisión y la eficiencia de los procesos, en línea con la afirmación de Michael Faraday de «la química es necesariamente una ciencia experimental: las conclusiones se extraen de datos y sus principios son apoyados por la evidencia de los hechos». Datos y la alquimia de la ciencia. Con multitud de aplicaciones, como en el caso del diseño de materiales avanzados (sobre todo en aplicaciones energéticas) o en el de la industria farmacéutica (como se demostró en la lucha contra el Covid-19).

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En España (con proyección internacional), los científicos del Repsol Technology Lab emplean estas herramientas desde hace años para predecir la estructura y propiedades de algunas de las moléculas que diseñan y que incorporan en las formulaciones exclusivas de sus combustibles y lubricantes. «Repsol está transformando el sector energético (señala José Miguel Seoane, asesor técnico de Data&Modeling en Repsol) al diseñar computacionalmente combustibles a la carta desde componentes 100% renovables sin perder ni un ápice de su calidad. La química computacional juega un papel relevante en esta apuesta de la compañía multienergética».

Esta aplicación científico-tecnológica que sirve, por ejemplo y por extensión, para alargar la vida útil de los motores, es también muy útil para seleccionar y analizar distintos tipos de residuos y estudiar la viabilidad de su uso en sus centros industriales. «Es una manera (subraya Seoane) muy eficiente de reducir el tiempo y el coste del desarrollo de nuevos productos. Junto con nuestras técnicas avanzadas de simulación y modelado, utilizamos química computacional para predecir cómo se comportarán los aceites de cocina usados y otros residuos orgánicos, como restos agroforestales, en nuestras formulaciones hasta convertirse en combustibles 100% renovables».

En el caso de ProtoQSAR, cuenta con diez años de experiencia en el ámbito de la química computacional aplicada al diseño y desarrollo de fármacos y otras sustancias químicas. Simón Perera, responsable de Desarrollo de Negocio de la compañía, comenta cómo «utilizamos herramientas avanzadas de Quimioinformática e Inteligencia Artificial para diseñar, optimizar y desarrollar moléculas pequeñas, péptidos, y nanomateriales, y ofrecemos servicios como el reposicionamiento virtual o el screening virtual de fármacos, así como otros en toxicología computacional».

El trabajo de este equipo multidisciplinar, experto en modelos QSAR (relación cuantitativa estructura-actividad) y en técnicas de modelización molecular abarca sectores como biotecnología, farmacéutica, veterinaria, cosmética, nutracéuticos, materiales y agroalimentación, con experiencia en más de diez proyectos internacionales (como ONTOX y BIO-SUSHY en HORIZON) y decenas de publicaciones científicas en revistas especializadas.

«La química computacional (concluye Perera) permite acelerar el desarrollo de fármacos y otros compuestos químicos, optimizando recursos y reduciendo experimentos en animales, lo cual es crucial para una investigación ética y sostenible. Nuestro compromiso es aplicar las herramientas más avanzadas para ofrecer soluciones rápidas, eficientes, y con validez bajo las regulaciones vigentes, de forma que contribuyamos a una sociedad más justa y sostenible a través de compuestos químicos que sean eficaces, seguros y sostenibles desde su diseño».

Paul Daugherty, director ejecutivo de Accenture Technology, señalaba en 2023 cómo «la nueva realidad es la mixtura de átomos con bits», en tiempos en los que el próximo desarrollo exponencial de la computación cuántica (y, alineada, la química cuántica) propulsará esta disrupción a términos inimaginables en la actualidad.

Mientras tanto, la actividad investigadora no para de avanzar con programas académicos como el del Máster Interuniversitario en Química Teórica y Modelización Computacional de la UPV (Universidad del País Vasco), organizado entre 14 universidades («para preparar a personas expertas en el uso y desarrollo de técnicas computacionales en las ciencias moleculares para trabajar con industrias innovadoras farmacéuticas, petroquímicas y de nuevos materiales»), o el Máster Universitario en Ciencias y Tecnologías Químicas (Khemia) de la Universidad de Granada.

Otro caso es el de los avances de los trabajos en el Parque Científico de la Universidad de Barcelona, donde se ha instalado la empresa Pharmacelera, fundada en 2015, con el objetivo, entre otras disrupciones, de afrontar el proceloso proceso de concepción y desarrollo de fármacos. Un concepto biotecnológico que gracias a la tecnología llega a alcanzar metas hasta ahora no exploradas, la esencia de la ciencia.