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Ciencia

Percy Julian convierte la soja en esteroides

A principios del siglo XX, los científicos apenas comenzaban a comprender la diversidad y la importancia de los esteroides, un grupo de moléculas producidas en el cuerpo que incluye las hormonas sexuales (progesterona, estrógenos y testosterona) y las hormonas involucradas en la promoción de la inflamación (cortisol). Además de las hormonas naturales, los esteroides también se pueden utilizar como fármacos terapéuticos. Pero en aquella época, los esteroides tenían que aislarse de fuentes animales para poder utilizarlos como fármacos, lo cual era un proceso caro y de bajo rendimiento. Durante su carrera como químico, Percy Julian descubrió un método para sintetizar estas moléculas únicas a partir de abundantes fuentes vegetales, como la soja, lo que permitió la producción masiva y económica de muchos esteroides útiles. Para este Mes de la Historia Afroamericana, discutiremos la extraordinaria vida y carrera de Julian, los desafíos que enfrentó y el legado que dejó.

Percy Julian fue un químico de renombre que superó muchos desafíos para estudiar la ciencia de los esteroides.
Percy Julian fue un químico de renombre que superó muchos desafíos para estudiar la ciencia de los esteroides.

Percy Julian nació el 11 de abril de 1899 en Montgomery, Alabama. Sus padres lo presionaron para que obtuviera una buena educación, pero en el punto álgido de la segregación, no había escuelas secundarias para negros a las que pudiera asistir. En cambio, asistió a una escuela de formación de profesores hasta 1916, cuando le ofrecieron la oportunidad de asistir a la Universidad DePauw en Indiana. Durante su estancia en DePauw, Julian tuvo que tomar cursos de recuperación adicionales para mantenerse al día con sus compañeros blancos mientras trabajaba para pagar su matrícula y enfrentaba una considerable discriminación racial. A pesar de estos desafíos, se graduó con las mejores calificaciones en 1920 con una licenciatura en química.

Después de algunos años como profesor de química en la Universidad Fisk, Julian ganó una beca para realizar trabajos de posgrado en Harvard, donde se convirtió en el primer afroamericano en obtener una maestría en química. Pero Harvard se negó a darle la plaza de profesor asistente que necesitaría para completar un doctorado, por lo que aceptó el puesto de jefe del departamento de química de la Universidad de Howard, una universidad históricamente negra. En 1929, recibió una beca para continuar sus estudios en el extranjero en la Universidad de Viena y regresó a Howard en 1931 con un doctorado.

Unos años más tarde, Julian se vio obligado a dejar Howard debido a la política interna y al escándalo, pero su antiguo profesor en la Universidad DePauw logró conseguir un puesto allí como investigador. En 1935, él y su colaborador Joseph Pikl determinaron con éxito un método para sintetizar fisostigmina, un fármaco utilizado para tratar el glaucoma. Este descubrimiento inicial solidificó la reputación de Julian como químico de renombre.

A pesar de este logro, a Julian no le ofrecieron un puesto docente en DePauw. Frustrado por la falta de oportunidades en el mundo académico, comenzó a buscar puestos en la industria. Después de muchos callejones sin salida, Julian consiguió un puesto en Glidden Company como director de investigación de soja. En ese momento, muchas empresas empleaban químicos para desarrollar nuevas aplicaciones industriales para el aceite de soja. Durante sus 18 años de trabajo en Glidden, la investigación de Julian fue responsable de muchas patentes y productos nuevos, incluida una espuma ignífuga que se utilizó ampliamente durante la Segunda Guerra Mundial.

El aceite de soja se utilizó para muchos productos industriales y de consumo a principios del siglo XX.
El aceite de soja se utilizó para muchos productos industriales y de consumo a principios del siglo XX.

Al mismo tiempo, la comunidad investigadora estaba cada vez más interesada en encontrar métodos rentables para la síntesis masiva de esteroides. Los esteroides se clasifican como lípidos (moléculas que no se disuelven en agua), pero la estructura de los esteroides es diferente a la mayoría de las otras estructuras lipídicas. La estructura central del esteroide es una serie de tres anillos fusionados de 6 carbonos seguidos de un único anillo de 5 carbonos. En el cuerpo humano, uno de los esteroides más comunes es el colesterol, que se sintetiza en el hígado y sirve como precursor de las tres hormonas sexuales primarias: estrógeno, testosterona y progesterona.

Los humanos y los animales no son los únicos que usan esteroides. Las plantas, como la soja juliana, también producen compuestos esteroides, que pueden convertirse en esteroides humanos. En particular, el esteroide de soja estigmasterol, que también fue un subproducto de la síntesis de fisostigmina de Julian, se puede convertir en hormonas humanas como la progesterona. Si bien los científicos sabían cómo convertir el estigmasterol en progesterona, no existía ningún método eficiente para producir el fármaco a granel. Como resultado, obtener progesterona terapéutica era muy caro. En aquella época, la progesterona, una hormona clave para mantener el embarazo, se utilizaba para prevenir abortos espontáneos.

Tres años después de que Julian comenzara a trabajar en Glidden, hubo un accidente que provocó una fuga de agua en un gran tanque de aceite de soja. Todo el tanque estaba arruinado, pero Julian notó una baba blanca en el fondo del tanque llena de una especie de cristales. Los cristales resultaron ser estigmasterol, el esteroide que se puede convertir en progesterona. Este descubrimiento facilitó el desarrollo de un método para la producción masiva de progesterona. Hoy en día, la progesterona se utiliza en anticonceptivos, terapias de reemplazo hormonal y otras aplicaciones terapéuticas.

Como todos los esteroides, la progesterona tiene tres anillos unidos de 6 carbonos seguidos de un anillo de 5 carbonos.
Como todos los esteroides, la progesterona tiene tres anillos unidos de 6 carbonos seguidos de un anillo de 5 carbonos.

En la década de 1940, los científicos descubrieron que el esteroide cortisona podría usarse para tratar la artritis reumatoide, una enfermedad caracterizada por la inflamación de las articulaciones que causa un dolor debilitante. La cortisona fue aclamada como una droga maravillosa en el tratamiento de la artritis reumatoide, pero en ese momento era tan difícil de obtener que una onza podía costar más de 4.000 dólares. Para evitar una síntesis difícil y costosa, Julian mostró cómo un compuesto similar conocido como Sustancia S de Reichstein podía convertirse en cortisona. Más tarde, otra empresa encontró una manera de utilizar microorganismos para producir en masa la Sustancia S y utilizó el método de Julian para convertirla en cortisona para su distribución.

Julian dejó Glidden en 1953 y fundó su propia empresa llamada Julian Laboratories, que se especializaba en la síntesis de una variedad de esteroides y precursores de esteroides que las compañías farmacéuticas compraban para convertirlos en medicamentos. Fue una gran apuesta que valió la pena para Julian, que lo convirtió en millonario en 1961. La empresa también le dio a Julian la oportunidad de contratar y capacitar a decenas de jóvenes químicos negros prometedores que habrían tenido problemas para ingresar a la ciencia en otros lugares. En 1973, Julian fue el segundo afroamericano elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias. En el momento de su muerte en 1975, tenía más de 100 patentes a su nombre, 18 títulos honoríficos y más de una docena de premios cívicos y científicos.

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