Dans les années 1960, le sédatif thalidomide était très populaire comme l'un des seuls non barbituriques, somnifères en vente libre sur le marché. Lorsque les médecins ont commencé à remarquer que cela aidait également à soulager les nausées matinales chez les femmes enceintes, beaucoup ont commencé à le recommander aux patients pour cette utilisation hors AMM. Ce qui a suivi a été une explosion mondiale du nombre d'enfants nés avec la phocomélie, des membres raccourcis ou absents. Enfants dont les mères avaient reçu la recommandation de thalidomide par leurs médecins.

La thalidomide était un composé autrement inoffensif, alors qu'est-ce qui l'a poussé à avoir des effets secondaires aussi délétères ? La réponse réside dans la propriété de la chiralité.

Tout comme une paire de mains, certaines molécules existent dans deux structures, appelés énantiomères, qui sont des images miroir distinctes les unes des autres. Celles-ci sont appelées molécules chirales. Ces molécules chirales constituent très fréquemment la base de nombreux produits pharmaceutiques importants. Mais lors de la synthèse de ces molécules pour les produits pharmaceutiques - des produits pharmaceutiques tels que la thalidomide, ibuprofène, pénicilline, et bien d'autres encore, il est très difficile de savoir quelle "main" vous allez avoir, et ainsi les fabricants se retrouvent avec des lots de molécules qui sont un mélange des deux énantiomères. Contrairement à ces molécules chirales synthétiques, les molécules qui composent la vie sur Terre sont homochirales, c'est-à-dire tous les sucres, ADN, acides aminés, et les protéines n'existent que sous l'une de leurs deux formes énantiomères. C'est là que réside le problème :lorsque les produits pharmaceutiques chiraux sont fabriqués sans tenir compte de leur « maniabilité, " un énantiomère peut être thérapeutique tandis que l'autre est toxique.

Les fabricants de produits pharmaceutiques ont donc tout intérêt à pouvoir créer des lots de ces molécules chirales et à séparer une main de l'autre. Pour la plupart, cela se fait en créant une surface à partir de molécules chirales d'un seul énantiomère. Lorsque vous passez d'autres molécules chirales dessus, les molécules de surface homochirales vont s'accrocher à celles de leur énantiomère opposé, les piéger à la surface, permettant uniquement aux molécules de l'énantiomère souhaité de passer avec succès. De cette façon, il ne leur reste que des molécules d'un seul énantiomère, qui peut ensuite être utilisé en pharmacie sans risque de toxicité.

Alors que de nombreuses entreprises ont réussi à créer leurs propres surfaces chirales artificielles à cette fin, Nisha Shukla et Andrew Gellman ont développé un certain nombre de nouvelles, des méthodes plus faciles pour fabriquer des surfaces métalliques naturellement chirales, comme indiqué dans leur perspective « Surfaces métalliques chirales pour les processus énantiosélectifs, " Publié dans Matériaux naturels .

"Jusqu'à notre travail original, personne ne savait que les surfaces métalliques pouvaient avoir des structures intrinsèquement chirales, " dit Gellman, professeur de génie chimique. "Mais cette découverte pourrait offrir de nouveaux processus pour faire de la chimie chirale énantiosélective et ainsi permettre de nouvelles voies vers des produits pharmaceutiques chiraux énantiomériquement purs."

La majorité des surfaces chirales en usage pratique, selon Gellman, sont constitués de matériaux achiraux qui sont ensuite traités ou modifiés avec des adsorbats chiraux énantiomériquement purs, les rendant chiraux et donc utilisables en séparation chirale. Mais cette nouvelle recherche a montré pour la première fois qu'il existe de nombreuses voies pour préparer des matériaux inorganiques, métaux en particulier, qui sont déjà intrinsèquement chiraux, ce qui signifie qu'ils n'ont pas besoin d'être traités avec ces adsorbats chiraux pour être utiles.

« Ces matériaux inorganiques chiraux sont bien plus performants que les matériaux organiques traditionnellement utilisés, " dit Shukla, scientifique principal des systèmes de l'accélérateur de recherche en ingénierie, "car ils peuvent maintenir leur structure chirale à des températures plus élevées et dans des conditions où les matériaux organiques chiraux se décomposeraient."

Mais comme pour tout processus commercial, pour être viable, il doit être évolutif. Par leurs recherches sur ces surfaces intrinsèquement chirales et l'analyse des développements récents dans le domaine, Gellman et Shukla ont montré que la voie vers la fabrication évolutive de ces surfaces élevées, des surfaces énantiomériquement pures est possible. Dans leurs recherches, ils décrivent un certain nombre de méthodes potentielles pour les développer - de la croissance de films métalliques chiraux, à imprimer des surfaces avec des motifs chiraux, au développement de nanoparticules chirales. Ils présentent même la possibilité d'impressionner les orientations de surface chirales dans des substrats texturés, bien que cela nécessitera une enquête plus approfondie.

"Chacune de ces méthodes a le potentiel d'apporter la fabrication entièrement évolutive de surfaces métalliques chirales à un certain nombre d'industries, y compris les produits pharmaceutiques, agrochimiques, et d'autres, ", déclare Gellman. "La méthode la plus efficace dépend en fin de compte des problèmes rencontrés par cette industrie particulière et de la chimie chirale spécifique qu'un fabricant cherche à contrôler."