Cómo se fabrica un péptido: la síntesis en fase sólida explicada al médico

El problema que resolvió Merrifield

Un péptido se construye uniendo aminoácidos uno a uno, protegiendo los grupos que no deben reaccionar y retirando la protección justo antes del siguiente acoplamiento. El principio es antiguo y sencillo; la dificultad es práctica. En la síntesis clásica en solución, el producto debe separarse de subproductos y reactivos tras cada paso, y siempre se pierde material. La Academia Sueca lo ilustró así: si cada paso rinde un 90 %, un rendimiento muy bueno, tras 100 pasos el rendimiento global sería de 0,003 %¹.

Bruce Merrifield publicó en 1963 la síntesis de un tetrapéptido sobre un soporte sólido³. Su idea fue anclar el primer aminoácido a un polímero insoluble en forma de pequeñas esferas, añadir los siguientes uno tras otro y liberar la cadena solo al final. La purificación tras cada paso se reemplaza por un lavado de la resina, el rendimiento de cada paso sube al 99,5 % o más y el proceso puede automatizarse². Con este método, su grupo sintetizó una enzima activa, la ribonucleasa, de 124 aminoácidos².

El ciclo de síntesis, paso a paso

La cadena crece desde el extremo carboxilo hacia el amino¹⁷. Cada ciclo repite la misma secuencia: retirar el grupo protector del aminoácido anclado, acoplar el siguiente aminoácido activado y lavar. Para que ninguna cadena quede incompleta, la industria repite el acoplamiento cuando hace falta y acetila los sitios que no reaccionaron (el llamado capping), de modo que no sigan creciendo⁷. El avance se vigila con pruebas como la de Kaiser, un ensayo colorimétrico con ninhidrina que detecta aminas primarias libres⁷. Al terminar, un cóctel ácido libera el péptido de la resina y retira las protecciones de las cadenas laterales⁷.

Fmoc frente a Boc: dos químicas

Existen dos estrategias principales: Boc/bencilo y Fmoc/terc-butilo⁴. En la química Boc, el grupo protector se retira con TFA en cada ciclo; un protocolo optimizado de 1992 usaba TFA al 100 %, ciclos de 15 a 19 minutos y ensamblaba 75 residuos por día⁶. El paso final de la química Boc requiere ácido fluorhídrico (HF)⁵, y la EMA pide controlar el fluoruro residual cuando se usa⁷. En la química Fmoc, el grupo protector se retira con una base (piperidina) y el corte final se hace con TFA, sin HF⁵⁹¹². Hoy la química Fmoc es el método de elección: sus bloques de construcción son de alta calidad y bajo costo gracias a la producción de péptidos terapéuticos a escala de toneladas, y la mayoría de los Fmoc-aminoácidos se ofrecen con pureza por HPLC superior al 99 %⁵. La química Boc conserva nichos, por ejemplo en secuencias «difíciles» que se agregan en la resina⁶.

Qué puede salir mal: las impurezas de síntesis

Las impurezas de un péptido sintético no son misteriosas; están catalogadas y cada una tiene un origen químico⁷⁸:

• Secuencias con deleción: les falta uno o más aminoácidos por un acoplamiento o una desprotección incompletos⁷⁸.
• Secuencias truncadas: fragmentos acetilados que resultan del capping de las cadenas que no reaccionaron⁷.
• Secuencias con inserción: un aminoácido acoplado dos veces, por ejemplo por exceso de reactivo⁷⁸.
• Epimerización (racemización): cambio de L a D en un aminoácido; en un péptido modelo de 20 residuos, la cisteína, la histidina y el ácido aspártico fueron los más susceptibles, y bajar la temperatura de acoplamiento de 80 °C a 50 °C limitó el problema en histidina y cisteína⁹. Los grupos protectores de tipo uretano, como Fmoc, resisten la formación de oxazolona que la origina⁷.
• Aspartimida: reacción del ácido aspártico favorecida por la base de la química Fmoc; puede dar hasta nueve subproductos, algunos de los cuales salen en el mismo pico que el péptido deseado⁵¹⁰.
• Aductos y oxidación: durante el corte se liberan especies catiónicas reactivas que pueden atacar triptófano, tirosina o metionina, por lo que se añaden «secuestradores»; también se describen oxidación de cadenas laterales, protecciones no retiradas y dímeros u oligómeros⁷⁸.

Cuanto más larga es la cadena, más ciclos se acumulan y más oportunidades hay para estas reacciones¹²; además, las secuencias que se agregan sobre la resina se consideran «difíciles»⁶. Las rutas de degradación posteriores (deamidación, hidrólisis, oxidación) se revisan en Estabilidad de los péptidos.

El corte y los contraiones: el caso del TFA

El TFA se usa como agente de corte y como reactivo de par iónico en la purificación por HPLC de fase reversa, por lo que los péptidos suelen obtenerse como sales de TFA¹¹¹². Esto tiene consecuencias. En 1999 se observó que el TFA a concentraciones de 10⁻⁸ a 10⁻⁷ M redujo el número de osteoblastos en cultivo, y que las sales de TFA de amilina y calcitonina produjeron menos proliferación que sus sales de clorhidrato; los autores recomendaron convertir los péptidos a clorhidrato u otra sal equivalente antes de medir efectos biológicos¹¹. Un estudio en ratones publicado en 2026 describió que el TFA, solo o como contraión de varios péptidos cortos, redujo el colesterol LDL, los triglicéridos y las lesiones ateroscleróticas en un modelo de aterosclerosis, con datos mecanísticos que apuntaron a su unión al receptor PPAR-α; los autores advierten que falta saber si estos efectos se extienden a humanos¹³.

La solución es conocida. La EMA indica que el tipo de contraión puede afectar las propiedades biológicas y fisicoquímicas del péptido, que para los péptidos sintéticos se usa habitualmente acetato y que su cantidad debe controlarse con un límite superior justificado⁷. El intercambio también está validado: un grupo de la ETH de Zúrich sustituyó el TFA por cloruro mediante liofilización en ácido clorhídrico, con 10 mM como condición óptima y sin efecto sobre la pureza¹².

Purificación, liofilización y control

El péptido crudo es una mezcla compleja. Se purifica por cromatografía preparativa: se recogen fracciones, se combinan las de mayor pureza y las fracciones laterales pueden repurificarse con criterios definidos⁷. Después se aísla, habitualmente por liofilización, que la EMA considera práctica habitual; también se usan precipitación, cristalización y secado por atomización⁷. El polvo resultante suele ser muy higroscópico⁷.

La especificación de un péptido para uso farmacéutico separa conceptos que a menudo se confunden: la identidad debe confirmar sin ambigüedad la secuencia; la pureza se mide por cromatografía, con un umbral de notificación de 0,1 % según la Farmacopea Europea; el contenido (assay) se expresa sobre la sustancia anhidra y libre de contraión; y se controlan por separado el agua, el contraión, el TFA residual, los solventes y las endotoxinas⁷. Cuando dos impurezas salen juntas en un solo pico, se aplica un umbral de calificación de 1,0 %⁷. Cómo leer estos datos en un certificado se explica en Cómo leer el certificado de análisis, y lo que han medido los laboratorios independientes, en ¿Qué hay realmente en el vial?.

Síntesis química o levadura: dos rutas para la misma molécula

No todos los péptidos se sintetizan químicamente. La información de producto de la EMA indica que la semaglutida y la liraglutida de referencia se producen en Saccharomyces cerevisiae mediante tecnología de ADN recombinante¹⁴¹⁵. Hoy existen además versiones sintéticas de moléculas que nacieron recombinantes. Un estudio que comparó lotes de distintos fabricantes encontró que la liraglutida sintética y la recombinante de cinco proveedores tenían perfiles de impurezas distintos a los del producto original, que la escala y el proceso influyeron en la estabilidad física y que los metales traza aumentaron la formación de especies de alto peso molecular¹⁶. La ruta importa menos que el control: ambas pueden dar un producto de calidad si el perfil de impurezas se caracteriza y se compara⁷¹⁶.

La escala también plantea retos ambientales. La síntesis en fase sólida convencional tiene una intensidad de masa de proceso extrema y baja economía atómica, por el exceso de aminoácidos protegidos y de reactivos de acoplamiento¹⁷, y depende de solventes como la dimetilformamida (DMF). En un estudio de 2024, la N-butilpirrolidinona rindió igual que la DMF en la síntesis de cinco péptidos, entre ellos la timosina α1¹⁸. La química del péptido sigue mejorando.

Los límites

Esta química es madura y precisa, pero tiene límites que conviene conocer. La pureza cromatográfica no detecta lo que coeluye con el pico principal, y la aspartimida puede generar justamente ese tipo de impurezas⁵⁷. Los efectos biológicos del TFA proceden de células y ratones; su relevancia en humanos no está establecida, y el estudio de 2026 declara una patente sobre usos terapéuticos del TFA¹¹¹³. La guía de la EMA describe lo que se exige a un medicamento; un material de investigación no necesariamente se fabrica ni se analiza con ese mismo alcance, por lo que el certificado de cada lote sigue siendo la referencia⁷. Y la comparación entre fabricantes de liraglutida muestra que dos productos con la misma secuencia pueden diferir en impurezas y estabilidad¹⁶.