Gas mostaza

Actualizado en abril 25, 2022

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El gas mostaza, aunque técnicamente no es un gas y a menudo es llamado mostaza de azufre por fuentes académicas, es la sustancia prototípica de la familia de agentes de guerra química citotóxicos y vesicantes a base de azufre, que pueden formar grandes ampollas en la piel expuesta y en los pulmones.

Los agentes tóxicos a base de azufre tienen un largo historial de uso como agente vesicante en la guerra y, junto con los compuestos organoarsénicos como la lewisita, son los más estudiados de tales agentes.

Los compuestos químicos relacionados con una estructura química similar y propiedades similares forman una clase de compuestos conocidos colectivamente como mostazas de azufre o agentes de mostaza. Las mostazas de azufre puras son líquidos incoloros y viscosos a temperatura ambiente. Cuando se usan en forma impura, como en las armas de guerra, suelen ser de color marrón amarillento y tienen un olor parecido al de las plantas de mostaza, el ajo o el rábano picante, de ahí su nombre.

El nombre común de «gas mostaza» es inexacto porque la mostaza azufrada no se vaporiza realmente, sino que se dispersa como una fina niebla de gotas líquidas. Al gas mostaza se le asignó originalmente el nombre de LOST, en honor a los científicos Wilhelm Lommel y Wilhelm Steinkopf, que desarrollaron un método de producción a gran escala para el Ejército Imperial Alemán en 1916.

Los agentes mostaza están regulados por la Convención sobre Armas Químicas de 1993. Tres clases de productos químicos son monitoreados bajo esta Convención, con la mostaza de azufre y nitrógeno agrupados en la Lista 1, como sustancias sin otro uso que el de la guerra química (aunque desde entonces, se ha encontrado que el gas mostaza es útil en la quimioterapia del cáncer). Los agentes de gas mostaza pueden desplegarse mediante proyectiles de artillería, bombas aéreas, cohetes o mediante la pulverización de aviones de guerra u otras aeronaves.

El gas mostaza se puede descontaminar fácilmente mediante una reacción con la cloramina T. La mostaza de azufre (SM) es un potente agente de guerra química que se utilizó ampliamente durante la Primera Guerra Mundial y el conflicto entre Irán e Iraq.

Historia del gas mostaza

El agente mostaza fue desarrollado posiblemente ya en 1822 por César-Mansuète Despretz (1798-1863) Despretz describió la reacción del dicloruro de azufre y el etileno pero nunca mencionó ninguna propiedad irritante del producto de la reacción.

En 1854, otro químico francés, Alfred Riche (1829-1908), repitió este procedimiento, también sin describir ninguna propiedad fisiológica adversa. En 1860, el científico británico Frederick Guthrie sintetizó y caracterizó el compuesto del agente de la mostaza y señaló sus propiedades irritantes, especialmente en la degustación. También en 1860, el químico Albert Niemann, conocido como pionero en la química de la cocaína, repitió la reacción y registró las propiedades formadoras de ampollas.

Viktor Meyer, en 1886, publicó un artículo que describía una síntesis que producía buenos rendimientos. Combinó el 2-cloroetanol con sulfuro de potasio acuoso y luego trató el tiodiglicol resultante con tricloruro de fósforo. La pureza de este compuesto era mucho mayor y, en consecuencia, los efectos adversos para la salud al ser expuesto eran mucho más graves. Estos síntomas se presentaron en su asistente, y para descartar la posibilidad de que éste sufriera una enfermedad mental (síntomas psicosomáticos), Meyer hizo probar este compuesto en conejos de laboratorio, la mayoría de los cuales murieron. En 1913, el químico inglés Hans Thacher Clarke (conocido por la reacción Eschweiler-Clarke) sustituyó el tricloruro de fósforo por ácido clorhídrico en la formulación de Meyer mientras trabajaba con Emil Fischer en Berlín. Clarke fue hospitalizado durante dos meses por quemaduras después de que uno de sus frascos se rompiera. Según Meyer, el informe de Fischer sobre este accidente a la Sociedad Química Alemana envió al Imperio Alemán en el camino de las armas químicas.

El agente mostaza puede tener el efecto de convertir la piel de un paciente en diferentes colores, incluyendo rojos, naranjas, rosas y, en casos inusuales, azules. El Imperio Alemán durante la Primera Guerra Mundial confió en el método Meyer-Clarke porque el 2-cloroetanol era fácilmente disponible en la industria alemana de tintes de esa época.

De la Gran Guerra a la quimioterapia de primera línea

Hace más de cien años comenzó un gran conflicto que cambiaría el mundo para siempre. La Primera Guerra Mundial, también conocida como la Gran Guerra, dejaría 17 millones de personas muertas o desaparecidas en acción. Atrapada en las condiciones miserables de las trincheras, fue un infierno para los que estaban en el frente.

Pero fue empeorado por el trabajo de los químicos industriales.

En julio de 1917, las tropas con base en Ypres, Bélgica, informaron de una nube brillante alrededor de sus pies y un extraño olor a pimienta en el aire. En 24 horas comenzaron a sentir piquiña incontrolablemente y desarrollaron horribles ampollas y llagas. Algunos empezaron a toser sangre.

Habían sido envenenados por el gas mostaza, una de las armas químicas más mortíferas desplegadas en la batalla.

Y debido a que el gas mostaza puede ser absorbido a través de la piel, las máscaras de gas eran inútiles. Incluso los soldados completamente vestidos no estaban totalmente protegidos. Podía llevar hasta seis semanas morir por el gas mostaza, y era una forma terrible de morir. Hacia el final de la Gran Guerra, este gas no sólo había matado y lisiado, sino que había infundido terror en el campo de batalla. Sólo el primer uso en Ypres dejó hasta 10.000 muertos y muchos más heridos.

La química como arma de destrucción

El gas mostaza fue uno de los varios gases venenosos desarrollados por Fritz Haber, profesor de la prestigiosa Universidad de Karlsruhe. Haber fue un químico brillante, que inventó un proceso para la producción a escala industrial de fertilizantes a base de amoníaco. Este brillante descubrimiento, conocido como el proceso Haber, jugó un papel muy importante en evitar las hambrunas en todo el mundo y ahora alimenta a cerca de un tercio de la población mundial. Le valió el Premio Nobel de Química en 1918.

Pero el papel de Haber en el desarrollo de armas químicas significa que su legado siempre tendrá su lado oscuro. Incluso después de la guerra, Haber promovió con entusiasmo el uso de gas venenoso. Y sus colegas continuarían haciendo otros gases mortales – la Primera Guerra Mundial es conocida por algunos como la guerra de los químicos. Pero la historia del gas mostaza no terminó ahí. Y tiene un final más brillante de lo que se podría pensar.

Dos décadas después, con la Segunda Guerra Mundial en ciernes, los investigadores del lado de las Fuerzas Aliadas temían una repetición de los ataques con gas mostaza de la Gran Guerra. Así que intentaron crear antídotos.

Lo que descubrieron los llevó a una batalla muy diferente.

Dos doctores de la Universidad de Yale, Louis Goodman y Alfred Gilman, indagaron en los registros médicos de los soldados afectados por el gas mostaza, y notaron que muchos de ellos tenían un número sorprendentemente bajo de células inmunes en su sangre – células que, si mutan, pueden llegar a convertirse en leucemia y linfoma.

Goodman y Gilman formularon la hipótesis de que, si el gas mostaza podía destruir los glóbulos blancos normales, parecía probable que también pudiera destruir los cancerosos.

Después de exitosos ensayos con animales, Goodman y Gilman buscaron un voluntario humano con cáncer de glóbulos blancos para probar el gas mostaza como terapia contra el cáncer. Encontraron un paciente con linfoma avanzado, conocido hoy sólo por sus iniciales: J.D.

Un tumor masivo en la mandíbula de J.D. significaba que no podía tragar o dormir, ni siquiera podía cruzar los brazos sobre su pecho porque los tumores en los nódulos linfáticos de sus axilas eran muy grandes. Estaba encajonado, por delante y por detrás, por el cáncer. Sus doctores intentaron todo lo que pudieron, pero su perspectiva se consideraba desesperada.

Sin ningún otro lugar donde acudir, J.D. aceptó probar la nueva droga experimental. A las 10 de la mañana del 27 de agosto de 1942 le dieron la primera inyección de lo que llamaron «químico linfocida sintético». Esto era de hecho mostaza de nitrógeno, el compuesto utilizado para hacer gas mostaza. Debido a la guerra, el tratamiento de J.D. era un secreto y en sus registros sólo se hacía referencia a él como «sustancia X».

Recibió varios tratamientos con la sustancia X y con cada uno de ellos mejoró un poco. Podía dormir, podía tragar y podía comer. Estaba mucho más cómodo y el dolor se desvaneció. Este fue un momento monumental en la historia de la medicina. Fue el comienzo de lo que ahora conocemos como quimioterapia.

El gas mostaza a la medicina moderna

De vuelta en el Reino Unido y después de la Segunda Guerra Mundial, otro brillante químico, el profesor Alexander Haddow, se convirtió en Director del Instituto de Investigación Chester Beatty – un Instituto financiado por una de las organizaciones benéficas fundadoras que se fusionaron para formar Cancer Research UK. Trabajaba en compuestos que podían bloquear el crecimiento de tumores y tratar el cáncer.

Todo lo que necesitaba para hacer un gran avance en el tratamiento del cáncer era una pista – una molécula efectiva para empezar. El gas mostaza le dio ese tan necesario y crucial punto de partida.

En 1948, Haddow publicó una innovadora investigación en la revista Nature, mostrando exactamente qué partes de la molécula de mostaza de nitrógeno eran necesarias para matar las células cancerosas. Tal vez más importante, también descubrió cómo hacer el producto químico menos tóxico, pero con una actividad más potente para matar el cáncer.

Haddow comenzó mostrando que las mostazas de nitrógeno podían detener el crecimiento de tumores en las ratas. Luego, en experimentos similares a los de Lego, alteró partes de la molécula, reemplazándolas con diferentes «ladrillos». Reemplazando ciertos trozos, en particular cualquiera de los dos átomos de cloro, hizo que la molécula fuera inútil y ya no bloqueaba el crecimiento de tumores en sus ratas.

Este fue un hallazgo importante, mostrando que la molécula necesitaba ambos átomos de cloro para funcionar. Y la sustitución de otras partes de la molécula alteró su actividad también. A través de este rompecabezas molecular, Haddow descubrió qué piezas se necesitaban para hacer un tratamiento que beneficiara a los pacientes de cáncer en todo el mundo.

Continuó su investigación, mostrando cómo funcionaban realmente estos productos químicos – fue mediante la vinculación de alguna manera de otras moléculas dentro de la célula cancerosa, en última instancia, llevando a la célula en un camino suicida. Otros investigadores demostraron que estas moléculas vinculadas eran en realidad cadenas de ADN. Esto desencadenó el mecanismo de autodestrucción de la célula, causando que la célula se apagara y se rompiera, destruyéndola.

El futuro está cambiando

Y así el gas mostaza pasó del campo de batalla de las trincheras de la Primera Guerra Mundial a la primera línea de tratamiento del cáncer. Pero para J.D., el tratamiento llegó demasiado tarde. Aunque funcionó inicialmente, dándole unos meses extra inmensamente importantes con menos dolor y mayor comodidad, perdió la vida seis meses después de que se inició su tratamiento experimental. Sólo hay una entrada en su historial médico del 1 de diciembre de 1942. Simplemente dice «Murió». J.D. falleció sin saber el impacto que su vida y su muerte tendrían.

Pero el trabajo posterior de Haddow inició una nueva era en el tratamiento del cáncer: la quimioterapia. Todos los medicamentos que siguieron funcionaron de la misma manera básica que Haddow describió. Y, de hecho, la quimioterapia derivada de la mostaza de nitrógeno se sigue utilizando para tratar algunos cánceres hoy en día.

La estructura química que Haddow publicó está a sólo unos pocos átomos de la estructura del fármaco clorambucilo, que todavía se utiliza para tratar un tipo de leucemia llamada leucemia linfocítica crónica y otro cáncer de la sangre llamado linfoma no Hodgkin (NHL). La supervivencia del LNH casi se ha triplicado desde principios del decenio de 1970 y ahora más del 60% de las personas sobreviven durante al menos 10 años, gracias en parte a esta droga. Y se sigue trabajando en este tipo de tratamientos para hacerlos más amigables, con menos efectos secundarios.

La investigación de Haddow condujo al desarrollo de más tratamientos de quimioterapia que han cambiado completamente el panorama de otros tipos de cáncer. El cisplatino y el carboplatino funcionan de manera similar a las mostazas de nitrógeno. El cisplatino tiene incluso dos átomos de cloro críticos, igual que el gas mostaza. Y es en gran parte responsable del hecho de que el 96% de los hombres con cáncer de testículo ahora sobreviven a la enfermedad a largo plazo.

Pero la quimioterapia es sólo una de las formas en que tratamos el cáncer en este momento. Y cualquiera que haya pasado por ella sabe que, a pesar de décadas de evolución lejos de las trincheras, la quimioterapia sigue siendo, para muchos, una experiencia muy difícil y desagradable.

Así que se han desarrollado, y se seguirán desarrollando, más y más tratamientos específicos diseñados para elegir objetivos de cáncer específicos, como un francotirador seleccionando precisamente a quién «eliminar». Y las inmunoterapias, diseñadas para activar nuestras propias defensas contra el cáncer, actuando como las Operaciones Negras del tratamiento del cáncer.

Pero por ahora todavía hay lugar para la quimioterapia, una de las primeras armas químicas en nuestro creciente arsenal contra el cáncer.

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