Percy Lavon Julian

Actualizado en noviembre 28, 2022

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Percy Lavon Julian (11 de abril de 1899 – 19 de abril de 1975) fue un químico investigador estadounidense y pionero en la síntesis química de medicamentos a partir de plantas. Fue el primero en sintetizar el producto natural fisostigmina y fue pionero en la síntesis química industrial a gran escala de las hormonas humanas progesterona y testosterona a partir de esteroles vegetales como el estigmasterol y el sitosterol. Su trabajo sentó las bases para la producción de cortisona, otros corticosteroides y píldoras anticonceptivas por parte de la industria de los esteroides.

Más tarde fundó su propia empresa para sintetizar esteroides intermedios a partir del ñame silvestre mexicano. Su trabajo contribuyó a reducir en gran medida el coste de los esteroides intermedios para las grandes multinacionales farmacéuticas, lo que ayudó a ampliar considerablemente el uso de varios medicamentos importantes, incluida la síntesis de cortisona.

Julian forma «parte de un pequeño grupo» de inventores y científicos afroamericanos; recibió más de 130 patentes químicas. Fue uno de los primeros afroamericanos en recibir un doctorado en química. Fue el primer químico afroamericano admitido en la Academia Nacional de Ciencias y el segundo científico afroamericano admitido (después de David Blackwell) de cualquier campo.

Vida temprana y familia

Percy Lavon Julian nació el 11 de abril de 1899 en Montgomery, Alabama,[7] como el primero de los seis hijos de James Sumner Julian y Elizabeth Lena Adams Julian. Ambos padres se graduaron en la que sería la Universidad Estatal de Alabama. Su padre, James, cuyo padre había sido esclavo, trabajaba como empleado en el Servicio de Ferrocarriles de la Oficina de Correos de los Estados Unidos, y su madre, Elizabeth, era maestra de escuela.

Formación y carrera académica

En una época en la que el acceso a la educación más allá del octavo grado era extremadamente raro para los afroamericanos, los padres de Julian orientaron a todos sus hijos hacia la educación superior. Julian asistió a la Universidad DePauw en Greencastle, Indiana. La universidad aceptaba pocos estudiantes afroamericanos. La naturaleza segregada de la ciudad lo sometió a humillaciones sociales. No se le permitió vivir en una residencia universitaria y primero se alojó en una pensión fuera del campus, que se negó a servirle comidas. Tardó días en encontrar un establecimiento donde pudiera comer. Más tarde encontró trabajo despidiendo el horno, sirviendo mesas y haciendo otros trabajos extraños en la casa de una fraternidad; a cambio, se le permitió dormir en el ático y comer en la casa. Julian se graduó en DePauw en 1920 como Phi Beta Kappa y valedictorio.

En 1930, su padre había trasladado a la familia a Greencastle para que todos sus hijos pudieran asistir a DePauw. Seguía trabajando como empleado de correos del ferrocarril. James era dueño de su propia casa, valorada en 3.000 dólares (aproximadamente 46.000 dólares en la actualidad).

Tras graduarse en DePauw, Percy Lavon Julian quiso obtener su doctorado en química, pero se enteró de que sería difícil para un afroamericano hacerlo. En su lugar, obtuvo un puesto como profesor de química en la Universidad de Fisk. En 1923 recibió una beca Austin en Química, que le permitió asistir a la Universidad de Harvard para obtener su maestría. Sin embargo, preocupados por el hecho de que los estudiantes blancos se resintieran de que les enseñara un afroamericano, Harvard retiró la beca de profesor de Julian, lo que hizo imposible que completara su doctorado allí.

En 1929, siendo profesor de la Universidad de Howard, Julian recibió una beca de la Fundación Rockefeller para continuar sus estudios de posgrado en la Universidad de Viena, donde se doctoró en 1931. Estudió con Ernst Späth y fue considerado un estudiante impresionante. Europa le permitió liberarse de los prejuicios raciales que le habían ahogado en Estados Unidos. Participó libremente en reuniones sociales intelectuales, asistió a la ópera y encontró mayor aceptación entre sus compañeros. Julian fue uno de los primeros afroamericanos en recibir un doctorado en química, después de St. Elmo Brady y Edward M.A. Chandler.

Escandalo en la vida de Percy Lavon Julian

Tras regresar de Viena, Julian enseñó durante un año en la Universidad de Howard. En Howard, debido en parte a su posición como jefe de departamento, Julian se vio envuelto en la política universitaria, lo que desencadenó una cadena de escándalos. A petición del presidente de la universidad, Mordecai Wyatt Johnson, incitó al profesor blanco de química Jacob Shohan (doctorado en Harvard) a que dimitiera. A finales de mayo de 1932, Shohan tomó represalias publicando en el periódico afroamericano local las cartas que Julian le había escrito desde Viena. Las cartas describían «una gran variedad de temas, desde el vino, las bellas mujeres vienesas, la música y los bailes, hasta los experimentos químicos y los planes para el nuevo edificio de química» En las cartas, hablaba con familiaridad, y con cierta sorna, de los miembros del profesorado de la Universidad de Howard, llamando «burro» a un conocido decano.

Por esa misma época, Percy Lavon Julian también se vio envuelto en un conflicto interpersonal con su ayudante de laboratorio, Robert Thompson. En marzo de 1932, Julian había recomendado el despido de Thompson. Thompson demandó a Julian por «enajenar el afecto de su esposa», Anna Roselle Thompson, afirmando que los había visto juntos en una cita sexual. Julian le contrademandó por difamación. Cuando Thompson fue despedido, también entregó al periódico cartas íntimas y personales que Julian le había escrito desde Viena. Las cartas de Julian revelaban «cómo engañó al presidente [de Howard] para que aceptara sus planes para el edificio de química» y «cómo engañó a su buen amigo para que nombrara» a un profesor del gusto de Julian. Durante el verano de 1932, el Baltimore Afro-American publicó todas las cartas de Julian. Finalmente, el escándalo y la presión que lo acompañaba obligaron a Julian a dimitir.

El 24 de diciembre de 1935 se casó con Anna Roselle (Doctora en Sociología, 1937, Universidad de Pensilvania). Tuvieron dos hijos: Percy Lavon Julian, Jr. (31 de agosto de 1940 – 24 de febrero de 2008), que se convirtió en un destacado abogado de derechos civiles en Madison, Wisconsin; y Faith Roselle Julian (nacida en 1944), que aún reside en su casa de Oak Park y suele pronunciar discursos inspiradores sobre su padre y sus contribuciones a la ciencia.

En el punto más bajo de la carrera de Julian, su antiguo mentor, William Martin Blanchard, profesor de química en DePauw, le lanzó un salvavidas muy necesario. Blanchard le ofreció un puesto para enseñar química orgánica en DePauw en 1932. Julian ayudó entonces a Josef Pikl, compañero de estudios en la Universidad de Viena, a venir a Estados Unidos para trabajar con él en DePauw. En 1935, Julian y Pikl completaron la síntesis total de la fisostigmina y confirmaron la fórmula estructural que se le había asignado. Robert Robinson, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), había sido el primero en publicar una síntesis de la fisostigmina, pero Julian observó que el punto de fusión citado del producto final de Robinson era incorrecto, lo que indicaba que no lo había creado él. Cuando Julian completó su síntesis, el punto de fusión coincidía con el correcto de la fisostigmina natural de la judía de calabar.

Julian también extrajo el estigmasterol, que tomó su nombre de Physostigma venenosum, la judía calabar de África occidental, que esperaba que pudiera servir como materia prima para la síntesis de las hormonas esteroideas humanas. Más o menos por esa época, en 1934, Butenandt y Fernholz, en Alemania, habían demostrado que el estigmasterol, aislado del aceite de soja, podía convertirse en progesterona mediante química orgánica sintética.

Trabajo en el sector privado: Glidden

Contratación de Percy Lavon Julian

En 1936 se le negó a Julian una cátedra en DePauw por motivos raciales. DuPont ofreció un puesto de trabajo a Pikl, pero se negó a contratar a Julian, a pesar de sus excelentes calificaciones como químico orgánico, y se disculpó diciendo que «no sabían que era negro». Julian solicitó a continuación un puesto de trabajo en el Instituto de Química del Papel en Appleton, Wisconsin. Sin embargo, Appleton era una ciudad de costumbres, que prohibía a los afroamericanos pernoctar, declarando explícitamente: «Ningún negro debe tener una cama o pasar la noche en Appleton».

Mientras tanto, Julian había escrito a la empresa Glidden, proveedora de productos de aceite de soja, para solicitar una muestra de cinco galones del aceite para utilizarlo como punto de partida para la síntesis de hormonas sexuales esteroideas humanas (en parte porque su esposa sufría de infertilidad). Tras recibir la solicitud, W. J. O’Brien, vicepresidente de Glidden, telefoneó a Julian ofreciéndole el puesto de director de investigación en la División de Productos de Soja de Glidden en Chicago. Es muy probable que O’Brien le ofreciera el puesto porque dominaba el alemán, y Glidden acababa de comprar a Alemania una moderna planta continua de extracción por disolvente en contracorriente para la extracción de aceite vegetal de la soja para pinturas y otros usos.

Proteína de soja

Julian supervisó el montaje de la planta en Glidden cuando llegó en 1936. A continuación, diseñó y supervisó la construcción de la primera planta del mundo para la producción de proteína de soja aislada de calidad industrial a partir de harina de soja sin aceite. La proteína de soja aislada podía sustituir a la caseína de la leche, más cara, en aplicaciones industriales como el recubrimiento y el encolado del papel, la cola para fabricar madera contrachapada de abeto Douglas y en la fabricación de pinturas al agua.

Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, Glidden envió una muestra de la proteína de soja aislada de Julian a National Foam System Inc. (hoy una unidad de Kidde Fire Fighting), que la utilizó para desarrollar Aer-O-Foam, la querida «sopa de alubias» para la lucha contra el fuego de la Marina estadounidense. Aunque no fue exactamente una idea de Julian, su meticuloso cuidado en la preparación de la proteína de soja hizo posible la espuma contra incendios.

Cuando se introducía un hidrolizado de proteína de soja aislada en una corriente de agua, la mezcla se convertía en espuma mediante una boquilla de aireación. La espuma de proteína de soja se utilizó para sofocar los incendios de aceite y gasolina a bordo de los barcos y fue especialmente útil en los portaaviones. Salvó la vida de miles de marineros y aviadores. Citando este logro, en 1947 la NAACP concedió a Julian la Medalla Spingarn, su máximo galardón.

Esteroides

La investigación de Percy en Glidden cambió de rumbo en 1940, cuando empezó a trabajar en la síntesis de progesterona, estrógeno y testosterona a partir de los esteroles vegetales estigmasterol y sitosterol, aislados del aceite de soja mediante una técnica de espuma que inventó y patentó. En aquella época, los médicos estaban descubriendo muchos usos para las hormonas recién descubiertas. Sin embargo, sólo se podían extraer cantidades mínimas de cientos de kilos de médulas espinales de animales.

En 1940, Julian pudo producir diariamente 100 libras (45 kg) de esteroles de soja mezclados, que tenían un valor de 10.000 dólares (87.000 dólares de hoy) como hormonas sexuales. Julian no tardó en ozonizar 100 libras (45 kg) diarias de dibromuros de esteroles mixtos. El estigmasterol de soja se convertía fácilmente en cantidades comerciales de la hormona femenina progesterona, y la primera libra de progesterona que produjo, valorada en 63.500 dólares (550.000 dólares de hoy), se envió al comprador Upjohn en un furgón blindado. La producción de otras hormonas sexuales no tardó en llegar.

Su trabajo hizo posible la producción de estas hormonas a mayor escala industrial, con el potencial de reducir el coste del tratamiento de las deficiencias hormonales. Julian y sus colaboradores obtuvieron patentes para Glidden sobre procesos clave para la preparación de progesterona y testosterona a partir de esteroles vegetales de soja. Las patentes de los productos, en manos de un antiguo cártel de empresas farmacéuticas europeas, habían impedido una reducción significativa de los precios al por mayor y al por menor para el uso clínico de estas hormonas en la década de 1940. Con este descubrimiento salvó muchas vidas.

El 13 de abril de 1949, el reumatólogo Philip Hench, de la Clínica Mayo, anunció la espectacular eficacia de la cortisona en el tratamiento de la artritis reumatoide. La cortisona fue producida por Merck a un gran costo utilizando una compleja síntesis de 36 pasos desarrollada por el químico Lewis Sarett, comenzando con ácido desoxicólico a partir de los ácidos biliares del ganado. El 30 de septiembre de 1949, Julian anunció un proceso mejorado para producir cortisona que eliminaba el uso de tetróxido de osmio, que era raro y caro.

En 1950, Glidden pudo empezar a producir compuestos estrechamente relacionados que podrían tener una actividad parcial de cortisona. Julian también anunció la síntesis, a partir de la pregnenolona, barata y fácilmente disponible (sintetizada a partir del esterol del aceite de soja, el estigmasterol), del esteroide cortexolona (también conocido como sustancia S de Reichstein, y más a menudo referido como 11-Deoxicortisol), una molécula que se diferenciaba de la cortisona por un único átomo de oxígeno que faltaba; y, posiblemente, la 17α-hidroxiprogesterona y la pregnenetriolona, que esperaba que también fueran eficaces en el tratamiento de la artritis reumatoide, pero lamentablemente no lo fueron.

El 5 de abril de 1952, el bioquímico Durey Peterson y el microbiólogo Herbert Murray, de Upjohn, publicaron el primer informe sobre un proceso de fermentación para la 11α-oxigenación microbiana de esteroides en un solo paso (mediante mohos comunes del orden Mucorales). Su proceso de fermentación podía producir 11α-hidroxiprogesterona o 11α-hidrocortisona a partir de progesterona o del compuesto S, respectivamente, que luego, mediante otros pasos químicos, podían convertirse en cortisona o 11β-hidrocortisona (cortisol).

Después de dos años, Glidden abandonó la producción de cortisona para concentrarse en la Sustancia S. Julian desarrolló un proceso de varios pasos para la conversión de pregnenolona, disponible en abundancia a partir de los esteroles del aceite de soja, en cortexolona. En 1952, Glidden, que había estado produciendo progesterona y otros esteroides a partir del aceite de soja, cerró su propia producción y empezó a importarlos de México mediante un acuerdo con Diosynth (una pequeña empresa mexicana fundada en 1947 por Russell Marker tras dejar Syntex). El coste de producción de Glidden de la cortexolona era relativamente alto, por lo que Upjohn decidió utilizar la progesterona, disponible en gran cantidad a bajo coste en Syntex, para producir cortisona e hidrocortisona.

En 1953, Glidden decidió abandonar el negocio de los esteroides, que había sido relativamente poco rentable a lo largo de los años a pesar del trabajo innovador de Julian. El 1 de diciembre de 1953, Julian dejó Glidden después de 18 años, renunciando a un salario de casi 50.000 dólares al año (equivalente a 480.000 dólares en 2020) para fundar su propia empresa, Julian Laboratories, Inc, ocupando el pequeño edificio de bloques de hormigón de Suburban Chemical Company en Franklin Park, Illinois.

El 2 de diciembre de 1953, Pfizer adquirió las licencias exclusivas de las patentes de Glidden para la síntesis de la sustancia S. Pfizer había desarrollado un proceso de fermentación para la 11β-oxigenación microbiana de los esteroides en un solo paso que podía convertir la sustancia S directamente en 11β-hidrocortisona (cortisol), y Syntex emprendió la producción a gran escala de cortexolona a muy bajo coste.

Laboratorios Oak Park y Julian

Alrededor de 1950, Percy Lavon Julian trasladó a su familia al suburbio de Oak Park, en Chicago, convirtiéndose en la primera familia afroamericana en residir allí. Aunque algunos residentes les dieron la bienvenida, también hubo oposición. Antes de mudarse, el día de Acción de Gracias de 1950, su casa fue atacada con una bomba incendiaria. Más tarde, después de mudarse, la casa fue atacada con dinamita el 12 de junio de 1951. Los ataques galvanizaron a la comunidad, y se formó un grupo comunitario para apoyar a los Julian. El hijo de Julian contó más tarde que, durante esos tiempos, él y su padre solían vigilar la propiedad de la familia sentados en un árbol con una escopeta.

La nueva empresa de investigación de Julian, Julian Laboratories, Inc. contrató a muchos de sus mejores químicos, entre ellos afroamericanos y mujeres, de Glidden. Consiguió un contrato para suministrar a Upjohn progesterona por valor de 2 millones de dólares (equivalente a 17 millones de dólares actuales). Para competir con Syntex, tendría que utilizar el mismo ñame mexicano, obtenido del comercio de barbasco mexicano, como material de partida. Julian utilizó su propio dinero y pidió un préstamo a sus amigos para construir una planta de procesamiento en México, pero no pudo obtener un permiso del gobierno para cosechar los ñames. Abraham Zlotnik, un antiguo compañero judío de la Universidad de Viena al que Julian había ayudado a escapar del Holocausto, dirigió una búsqueda para encontrar una nueva fuente de ñame en Guatemala para la empresa.

En julio de 1956, Julian y los ejecutivos de otras dos empresas estadounidenses que intentaban entrar en el mercado mexicano de intermediarios de esteroides comparecieron ante un subcomité del Senado estadounidense. Testificaron que Syntex estaba utilizando una influencia indebida para monopolizar el acceso al ñame mexicano. Las audiencias dieron lugar a que Syntex firmara un decreto de consentimiento con el Departamento de Justicia de Estados Unidos. Aunque no admitió haber restringido el comercio, prometió no hacerlo en el futuro. En cinco años, las grandes multinacionales farmacéuticas estadounidenses habían adquirido los seis productores de productos intermedios de esteroides en México, cuatro de los cuales eran de propiedad mexicana.

Syntex redujo el costo de los productos intermedios de esteroides más de 250 veces en doce años, de 80 dólares por gramo en 1943 a 0,31 dólares por gramo en 1955. La competencia de Upjohn y General Mills, que habían realizado conjuntamente mejoras muy sustanciales en la producción de progesterona a partir del estigmasterol, obligó a bajar el precio de la progesterona mexicana a menos de 0,15 dólares por gramo en 1957. El precio continuó bajando, hasta llegar a 0,08 dólares por gramo en 1968.

En 1958, Upjohn compró 6.900 kg de progesterona a Syntex a 0,135 dólares el gramo, 6.201 kg de progesterona a Searle (que había adquirido Pesa) a 0,143 dólares el gramo, 5.150 kg de progesterona a Julian Laboratories a 0,14 dólares el gramo y 1.925 kg de progesterona a General Mills (que había adquirido Protex) a 0,142 dólares el gramo.

A pesar de que los precios a granel de los productos intermedios de los esteroides bajaban continuamente, un oligopolio de grandes empresas farmacéuticas multinacionales estadounidenses mantuvo los precios al por mayor de los medicamentos corticosteroides fijos y sin cambios en la década de 1960. La cortisona se fijó en 5,48 dólares por gramo a partir de 1954, la hidrocortisona en 7,99 dólares por gramo a partir de 1954 y la prednisona en 35,80 dólares por gramo a partir de 1956. Merck y Roussel Uclaf se concentraron en mejorar la producción de corticosteroides a partir de los ácidos biliares del ganado. En 1960, Roussel producía casi un tercio de los corticosteroides del mundo a partir de ácidos biliares.

Los químicos de los Laboratorios Julian encontraron la manera de cuadruplicar el rendimiento de un producto con el que apenas se alcanzaba el equilibrio. Julian redujo el precio por kilo del producto de 4.000 dólares a 400. Vendió la empresa en 1961 por 2,3 millones de dólares (lo que equivale a 20 millones de dólares en la actualidad). Las instalaciones de Estados Unidos y México fueron adquiridas por Smith Kline, y la planta química de Julian en Guatemala fue comprada por Upjohn.

En 1964, Julian fundó Julian Associates y el Instituto de Investigación Julian, que dirigió durante el resto de su vida.

Percy Lavon Julian murió de cáncer de hígado en Waukegan, Illinois, el 19 de abril de 1975, una semana después de su 76º cumpleaños.

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