Carlos A. Martinez usou catalisadores da natureza para tornar Paxlovid uma realidade

Em 2020, Carlos A. Martinez e a sua equipa da Pfizer estavam a correr para aumentar massivamente a produção de nirmatrelvir, um componente-chave do antiviral Paxlovid para a COVID-19. Embora possa levar anos para que um candidato a medicamento chegue aos pacientes, Pfizer lançou o nirmatrelvir no mercado em apenas 17 meses (ACS Cent. Ciência. 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c00145).

Martinez, diretor do Centro de Excelência em Biocatálise da Pfizer, desempenhou um papel elementary na produção do materials de partida para um fragmento principal do nirmatrelvir usando enzimas. “Como empresa, todos sentíamos que o desenvolvimento da vacina e do antiviral eram as coisas mais importantes na época”, diz Martinez.

Ele diz que o maior desafio não foram os aspectos científicos do processo, mas a necessidade de trabalhar rapidamente através da burocracia interna e externa. A equipe teve que trabalhar de forma integrada para cumprir prazos extenuantes, monitorar transferências de tecnologia para fornecedores comerciais e garantir uniformidade entre fabricantes e fornecedores.

Como parte dos esforços maiores da Pfizer para trazer o Paxlovid ao mercado, a sua equipa reaproveitou e adaptou uma rota enzimática para produzir um intermediário anteriormente utilizado na síntese do boceprevir, um tratamento da hepatite C que foi retirado do mercado em 2015 (J. Sou. Química. Soc. 2012, DOI: 10.1021/ja3010495). Esse fragmento já havia sido feito anteriormente, mas sua equipe não conseguiu encontrar documentos suficientes detalhando a produção da droga. “Quase tivemos que reinventar o processo”, diz Martinez. Com base no conhecimento de domínio público e utilizando uma enzima produzida pela Codexis, ele e seu grupo conseguiram dobrar a produtividade em comparação com a rota de processo anterior.

Martinez está acostumado a resolver problemas difíceis. Ele liderou os esforços de biocatálise na Pfizer por mais de 20 anos. Ele period recebeu o prêmio 2024 da American Chemical Society em Química Industrial por suas “contribuições notáveis ​​para a pesquisa química no contexto industrial”.

A jornada de Martinez, definida pelo uso criativo de reações enzimáticas em escala de toneladas métricas para produzir medicamentos que salvam vidas, começou em uma biblioteca de sua cidade natal, Cali, na Colômbia, na década de 1980. Ele adorava ler sobre os elementos químicos. “Sempre achei que havia algo maravilhoso na tabela periódica”, diz Martinez. Uma aula de bioquímica durante seu quarto ano de graduação na Universidade de Valle solidificou seu desejo de fazer pesquisas químicas que pudessem ter impacto na saúde humana.

Depois de concluir seus estudos de graduação, Martinez serviu como estudante visitante de verão no laboratório de Jon Stewart na Universidade da Flórida. “Foi assim que conheci o campo da biocatálise pela primeira vez”, diz Martinez. “Trabalhei muito como estagiário de verão e eventualmente recebi um convite para me juntar ao grupo de Stewart. Acabou sendo uma jogada muito boa para mim.”

Stewart diz que Martinez ingressou em seu laboratório quando ele estava apenas começando, e o tempo de Martinez lá foi parte da “base de tudo o que veio depois” no laboratório. Martinez então atuou como pós-doutorado no laboratório de Frances Arnold no Instituto de Tecnologia da Califórnia, onde foi um contribuidor importante nos primeiros esforços do laboratório para gerar novas enzimas por meio da recombinação de sequências semelhantes de diferentes organismos. “Compreendi que o desenvolvimento de um processo poderia envolver o desenvolvimento do catalisador”, diz Martinez, em vez de apenas tentar fazer com que uma enzima disponível comercialmente se adaptasse a um alvo sintético.

Martinez iniciou sua carreira profissional no primeiro grupo de biocatálise da Pfizer em 2001, entusiasmado com o potencial de aplicação da técnica em processos industriais. Ele sabia que a expansão seria elementary. “A menos que conseguíssemos impactar projetos em grande escala, a biocatálise nunca seria integrada aos fluxos de trabalho de como fazemos negócios”, diz ele.

A primeira história de sucesso do grupo surgiu quando desenvolveu com sucesso um processo de fabricação enzimático para a pregabalina, o ingrediente ativo do medicamento para dor nos nervos Lyrica. A técnica do grupo utilizou uma enzima lipase disponível comercialmente (Organização Processo Res. Dev. 2008, DOI: 10.1021/op7002248).

“Foi a primeira vez que conseguimos identificar uma enzima e um processo que poderia ser ampliado”, diz Daniel Yazbeck, membro fundador do grupo de biocatálise da Pfizer que agora atua como CEO do fundo de investimento privado Yazbeck & Co. O novo processo melhorou os rendimentos e a eficiência e reduziu os fluxos de resíduos em comparação com a rota de primeira geração.

“Isso preparou o terreno para futuras histórias de sucesso”, diz Martinez. “Isso enviou uma mensagem de que esta tecnologia de biocatálise period escalonável”, dando à equipe a credibilidade necessária.

Yazbeck diz que os primeiros anos de início do grupo de biocatálise da Pfizer foram emocionantes e intensos. “A biocatálise period um campo relativamente novo e estávamos liderando os esforços da Pfizer”, diz ele. Apesar de tudo, Martinez foi metódico, firme e consistente. “Carlos sempre foi motivado a fazer ciência e fazê-la funcionar”, diz Yazbeck. “Consistente e constante vence o jogo.”

Quando não está acumulando elogios diligentemente ou ajudando a tornar realidade os medicamentos que salvam vidas, Martinez tenta incentivar os estudantes de seu país de origem a reconhecerem seu próprio talento. “Estou muito orgulhoso da minha criação na Colômbia”, diz ele. “A educação que recebi foi de primeira linha e bastante rigorosa.”

Martinez dá palestras em universidades colombianas e mantém uma rede casual de cientistas colombianos. Ele espera que seu incentivo aumente a confiança dos estudantes para prosseguirem estudos de pós-graduação em lugares como os EUA. “Há muito a ser descoberto e muito valor a ser agregado ao ecossistema de pesquisa química nos EUA e em outros lugares por parte de estudantes da América Latina.”