الأضواء
إيلومينا (ILMN): بناء أدوات العصر الجيني
تلتزم Securities.io بمعايير تحريرية صارمة، وقد تتلقى تعويضات عن الروابط المُراجعة. لسنا مستشارين استثماريين مُسجلين، وهذه ليست نصيحة استثمارية. يُرجى الاطلاع على كشف التابعة لها.
منحنى تكلفة تسلسل الجينوم
على مدار أغلب تاريخ الطب، اقتصر دور الأطباء على ملاحظة الأعراض ومحاولة تخفيفها. وكان هذا صحيحًا بشكل خاص بالنسبة للأمراض غير المعدية الناجمة عن خلل في الجسم، بما في ذلك الأمراض الوراثية.
مع اكتشاف بنية الحمض النووي ووظيفته، حصل على جائزة نوبل في الطب عام 1962لقد بدأنا في الحصول على فهم أفضل لكيفية عمل النظام البيولوجي حقًا. لقد حصلت تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) على جائزة جائزة نوبل في الطب لعام 1993، من شأنه أن يفتح طرقًا جديدة لتحليله.
توسع هذا المجال أكثر مع بدء تسلسل الجينومات الكاملة. تم تسلسل أول جينوم بشري عام ٢٠٠٣ بعد ١٣ عامًا من العمل الدؤوب، بتكلفة ٣ مليارات دولار. وسرعان ما أصبحت تكلفة تسلسل الجينوم الكامل أقل فأرخص. وبحلول عام ٢٠٠٧، لم تتجاوز تكلفة تسلسل جينوم كامل مليون دولار.. بحلول عام 2014، لم يتجاوز سعر التذكرة 1,000 دولار. أما اليوم، فقد بلغ سعر التذكرة نحو 200 دولار، وما زال السعر في انخفاض.
هذا يقلد قانون مور، الذي جعل أجهزة الكمبيوتر جزءًا من حياتنا اليومية من خلال التنبؤ بأن عدد الترانزستورات لكل بوصة مربعة على الشريحة الدقيقة سوف يتضاعف كل عام بينما تنخفض تكلفة التصنيع لكل مكون إلى النصف.
ولكن الانخفاض في تكاليف الجينوم كان أكثر إثارة للإعجاب. وقد أصبح ذلك ممكناً بفضل تقنية تسلسل الجيل التالي. فهي تستخدم التقدم الذي أحرزته شرائح السيليكون، ولكن بدلاً من قراءة الكود الثنائي، فإنها تقرأ الكود الجيني. وكلما تقدم تصنيع شرائح السيليكون، كلما أصبحت تقنية تسلسل الجيل التالي أكثر كفاءة.
خلال السنوات العشر الماضية فقط، انهارت تكلفة الجينوم الواحد إلى الحد الذي أصبح فيه اختبارًا رخيصًا بين مجموعة الاختبارات المتاحة للمهنيين الطبيين.
المصدر البورشيد
وفي قلب هذه الثورة كانت أكبر شركة متخصصة في آلات تسلسل الجينوم: شركة إيلومينا.
(ILMN )
نظرة عامة على Illumina
إيلومينا بالأرقام
تعد شركة Illumina أكبر منتج لأجهزة تسلسل الجينوم على الإطلاق، وهي رائدة في هذا المجال ودفعت تكنولوجيا التسلسل إلى الأمام لعقود من الزمن.
يحتوي حاليًا على أكثر من 22,000 جهاز تسلسل مثبت في 165 دولة.
يُستخدم حوالي نصف مُستهلكات أجهزة التسلسل الجيني لشركة إيلومينا في التطبيقات السريرية، بينما يُستخدم النصف الآخر في مختبرات الأبحاث العامة والخاصة. في التطبيقات السريرية، يأتي نصف الطلب من علم الأورام، يليه اختبارات الجينات والأمراض (GDT).
المصدر البورشيد
يأتي الجزء الأكبر من دخل شركة إيلومينا من الأمريكتين وأوروبا، بينما يأتي 7% فقط من الصين. So التصنيف الأخير لشركة Illumina في "قائمة الكيانات غير الموثوقة" في الصين من غير المرجح أن يكون للرد على الرسوم الجمركية التي فرضها ترامب عواقب كبيرة. ومع ذلك، قد يؤدي ذلك إلى وقف خطط الشركة لتوسيع إنتاجها المحلي في الصين ليشمل كل من الأدوات والمواد الاستهلاكية بحلول عام 2028.
المصدر البورشيد
قراءة قصيرة في علم الجينوم
تركز Illumina على قراءة التسلسل الجيني القصير. وهذا يعني أنها تقرأ أجزاء صغيرة من الجينوم واحدة تلو الأخرى، قبل تجميعها في كل متماسك.
لا يعد هذا بالضرورة نوع التسلسل المستخدم في مشاريع البحث المعقدة، والتي تفضل التسلسل الطويل، ولكن هذا هو الأكثر شيوعًا. أصبح التسلسل الطويل تدريجيًا هو المكان الذي اختاره منافس قديم لشركة Illumina، العلوم البيولوجية في المحيط الهادئ (PACB ).
القراءة المختصرة هي الطريقة المستخدمة في تحديد النمط الجيني، واكتشاف المتغيرات النوكليوتيدية الفردية المرتبطة بالمرض الوراثي (الحالة الأكثر شيوعًا)، واكتشاف السرطان مبكرًا باستخدام خزعة سائلة (المزيد عن هذه التكنولوجيا والسوق أدناه).
وتتوقع الشركة أن ينمو الطلب على تقنية تسلسل الجيل التالي (NGS) بنسبة 18% CAGR للتطبيقات السريرية و6% CAGR للأبحاث، مما يعزز إجمالي السوق المستهدفة للقطاع (TAM) من 100 مليار دولار للتطبيقات السريرية إلى 25 مليار دولار للأبحاث بحلول عام 2033.
المصدر البورشيد
نموذج الأعمال وحصة السوق
تجني شركة Illumina بعض الأموال من بيع آلات التسلسل، ولكن الجزء الأكبر من دخلها يأتي من المواد الاستهلاكية المستخدمة لتشغيل هذه الآلات وإجراء التسلسل. هذه المواد الاستهلاكية عبارة عن مواد كيميائية خاصة وخيوط DNA، وعادة ما تعمل كل آلة تسلسل فقط بالمنتجات التي يوفرها المصنع الأصلي.
على سبيل المثال، في الربع الرابع من عام 4، كان 2024 مليون دولار من إجمالي الإيرادات البالغة 698 مليار دولار من مبيعات المواد الاستهلاكية. ويرتبط جزء كبير من هذه الإيرادات المتكررة بأحدث آلة تسلسل عالية السرعة من Illumina نوفا سيك اكستم إطلاقه في نهاية عام 2023 وتم نشره بالكامل الآن، وهو مسؤول عن 2040% من إجمالي الإيرادات الاستهلاكية.
وهذا لا يؤدي فقط إلى خلق تدفق ثابت من الإيرادات لشركة Illumina، بل يضمن أيضًا لعملائها شراكة طويلة الأمد مع الشركة.
قد يتردد العملاء الحاليون أيضًا في التحول إلى مورد آخر نظرًا لأن بروتوكولاتهم البحثية أو الطبية الحالية يتم معايرتها باستخدام أجهزة Illumina. وقد يكون من الصعب أيضًا مقارنة النتائج بين الأجهزة المختلفة لإجراء أبحاث متابعة.
لذا فإن أي إعادة تصميم ستكون مكلفة وتستغرق وقتا طويلا، كما أنها ستتطلب إعادة تدريب الفنيين والباحثين الذين يقومون بالتسلسل.
تاريخيًا، كانت هذه التأثيرات، التي تعمل على حبس العملاء الحاليين في النظام البيئي لشركة Illumina، بمثابة ميزة تنافسية قوية، مما يحد بشكل كبير من قدرة المنافسين مثل Pacific Biosciences على اختراق السوق.
انعكاس لهذه الهيمنة على السوق، حصلت Illumina على أكثر من 90% من حصة السوق في اختبارات الجينوم السريرية في عام 2024.
لذا، في حين تشهد الأسواق المتخصصة ومجالات البحث المحددة المزيد من المنافسة (مثل القراءة الطويلة لـ PacBio، عنصر العلوم البيولوجية متوسط الإنتاجية، أو ألتيما جينومكس لا تزال شركة Illumina تسيطر على معظم سوق تسلسل الحمض النووي والجينوم، على الرغم من انخفاض تكاليفها.
الأداء المالي لشركة إيلومينا
على الرغم من التقدم الهائل في تكنولوجيا الجينوم، والموافقة على أول دواء لتحرير الجينات يعتمد على تقنية كريسبر من شركة كريسبر ثيرابيوتكس (CRSP ) (اتبع الرابط للحصول على تقرير الاستثمار المرتبطلقد كانت السنوات القليلة الماضية صعبة على مستثمري Illumina.
ويأتي هذا في أعقاب تراجع عام في قطاع التكنولوجيا الحيوية، بعد نمو قوي وتوقعات أقوى خلال سنوات الوباء، وبلغ ذروته في عام 2021.
المصدر جوجل المالية
لا تعكس أرقام سوق الأوراق المالية هذه نمو الشركة، مع نمو بنسبة 30% على أساس سنوي في نشاط التسلسل، وخاصة بسبب التبني المتزايد للأدوات عالية ومتوسطة الإنتاجية.
وقد أنفقت شركة Illumina مبالغ ضخمة من المال في البحث والتطوير لإعداد الجيل القادم من تقنية التسلسل، حوالي 1.2 مليار دولار في عام 2024 فقط.
مستقبل إيلومينا
متعددات
لقد أدى ظهور التسلسل الجينومي الآلي والرخيص إلى توليد طوفان من البيانات البيولوجية لم يسبق له مثيل من قبل.
وبالتوازي مع ذلك، أدى التعقيد الشديد للأنظمة الحية إلى ظهور علم التعددية الجينية، وهو مجال يجمع بين جميع الفروع الفرعية للعلوم البيولوجية، ويُروَّج له باعتباره الخطوة التالية في مجال التكنولوجيا الحيوية.:
- علم الجينوم: تحليل تسلسل الحمض النووي في نواة الخلايا.
- ترانسكريبتوميكس:تحليل mRNA الذي يحمل تعليمات DNA.
- علم اللاجين: تعديل الجينوم دون التأثير على التسلسل الجيني أو "علم الوراثة اللاجينية".
- البروتينات: تحليل البروتينات، بما في ذلك تعديل البروتينات بالسكريات ("ما بعد الترجمة").
- الايض: تحليل المركبات الكيميائية والتمثيل الغذائي.
- علم الأحياء الدقيقة: تحليل جميع الميكروبات التي تعيش داخل الجسم أو عليه.
- multiomics أحادية الخلية: تحليل multiomics على الخلايا الفردية.
- البيولوجيا المكانية: التحليل ثلاثي الأبعاد لموقع mRNA أو البروتينات أو الخلايا المحددة.
المصدر ارك ريسيرتش
تظهر مجالات جديدة، مثل، على سبيل المثال، الاقتصاد الزراعي (الجينوميات لتحسين المحاصيل الزراعية)، الجينوميات البيئية (تقييم صحة النظام البيئي بشكل دقيق و تنوعها الجيني)، أو علم الأحياء الاصطناعية (إنشاء جينات أو سمات جديدة أو كائنات حية كاملة لغرض محدد).
ورغم أن هذا قد يبدو مرهقاً (وهو كذلك إلى حد ما حتى بالنسبة للباحثين في هذا المجال)، فإن هناك عنصرين يجب فهمهما لفهم ثورة التعددية:
- تظل الجينوميات في قلب علم الجينوم المتعدد باعتبارها مجموعة البيانات الأكثر فهمًا، وتنظم "مجموعة التعليمات" جميع الظواهر البيولوجية الأخرى في الكائنات الحية. وغالبًا ما تكون عنصر الربط بين بيانات الجينوم المتعددة المتباينة.
- إن التقدم المتزامن في تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي يشكل مساعدة هائلة في جعل هذا التدفق من البيانات مفيدًا، وخاصة عن طريق ربطها بالبيانات الجينومية.
واستجابة لهذا الانفجار في تعقيد البيانات البيولوجية، تنمو Illumina بسرعة لتصبح شركة برمجيات أيضًا، وتتطلع إلى توفير حلول متكاملة أصلاً في نقاط متعددة من تحليل متعدد الجينومات.
المصدر البورشيد
ويتم تحقيق ذلك أيضًا من خلال شراكات وثيقة مع العديد من الجهات الفاعلة لدمج بيانات وأدوات الجينوم معًا: برامج الجينوم الوطنية، وNvidia (NVDA ), مختبرات برود السريرية، الخ.
المصدر البورشيد
ترانسكريبتوميكس
إن مجالاً نامياً إلى جانب علم الجينوم هو علم النسخ الجيني، وهو علم تحليل الحمض النووي الريبوزي المرسال، والجزيئات التي تحمل معلومات الحمض النووي، وتحويلها إلى بروتينات مفيدة. وإذا كان الحمض النووي هو المخطط الأولي لأجزاء الآلة البيولوجية (البروتينات)، فإن الحمض النووي الريبوزي المرسال هو مجموعة التعليمات التي توضح عدد الأجزاء التي يجب تصنيعها وأين تذهب.
لذا، فإن النسخ الجيني يعطينا مقدار نشاط الجين ومتى وأين. وحتى الآن، تم إجراء مثل هذه التحليلات في الغالب على جينات مستهدفة، مع تسلسل النسخ الكامل اقتراح باهظ الثمن إلى حد ما، ويواجه تحديات تقنية.
أعلنت شركة Illumina عن إطلاق آلة نسخ كاملة جديدة في عام 2026 تجمع بين النسخ الجيني البيولوجيا المكانية، وهو قطاع كان حتى الآن تحت سيطرة شركة 10x Genomics في الغالب (TXG ).
ستسمح تقنية Illumina المكانية للباحثين بفحص القرب المكاني لملايين الخلايا في كل تجربة، بفضل منطقة التقاط أكبر بتسعة أضعاف من التقنيات الحالية، وبدقة أكبر بأربع مرات.
وباعتباره حلاً متكاملاً من البداية إلى النهاية، فإنه سيوفر أيضًا أعلى قيمة للباحثين في مجال الخلية الواحدة والمجالات المكانية بسعر أكثر معقولية. ويتجاوز الحل المكاني معايير الصناعة من حيث الحجم والدقة.
المصدر وكالة أنباء بي آر.
هذا الحل سيكون متوافقا مع البورشيدالصورة أجهزة تسلسل NextSeq وNovaSeq، مما سيساعد على تقليل التكلفة برامج واسعة النطاق.
ستكمل هذه الخطوة العدوانية نحو النسخ الجيني وعلم الأحياء المكاني إطلاق شركة Illumina في النصف الأول من عام 2025 لحلها الخاص بالتحليل البروتيني (تحليل البروتين) لتعزيز دوره في التحليل متعدد الجينات.
خزعة سائلة
بالإضافة إلى الطب الفردي من خلال الجينوم الكامل والبحوث المعقدة متعددة الجينومات، فإن أحد التطبيقات السريعة النمو للتسلسل هو في علاج السرطان.
في الوقت الحالي، أصبح التسلسل الكامل للجينوم للخلايا السرطانية التي يتم جمعها عن طريق الخزعة مكونًا أساسيًا في علاج السرطان، مما يساعد أطباء الأورام على تحديد العلاج الذي سيعمل بشكل أفضل على مريض معين، مما يؤدي إلى زيادة مبيعات Illumina في السوق السريرية.
ولكن هناك سوق جديدة وأكبر حجماً في مجال الكشف المبكر عن السرطان، وهي طريقة تسمى الخزعة السائلة. وهي تكشف عن التسلسلات الجينية غير الطبيعية للسرطان، أو الحمض النووي للورم الدائر.
ما يجعلها فريدة من نوعها هو أنها لا تعتمد على التصوير بالأشعة السينية أو الخزعة الخاصة بالأعضاء، بل على عينة دم بسيطة.
تُعرف هذه الطريقة أيضًا باسم الكشف المبكر عن السرطان المتعدد (MCED)، وهي معروفة بفعاليتها، ولكنها كانت حتى الآن باهظة الثمن وغير موثوقة للغاية لاستخدامها في البيئة السريرية، وأقل من ذلك في الكشف عن السرطان في الفحص العام للسكان.
وبفضل أدوات التسلسل الأكثر قوة، يتغير هذا الأمر بسرعة.
المصدر ارك انفست
ملحمة الكأس المقدسة
وهنا تبدأ الأمور في التعقيد بعض الشيء بالنسبة لشركة Illumina. كانت الشركة رائدة في مجال الخزعة السائلة، وقد طورت داخليًا قسمًا خاصًا بها، ودفعت التكنولوجيا إلى الأمام من خلال الاستفادة من خبرتها العميقة في الكشف عن المواد الوراثية، كشركة تسمى Grail.
وبعد ذلك انفصلت الشركة عن شركة Illumina، ثم أعيد الاستحواذ عليها لاحقًا بسعر أعلى بكثير من سعر الطرح العام الأولي، وأُجبرت الآن على العودة إلى شركة منفصلة من قبل سلطات المنافسة في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي.
لذا أصبحت Grail الآن شركة مستقلة تمامًا عن Illumina، ومدرجة في بورصة ناسداك (GRAL ).
الكارثة كلها سببها المستثمرون يتساءلون عن نزاهة مجلس إدارة إيلومينا وقد ساهم ذلك أيضًا في ضعف أداء سهم إيلومينا خلال العامين الماضيين. لا سيما مع قيام المستثمر الناشط كارل إيكان بتحريك الأمور بنشاط، مما أدى في النهاية إلى تعيين الرئيس التنفيذي لشركة Illumina مقال.
لكن هذا أصبح من الماضي الآن، وقد حققت شركة Grail أداءً قويًا منذ طرحها الأولي العام، حيث أضافت شركة التأمين الصحي الجديدة اختبارات الكشف المبكر عن السرطان المتعدد التي تقدمها Grail إلى تغطيتها، بما في ذلك TRICARE، وهي واحدة من أكبر خطط الرعاية الصحية في الولايات المتحدة.
وتتوقع الشركة أن تبيع ما يقرب من ثلاثة أضعاف الاختبارات في عام 3 مقارنة بعام 2024، وتتوقع أن يستمر النمو في السنوات القادمة، حتى قبل البدء في دول أخرى غير الولايات المتحدة.
Grail هي واحدة فقط من بين العديد من شركات الخزعة السائلة، والآن بعد أن لم تعد شركة Illumina تمتلكها بشكل مباشر، أصبحت شركات الخزعة السائلة الأخرى (مثل Exact Sciences Corporation) (EXAS ), جاردانت هيلث (GH )، أو ناتيرا (NTRA )) أقل احتمالاً لاختيار تقنية تسلسل منافسة من Illumina. ومن المتوقع أن ينمو سوق الخزعة السائلة بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 13.9% حتى عام 2034.
المصدر بحث الأسبقية
وهكذا، ورغم أن هذا كان تشتيتاً غير مرغوب فيه، فإن الشركة الفرعية لـ Grail قد تساعد في نهاية المطاف شركة Illumina على البقاء كمزود رئيسي لأجهزة التسلسل الجيني المستخدمة في تقنيات الخزعة السائلة، بغض النظر عن مزود الاختبار المستخدم.
منظور طويل الأمد
لقد ساهمت شركة إيلومينا بشكل كبير في الثورة الجينية الجارية في مجال التكنولوجيا الحيوية والطب. وقد بدأت هذه الثورة للتو في الوصول إلى وعي الجمهور، حيث أصبحت علاجات تحرير الجينات للأمراض النادرة وفحص السرطان أول سوق بمليارات الدولارات ناشئة عن هذا النهج الجديد في الطب.
وهذه أيضًا مجالات لا تزال ذات معدل اختراق منخفض للسوق بالنسبة لتقنيات التسلسل الجيني للجيل التالي (NGS)، مما يمنحها مساحة للنمو بمقدار 10 إلى 20 ضعفًا من خلال استبدال التقنيات الأقدم والأقل حساسية والأكثر تكلفة أو الأكثر تدخلاً.
المصدر ارك ريسيرتش
وعلى المدى البعيد، من المرجح أن تصبح تكنولوجيا الجينوم والتحليلات المتعددة جزءاً من حياتنا اليومية. على سبيل المثال، قد تقدم شركات التأمين الصحي تحليلاً كاملاً للجينوم لكل مولود جديد منذ يومه الأول.
ومن الممكن بعد ذلك استخدام هذه البيانات لضبط اختيار الدواء الذي يجب استخدامه وجرعاته، وتقييم مخاطر الإصابة بالسرطان أو المخاطر الصحية الأخرى، وحتى تقديم أفضل نصائح نمط الحياة التي يمكن تبنيها وفقًا لذلك.
ومن المرجح أن يحدث هذا بالتوازي مع تسريع تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي لتطوير الأدوية والعلاجات الجديدة، فضلاً عن التعامل مع كمية هائلة من البيانات التي يولدها علم التعددية الجينية.
المصدر ارك ريسيرتش
خاتمة
تعد Illumina واحدة من الشركات الرائدة في مجال "الانتقاء والجرف" في قطاع التكنولوجيا الحيوية، حيث تقود الجهود الرامية إلى خفض تكلفة تحليل الجينوم. وهي تتطور الآن إلى شركة متكاملة في مجال الجينوم المتعدد، وتستفيد من سمعتها المتميزة الحالية ومجموعة أجهزة التسلسل المثبتة لديها للتوسع في قطاعات الجينوم الجديدة الرئيسية أو النسخ الجيني والبروتينات.
وسوف تكون أيضًا أداة تحليلية رئيسية للأطباء، مع أهمية متزايدة بمرور الوقت، بدءًا من فحص الخزعة السائلة للسرطان غير المرئي والصامت باستخدام عينات الدم فقط.
وعلى المدى الطويل، من المرجح أن تخلق العلامات والرؤى الجديدة في أجسامنا طلبًا أكبر على تحليلات الجينوم والتحليلات المتعددة، مما يشكل جزءًا من الأدوات الوقائية للحفاظ على صحتنا واكتشاف المشكلات الصحية حتى قبل ظهور الأعراض.
ومع ذلك، كان تحرك أسهم الشركة تحديًا للمستثمرين، مع وجود قطاع التكنولوجيا الحيوية في حالة تباطؤ، إلى جانب القرارات غير المثالية بشأن Grail من قبل إدارة الشركة.
مع أشخاص جدد في السلطة وبعد أن تخلت شركة جرايل عن استثماراتها (مرة أخرى)، أصبح الطريق إلى التميز التقني في التحليل البيولوجي واضحا الآن، وكذلك الحال بالنسبة لمجموعة أدوات البرمجيات والتحليل البروتيني والبيولوجيا المكانية والنسخ الجيني للسنتين المقبلتين.
أحدث الأخبار عن Illumina
