BioTech
10x Genomics (TXG): Biologische Daten auf ein neues Niveau heben
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Warum räumliche Biologie wichtig ist
Im vergangenen Jahrzehnt hat der Aufstieg von Präzisionstherapien und Next-Generation-Sequenzierung (NGS)Diese Methoden haben die Diagnostik und Medizin revolutioniert. Sie ermöglichten es Ärzten und Forschern, von einem Ansatz, der den gesamten Körper betrifft (wie bei Medikamenten), zu maßgeschneiderten und gezielten Behandlungs- oder Nachweismethoden überzugehen, die sich auf einen bestimmten Zelltyp oder eine bestimmte DNA-Sequenz konzentrieren.
Dennoch ist dies nicht die letzte Stufe, wie tiefgreifende biologische Analysen möglich sind. Selbst in einem bestimmten Organ oder Gewebetyp (wie beispielsweise dem Gehirn oder einem Tumor) verhalten sich einzelne Zellen sehr unterschiedlich.
Während NGS-Sequenzierer Daten von Tausenden oder sogar Millionen von Zellen gleichzeitig erfassen, müssen Forscher oft mit nanometergenauer Präzision herausfinden, was in einer einzelnen Zelle vor sich geht. Um diese detaillierte Analyse zu ermöglichen, entstand ein neues Wissenschaftsgebiet: die räumliche Biologie. Und ein Unternehmen entwickelt sich in diesem Bereich zu einem führenden Anbieter: 10x Genomics.
(TXG )
Was ist STeilbiologie?
Was die räumliche Biologie misst (und warum)
Anstatt die „Mischung“ von Molekülen in einer Probe zu betrachten, kann die räumliche Biologie bestimmen, wo sich in einem Gewebe oder einer einzelnen Zelle ein interessierendes Molekül, wie eine bestimmte RNA-Sequenz, befindet. Und das entweder in 2D oder 3D.
Dies wird den Forschern Aufschluss darüber geben, wie Zellen miteinander interagieren, wie Abwehrmechanismen aktiviert werden, wie eine Zelle auf den Kontakt mit einem Virus reagiert und so weiter.
Dies hat zudem den Vorteil, deutlich sensitivere Daten zu liefern. Während Daten über Vorgänge in nur wenigen Zellen in einer größeren Stichprobe untergehen könnten, kann der gezielte Ansatz der räumlichen Biologie die Schlüsselrolle lokalisierter Phänomene oder seltener Zelltypen aufdecken.
Wichtiger noch: Die gesammelten Daten können im Kontext der umfassenderen Aktivität der umgebenden Zellen in einem Gewebe betrachtet werden, was wesentlich aussagekräftiger ist als die Analyse einer isolierten Einzelzelle oder einer Mikrodissektion.
„Die räumlich aufgelöste Transkriptomik verdeutlicht, wie diese Technologien gereift und erweitert wurden, um Biologen außergewöhnliche Einblicke in die Biologie einzelner Zellen zu ermöglichen und gleichzeitig Informationen über den räumlichen Kontext zu erhalten.“
Nature: Methode des Jahres 2020: räumlich aufgelöste Transkriptomik
Wichtige räumliche Omics-Modalitäten
Die räumliche Biologie kann genutzt werden, um lebende Zellen zu verstehen und spezifische Signale zu analysieren. Zu den vielen Arten biologischer Aktivitäten, die sich auf diese Weise messen lassen, gehören unter anderem folgende zu den wichtigsten:
- Räumliche Genomik: die Analyse der DNA und des Genoms.
- Räumliche Transkriptomik: die Analyse der mRNA, der eigentlichen Aktivität aus der Kodierung des Genoms.
- Räumliche Proteomik: die Analyse von Expressionsprofilen von Proteinen wie Antikörperrezeptoren, Immunmarkern usw.
- Räumliche Metabolomik: die Analyse spezifischer Biomoleküle wie Hormone, Krebsbiomarker usw.
10x Genomics: Unternehmen & Plattformen
10x Genomics zählt zu den Pionieren der Einzelzellanalyse und der räumlichen Biologie und entwickelt seit seiner Gründung im Jahr 2012 Geräte in diesem Bereich. Einer der Gründer, Serge Saxonov, war zuvor Gründungsarchitekt und Forschungs- und Entwicklungsleiter eines Unternehmens für Gentests. 23andMe.
10x Genomics ging 2019 an die Börse und hat seither eine Reihe von Analysetools für Einzelzell- und räumliche Biologie veröffentlicht.
Quelle: 10x Genomics
Chromium, Visium HD und Xenium
Insgesamt hat das Unternehmen mehr als 7,000 Analysegeräte verkauft, davon allein mehr als 1,050 im Jahr 2024.
Während die reine räumliche Biologie das Unternehmen technisch vorantreibt, ist sie die Einzelzellanalyse-Plattform Chromium Das ist mit über 5,800 verkauften Einheiten bisher das meistverkaufte Produkt.
Quelle: 10x Genomics
Quelle: 10x Genomics
Die beiden anderen Hauptplattformen von 10x Genomics sind Visium und Xenium:
- Visium Dabei wird NGS (Genomik) verwendet, um für jeden kleinen Bereich von 2 µm einer Gewebeprobe ein vollständiges Transkriptom zu erstellen.
- Xenium Dabei wird die Genexpression von gezielten Genen (bis zu 5,000 Gene) für jede einzelne Zelle in einer Gewebeprobe mittels Bildgebung (Mikroskopie) gemessen.
Insgesamt dürfte Visium für Forscher am nützlichsten sein, um ihnen einen Überblick über die biologische Aktivität in einem bestimmten Bereich zu geben, während Xenium Einblicke in spezifische Aktivitäten bietet, von denen sie bereits wissen, dass sie in einem bestimmten Fall von Interesse sind.
Mit zunehmender Datenmenge und wachsender Kapazität von Xenium dürfte die universelle Einzelzellanalyse im Gewebeprobenmaßstab zum Goldstandard der biotechnologischen Forschung werden.
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| Platform | Primäre Technik | Was es misst | Auflösung | Typische Anwendungsfälle |
|---|---|---|---|---|
| Chromium | Einzelzellpartitionierung + NGS | Ganztranskriptom-Einzelzellprofile (plus ATAC, V(D)J) | Zellebene (ohne räumlichen Kontext) | Zelltyperkennung, Entwicklungsverlauf, Immunrepertoire |
| Visium HD | Räumliche Genexpression (NGS) | Gesamttranskriptom über Gewebeschnitte | ~2 µm Pixel (Einzelzellmaßstab) | Gewebearchitektur, Kartierung der Mikroumgebung |
| Xenium | In-situ-Bildgebung (gezielt) | Gezielte RNA (bis zu 5,000 Gene) ± Protein pro Zelle | Subzellulär; pro-Zell-Anrufe | Pathologienahe Studien, Biomarker-Validierung |
10x Genomics Finanzdaten
Dies führte im Jahr 2024 zu Einnahmen in Höhe von 611 Mio. US-Dollar, davon 493 Mio. US-Dollar mit Verbrauchsmaterialien.
Der hohe Anteil von Verbrauchsmaterialien am Gesamtumsatz verdeutlicht, dass das Geschäftsmodell des Unternehmens dem von NGS ähnelt. Illumina (ILMN ), wobei der Verkauf von Ausrüstung den langfristigen, wiederkehrenden Absatz von Verbrauchsmaterialien (Chemikalien, Farbstoffe, Reagenzien usw.) antreibt, um deren Betrieb aufrechtzuerhalten.
Akquisitionen
Das Unternehmen vervollständigte sein technisches Angebot durch die Übernahme von Epinomics, einem auf Epigenetik spezialisierten Biotechnologieunternehmen, und Spatial Transcriptomics, einem auf räumliche Genomik spezialisierten Biotechnologieunternehmen, im Jahr 2018.
Darauf folgten die Übernahmen von CARTANA (Molekülnachweis in der Zelle – “in-situ") und ReadCoor (subzelluläre 3D-Nanoauflösung) im Jahr 2020 Tetramer (hochauflösende Gewebeanalyse) im Jahr 2021, und Scale Biosciences (skalierbare Einzelzellanalyse) im Jahr 2025.
Dadurch ist 10x Genomics nicht nur ein Innovator, sondern auch ein Zusammenführer dieser neuen Technologien kleinerer, innovativer Teams. 10x Genomics integriert diese Technologien anschließend in eine einheitliche Analyseplattform mit gemeinsamen Tools, sodass Forscher nur ein einziges Gerät für verschiedene Analysen verwenden müssen.
Dies ist wichtig für eine effiziente Forschung und Entwicklung, da der Vergleich von Ergebnissen zwischen verschiedenen Maschinentypen und Analysemethoden schwierig sein kann, was die Nützlichkeit unterschiedlicher Ergebnisse aus verschiedenen Quellen verringert.
Marktausblick für räumliche Biologie (2025–2030)
Aufgrund des extremen Informationsgehalts, den sie liefert, steht die räumliche Biologie in direkter Konkurrenz zu vielen weniger präzisen und leistungsfähigen traditionellen biologischen Analysemethoden, von jahrzehntealten Verfahren wie ELISA, Western Blot und PCR bis hin zu fortgeschritteneren Methoden wie Durchflusszytometrie oder Bulk-Sequenzierung.
Quelle: 10x Genomics
Die räumliche Biologie, manchmal auch Spatial-Omics genannt, war a $711M-Markt im Jahr 2024 und wird projiziert zu erreichen $1,7B bis 2030 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16.3 %.
Es ist bemerkenswert, dass die Anerkennung durch Nature im Jahr 2020 als vielversprechende Technik zwar den ersten Wendepunkt darstellte, die Technologie aber erst jetzt aus Sicht des Umsatzwachstums in eine exponentielle Phase eintritt.
Quelle: GrandView-Forschung
Derzeit wird der Markt hauptsächlich von akademischen Einrichtungen und Forschungsinstituten dominiert, während Biotech- und Pharmaunternehmen die Technologie erst allmählich für ihre eigene angewandte Forschung und Entwicklung einsetzen. Viele führende wissenschaftliche Publikationen nutzen mittlerweile 10x Genomics-Geräte – ein wachsender Trend, da die Veröffentlichung neuer Forschungsergebnisse ein sehr wettbewerbsintensives Feld ist.
Quelle: 10x Genomics
Da immer mehr führende wissenschaftliche Publikationen die räumliche Biologie für neue Erkenntnisse nutzen, wird die Technologie auch in Forschungslaboren immer häufiger eingesetzt, da diese wettbewerbsfähig bleiben müssen, um weiterhin in führenden wissenschaftlichen Zeitschriften publizieren zu können.
Allerdings dürfte künftig der Großteil der Neuverkäufe in diesem Sektor von der Nachfrage des Privatsektors getragen werden, da die Technologie mittlerweile besser verstanden und günstiger als zuvor ist und eine größere akademische Wissensbasis aus veröffentlichten wissenschaftlichen Artikeln und Datenbanken sowie ausgebildeten Biologen genutzt werden kann, um praktische Anwendungen zu entwickeln.
Insgesamt rechnet 10x Genomics damit, dass die Umsätze im Bereich Biopharma in den kommenden Jahren von 20 % auf 50 % der Gesamtumsätze steigen werden.
Wettbewerb in der räumlichen und Einzelzellbiologie
Raumbiologie
Der Markt für räumliche Biologie lässt sich im Allgemeinen anhand der geografischen Reichweite und der technischen Expertise der darin tätigen Unternehmen unterteilen. Nur 10x Genomics und Bruker verfügen über eine globale Reichweite und gehen über Nischenkompetenzen hinaus.
Quelle: GrandView-Forschung
Bruker erwarb die Vermögenswerte von NanoString, einem Konkurrenten von 10x Genomics, als dieser 2024 Insolvenz anmeldete.Es fusionierte NanoString mit den zuvor erworbenen Unternehmen Canopy Biosciences und Acuity Genomics zu Bruker Räumliche Biologie.
NanoString und 10x Genomics befinden sich seit 2023 in einem komplexen Patentverletzungsstreit, der maßgeblich zum Konkurs von NanoString im Jahr 2024 beigetragen hat.
Im Mai 2025 einigten sich die beiden Unternehmen nach der Unterzeichnung eines Abkommens darauf, ihren Streit beizulegen. globale Kreuzlizenzvereinbarungwomit alle Rechtsstreitigkeiten beendet wurdenDies ist insgesamt eine gute Nachricht für die Aktionäre beider Unternehmen, da dadurch viele Unsicherheiten im Zusammenhang mit diesen Rechtsstreitigkeiten beseitigt werden.
„Wir freuen uns, uns nun auf die Wirkung und den Wert dieser Produkte für die Grundlagenforschung, die translationale Forschung und die Präzisionsmedizin konzentrieren zu können, und wir sind froh, die Ablenkung und die Kosten dieser Rechtsstreitigkeiten hinter uns gelassen zu haben.“
Konkurrenten der Einzelzellenplattform
Der Markt für Einzelzellanalysen ist etwas wettbewerbsintensiver, beispielsweise durch neue Aktivitäten großer Hersteller von Laborgeräten wie Qiagen geht mit der Übernahme von Parse Biosciences, ein Unternehmen für Einzelzellanalysen, für 225 US-DollarM + Meilensteinzahlungen.
Dieses Segment könnte zunehmend wettbewerbsintensiver werden, da Einzelzellanalysen immer häufiger eingesetzt werden und neue Technologien die Dominanz von 10x Genomics mit seiner Chromium-Plattform in Frage stellen.
Da es sich bei diesem Markt jedoch um einen 3.5 Milliarden Dollar schweren Markt handelt, der mit einer jährlichen Wachstumsrate von 14.5 % wächst, dürfte es Platz für weitere Akteure geben, die sich jeweils eine spezifische Nische erobern, abhängig von den technischen Anforderungen und der bereits installierten Ausrüstung in einem bestimmten Forschungslabor.
Von der Forschung zur Diagnostik: Was kommt als Nächstes?
Die räumliche Biologie dient derzeit hauptsächlich der Forschung und dem besseren Verständnis der Vorgänge in lebendem Gewebe mit einer bisher unerreichten Präzision. Dies ähnelt der Anwendung fortschrittlicher NGS-Verfahren (Next-Generation Sequencing) in den 1980er und 1990er Jahren, die unser Verständnis der Biologie – sowohl der menschlichen als auch der nicht-menschlichen – erweiterten.
Mit der Zeit, als diese Instrumente immer günstiger wurden und sich das Wissen darüber immer weiter vergrößerte, wurden immer neue Anwendungen für die NGS-Technologie entwickelt, und sie wurden zur Grundausstattung aller Biolabore.
Heutzutage sind einfache Gentests ein gängiges Diagnoseinstrument, wie die allgegenwärtigen PCR-Tests während der COVID-Pandemie verdeutlichen.
Eine ähnliche Entwicklung dürfte sich auch in der räumlichen Biologie abzeichnen. Ausgehend von der aktuellen Nutzung in der akademischen Forschung wird die Anwendung durch Biotech- und Pharmaunternehmen weiter zunehmen. Zunächst im Rahmen ihrer eigenen angewandten Forschung und später in der Diagnostik: anfangs für schwere Erkrankungen wie Krebs, zunehmend auch für Routineuntersuchungen.
Dies eröffnet Unternehmen wie 10x Genomics ein großes Expansionspotenzial, da diese Technologie, ähnlich wie ihr älteres NGS-Pendant, weiter an Bedeutung gewinnt und wächst. Illumina.
KI und räumliche Biologie: Trainingsdaten für Bio-KI
Die Analyse von KI-Daten wird in der Biologie zu einem entscheidenden Werkzeug, was angesichts der Tatsache, dass das Haupthindernis für den Fortschritt in der Biotechnologie die schiere Menge und Komplexität der biologischen Daten ist, vielleicht nicht überraschend ist.
Durch die Erstellung eines vollständig kontextualisierten, kohärenten und räumlich aufgelösten Datensatzes eignet sich die Ausrüstung von 10x Genomics besonders gut zur Erstellung des Datensatzes, auf dem biotechnologische KI trainiert werden kann.
„Sie haben bereits Fortschritte bei biologischen Entdeckungen erzielt, und mit dem Innovationsmotor von 10x wird sich diese Wirkung nur noch beschleunigen.“
Diese Integration wird der Forschungsgemeinschaft helfen, die qualitativ hochwertigen Daten zu generieren, die für KI-gestützte Durchbrüche in der Medizin benötigt werden.“
Garry Nolan, PhD, Mitbegründer von Scale Biosciences (Übernahme durch 10x Genomics im Jahr 2025)
Dies wiederum kann dazu beitragen, dass die Forscher besser verstehen, welche Daten noch generiert werden müssen, wodurch eine weitere Nachfrage nach analytischen Werkzeugen für die räumliche Biologie entsteht.
Quelle: 10x Genomics
Künstliche Intelligenz macht die räumliche Biologie auch nützlicher, da sie mit der buchstäblichen Datenflut umgehen kann, die die Technologie erzeugt.
Die Datenanalyse stellt seit langem einen der größten Engpässe in der Einzelzell- und Raumforschung dar.
Unsere kürzlich geschlossene Partnerschaft mit Anthropic trägt dazu bei, dieses Problem anzugehen und die Analyse zugänglicher zu machen, indem sie in Claude for Life Sciences integriert wird.
Mit Claude können Forscher nun gängige Analyseaufgaben über eine dialogbasierte Schnittstelle durchführen, die unsere bestehenden computergestützten Arbeitsabläufe ergänzt.
Solche Erkenntnisse können Wissenschaftlern beispielsweise ermöglichen, Tumorarten besser zu kategorisieren und genauere Vorhersagen über das Ansprechen auf Therapien zu treffen, was letztendlich zu besseren Behandlungsergebnissen für die Patienten führt.
Quelle: 10x Genomics
Letztendlich könnten genügend gesammelte Daten dazu beitragen, das sogenannte „Heiliger Gral der Biologie„: eine KI-gestützte virtuelle Zelle, die realistisch genug ist, um eine perfekte Simulation realer lebender Zellen zu ermöglichen.“
Es gibt starke Gründe für die Annahme, dass die Skalierung von Daten zu wesentlich leistungsfähigeren Modellen führen wird, wie es bei nahezu allen anderen Anwendungen künstlicher Intelligenz der Fall ist.
Diese Modelle bergen das Potenzial, Wissenschaft, Wirkstoffforschung und letztlich die menschliche Gesundheit grundlegend zu verändern. Wir sind überzeugt, dass die Forschung an virtuellen Zellen einen der wichtigsten Trends in der Biologie der kommenden Jahre darstellt.
Fazit
10x Genomics befindet sich im Übergang von einem innovativen Start-up mit einer interessanten Technologie zu einem wichtigen Industriepartner für die meisten biologischen Forschungsorganisationen, sowohl im akademischen als auch im kommerziellen Bereich.
Das durch räumliche Biologie und Einzelzellanalysen gewonnene datenreiche Verständnis lebender Zellen und Gewebe erzeugt genau die Art von Informationen, die zum richtigen Zeitpunkt eintreffen und von immer leistungsfähigeren KIs genutzt werden können.
Dies wiederum sollte die Entdeckungsgeschwindigkeit in der Biotechnologie beschleunigen und die Geräte für die räumliche Biologie noch nützlicher machen, wodurch ein positiver Rückkopplungseffekt entsteht.
Das heißt nicht, dass das Unternehmen eine völlig sichere Investition darstellt. Da es in einem sich schnell verändernden Markt tätig ist, ist der Wettbewerb nach wie vor intensiv, und NanoString, das nun innerhalb von Bruker wiederbelebt wurde, oder Unternehmen wie Qiagen könnten ernstzunehmende Konkurrenten sein.
Doch vorerst haben die schnellen Innovationen und strategischen Akquisitionen von 10x Genomics dem Unternehmen eine solide Ausgangsposition verschafft, um den Markt zu dominieren.
