10x Genomics (TXG): Vie biologisen datan uudelle tasolle

Miksi spatiaalinen biologia on tärkeää

Viimeisen vuosikymmenen aikana on nähty nousua täsmähoidot ja Seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS), jotka ovat mullistaneet diagnostiikan ja lääketieteen. Nämä menetelmät mahdollistivat lääkäreille ja tutkijoille siirtymisen koko kehoon kohdistuvasta lähestymistavasta (kuten lääkkeiden kanssa) räätälöityihin ja kohdennettuihin hoito- tai havaitsemismenetelmiin, jotka keskittyvät tiettyyn solu- tai DNA-sekvenssityyppiin.

Tämä ei kuitenkaan ole biologisen analyysin syvyyden viimeinen taso. Jopa tietyssä elimessä tai kudostyypissä (kuten esimerkiksi aivoissa tai kasvaimessa) yksittäiset solut toimivat hyvin eri tavalla toisistaan.

Vaikka työkalut, kuten NGS-sekvensserit, kokoavat dataa tuhansista tai jopa miljoonista soluista samanaikaisesti, tutkijoiden on usein selvitettävä, mitä tapahtuu yhdessä yksittäisessä solussa kerrallaan, nanometrin tarkkuudella. Tämän yksityiskohtaisen analyysin tason saavuttamiseksi luotiin uusi tieteenala: spatiaalinen biologia. Ja yksi yritys on nousemassa alan johtajaksi: 10x genomiikka.

Mikä on Salueellinen biologia?

Mitä spatiaalinen biologia mittaa (ja miksi)

Sen sijaan, että tarkastellaan molekyylien "sekoitusta" näytteessä, spatiaalinen biologia voi määrittää, missä kudoksessa tai yksittäisessä solussa kiinnostava molekyyli, kuten tietty RNA-sekvenssi, sijaitsee. Ja tämä on joko 2D tai 3D.

Tämä kertoo tutkijoille, miten solut ovat vuorovaikutuksessa keskenään, miten puolustusmekanismit aktivoituvat, miten solu reagoi kosketukseen viruksen kanssa ja niin edelleen.

Tällä on myös etuna se, että se tarjoaa paljon arkaluonteisempaa dataa. Vaikka vain muutamassa solussa tapahtuvasta ilmiöstä saatu data voisi hukkua suurempaan näytteeseen, spatiaalisen biologian kohdennettu lähestymistapa voi paljastaa paikallisten ilmiöiden tai harvinaisten solutyyppien keskeiset roolit.

Vielä tärkeämpää on, että kerättyä dataa voidaan verrata ympäröivien kudossolujen laajempaan aktiivisuuteen, mikä on paljon informatiivisempaa kuin yksittäisen solun tai mikrodissektion analyysi.

”Spatiaalisesti ratkaistu transkriptomiikka korostaa, kuinka nämä teknologiat ovat kypsyneet ja laajentuneet antaakseen biologeille poikkeuksellisen näkemyksen yksittäisten solujen biologiasta säilyttäen samalla tiedot spatiaalisesta kontekstista.”

Luonto: Vuoden menetelmä 2020: spatiaalisesti eroteltu transkriptomiikka

Keskeiset spatiaali-omiikkamenetelmät

Spatiaalibiologiaa voidaan käyttää elävien solujen ymmärtämiseen ja tiettyjen signaalien analysointiin. Tällä tavoin mitattavien monien biologisten aktiivisuuksien joukosta tärkeimmät voidaan mainita:

• Spatiaalinen genomiikka: DNA:n ja genomin analyysi.
• Spatiaalinen transkriptomiikka: mRNA:n analyysi, genomin koodauksen todellinen aktiivisuus.
• Spatiaalinen proteomiikka: ilmentyneiden proteiiniprofiilien, kuten vasta-ainereseptorien, immuunimerkkien jne. analyysi.
• Spatiaalinen metabolomiikka: tiettyjen biomolekyylien, kuten hormonien, syöpäbiomarkkereiden jne. analyysi.

10x Genomics: Yritys ja alustat

10x Genomics on yksi soluanalyysin ja spatiaalisen biologian pioneereista, ja se on kehittänyt alan laitteita perustamisvuodestaan ​​2012 lähtien. Yksi sen perustajista, Serge Saxonov, oli aiemmin geenitestausyrityksen perustaja-arkkitehti ja tutkimus- ja kehitysjohtaja. 23andMe.

10x Genomics listautui pörssiin vuonna 2019 ja on siitä lähtien julkaissut sarjan yksisolu- ja spatiaalisen biologian analyyttisiä työkaluja.

Lähde: 10x genomiikka

Chromium, Visium HD ja Xenium

Yhteensä yritys on myynyt yli 7 000 analyysilaitetta, joista yli 1 050 myytiin pelkästään vuonna 2024.

Vaikka puhdas spatiaalinen biologia vie yritystä teknisesti eteenpäin, se on Chromium-alusta yksittäisten solujen analysointiin joka on myynyt eniten tähän mennessä, yli 5 800 yksikköä.

Lähde: 10x genomiikka

Lähde: 10x genomiikka

Kaksi muuta 10x Genomicsin pääalustaa ovat Visium ja Xenium:

• Visium käyttää NGS:ää (genomista) luodakseen kokonaisen transkriptomin kudosnäytteen jokaista pientä 2 µm:n aluetta kohden.
• Ksenium käyttää kuvantamista (mikroskopiaa) kohdennettujen geenien (jopa 5 000 geenin) geenien ilmentymisen mittaamiseen jokaisessa kudosnäytteen yksittäisessä solussa.

Kaiken kaikkiaan Visium on tutkijoille hyödyllisin antaakseen heille yleiskuvan tietyn alueen biologisesta aktiivisuudesta, kun taas Xenium antaa käsityksen tietyistä aktiivisuuksista, joiden he jo tietävät olevan kiinnostavia tietyssä tapauksessa.

Kun dataa kertyy lisää ja Xeniumin kapasiteetti kasvaa, kudosnäytemittakaavassa tehtävästä yleisestä yksittäisten solujen analyysistä on todennäköisesti tulossa biotekniikan tutkimuksen kultastandardi.
Pyyhkäise vierittääksesi →

10x Genomics Financials

Tämä tuotti 611 miljoonaa dollaria tuloja vuonna 2024, josta 493 miljoonaa dollaria kulutustavaroiden osuus oli.

Kulutustarvikkeiden korkea osuus kokonaisliikevaihdosta osoittaa, että yrityksen liiketoimintamalli on samanlainen kuin NGS-yrityksellä. Illumina (ILMN ), jossa laitteiden myynti vauhdittaa pitkäaikaista ja toistuvaa kulutustavaroiden (kemikaalit, väriaineet, reagenssit jne.) myyntiä niiden toiminnan ylläpitämiseksi.

yritysostot

Yhtiö täydensi teknistä tarjontaansa ostamalla vuonna 2018 epigenetiikkaan keskittyvän bioteknologiayrityksen Epinomicsin ja spatiaaliseen genomiikkaan keskittyvän bioteknologiayrityksen Spatial Transcriptomicsin.

Sitä seurasivat yritysostot, jotka CARTANA (molekyylin havaitseminen solussa – “in situ") Ja ReadCoor (solunsisäinen nanoskaalan 3D-resoluutio) vuonna 2020, Tetrameeri (teräväpiirtokudosanalyysi) vuonna 2021 ja Scale Biosciences (skaalautuva yksittäisten solujen analyysi) vuonna 2025.

Tämä tekee 10x Genomicsista paitsi innovaattorin, myös näiden pienempien innovatiivisten tiimien kehittämien teknologioiden kokoajan. 10x Genomics yhdistää ne sitten yhtenäiseksi kokonaisuudeksi ja yhteiseksi analyysialustaksi ja -työkaluiksi, jolloin tutkijat voivat käyttää vain yhtä laitetta useiden erityyppisten analyysien tekemiseen.

Tämä on tärkeää tehokkaan tutkimus- ja kehitystyön kannalta, sillä erityyppisten laitteiden ja analyysimenetelmien tulosten vertailu voi olla vaikeaa, mikä vähentää useista lähteistä peräisin olevien erilaisten tulosten hyödyllisyyttä.

Spatiaalisen biologian markkinanäkymät (2025–2030)

Tarjoamansa äärimmäisen informaatiomäärän vuoksi spatiaalinen biologia kilpailee suoraan monien vähemmän tarkkojen ja tehokkaiden perinteisten biologisten analyysityökalujen kanssa, vuosikymmeniä vanhoista ELISA-, Western blot - ja PCR-menetelmistä edistyneempiin, kuten virtaussytometriaan tai massasekvensointiin.

Lähde: 10x genomiikka

Spatiaalibiologiaa, jota joskus kutsutaan myös spatiaaliomiikaksi, käytettiin a $711M-markkinat vuonna 2024 ja sen ennustetaan saavuttavan $1,7B vuoteen 2030 mennessä 16.3 prosentin vuotuinen kasvuvauhti.

On syytä huomata, että vaikka Naturen vuonna 2020 saama tunnustus lupaavana tekniikkana oli ensimmäinen käännekohta, vasta nyt teknologia on siirtymässä eksponentiaaliseen vaiheeseen tulojen kasvun näkökulmasta.

Lähde: GrandView-tutkimus

Tällä hetkellä markkinoita hallitsee enimmäkseen akateeminen ja tutkimuslaitosten toiminta, ja biotekniikka- ja lääkeyritykset ovat vasta alkaneet ottaa teknologiaa käyttöön omissa soveltavan tutkimus- ja kehitystarpeissaan. Monet huipputieteelliset julkaisut käyttävät nyt 10-kertaisia ​​genomilaitteita, mikä on kasvava trendi, sillä uusien löytöjen julkaiseminen on erittäin kilpailtu ala.

Lähde: 10x genomiikka

Koska huipputieteelliset julkaisut käyttävät yhä enemmän spatiaalista biologiaa uusien oivallusten löytämiseen, teknologiaa käytetään yhä yleisemmin tutkimuslaboratorioissa, joiden on pysyttävä kilpailukykyisinä voidakseen jatkaa julkaisemista huipputieteellisissä lehdissä.

Yksityisen sektorin kysynnän odotetaan kuitenkin ohjaavan suurinta osaa alan uusista myynneistä tulevaisuudessa, sillä teknologiaa ymmärretään nyt paremmin, se on halvempaa kuin ennen, ja laajempaa akateemista tietopohjaa julkaistuista tieteellisistä artikkeleista ja tietokannoista sekä koulutettuja biologeja voidaan hyödyntää käytännön sovellusten kehittämisessä.

Kaiken kaikkiaan 10x Genomics odottaa biolääketeollisuuden tulojen kasvavan 20 prosentista sen kokonaisliikevaihdosta 50 prosenttiin tulevina vuosina.

Kilpailu spatiaalisessa ja yksisolubiologiassa

Tilabiologia

Kokonaisuudessaan spatiaalisen biologian markkinat voidaan jakaa alalla toimivien yritysten kesken niiden maantieteellisen ulottuvuuden ja teknisen asiantuntemuksen perusteella. Vain 10x Genomics ja Bruker pystyvät sekä saavuttamaan globaalin maantieteellisen ulottuvuuden että ylittämään teknisten niche-kapasiteetin.

Lähde: GrandView-tutkimus

Bruker osti 10x Genomicsin kilpailijan NanoStringin omaisuuden, kun se hakeutui konkurssiin vuonna 2024.Se yhdisti NanoStringin aiemmin hankittujen Canopy Biosciencesin ja Acuity Genomicsin kanssa muodostaen Bruker Spatiaalinen biologia.

NanoString ja 10x Genomics ovat olleet osallisina monimutkaisessa patenttiloukkausoikeudenkäynnissä vuodesta 2023 lähtien, mikä on merkittävästi vaikuttanut NanoStringin konkurssiin vuonna 2024.

Toukokuussa 2025 yritykset sopivat kiistansa lopettamisesta allekirjoitettuaan sopimuksen maailmanlaajuinen ristiinlisenssisopimus, lopettaen kaikki oikeudenkäynnitTämä on kaiken kaikkiaan hyviä uutisia molempien yhtiöiden osakkeenomistajille, sillä se poistaa paljon näihin oikeustapauksiin liittyvää epävarmuutta.

”Olemme innoissamme voidessamme keskittyä näiden tuotteiden vaikutukseen ja arvoon discovery-tutkimukselle, translationaaliselle tutkimukselle ja täsmälääketieteelle, ja olemme iloisia siitä, että näiden oikeusjuttujen aiheuttama häiriötekijä ja kustannukset ovat takanapäin.”

Mark R. Munch, filosofian tohtori, Bruker Nano Groupin toimitusjohtaja

Yksisoluisten alustojen kilpailijat

Yksisoluanalyysien markkinat ovat hieman kilpaillummat, ja esimerkiksi suuret laboratoriolaitteiden valmistajat, kuten Qiagen siirtyy yrityskaupan myötä yksisoluanalyysiyritys Parse Biosciences hintaan 225 dollariaM + etappimaksut.

Tästä segmentistä saattaa tulla asteittain kilpailukykyisempi, kun yksisoluanalyysi yleistyy ja uusi teknologia haastaa 10x Genomicsin ja sen Chromium-alustan ylivoiman.

Koska kyseessä on kuitenkin 3.5 miljardin dollarin markkina, joka kasvaa 14.5 prosentin vuotuisella kasvuvauhdilla, tilaa on todennäköisesti useammille toimijoille, joista jokainen voi louhia oman markkinarakonsa teknisten vaatimusten ja tutkimuslaboratorion esiasennetun laitekannan mukaan.

Tutkimuksesta diagnostiikkaan: Mitä seuraavaksi

Tällä hetkellä spatiaalinen biologia on enimmäkseen tutkimustyökalu, jota käytetään elävien kudosten toiminnan ymmärtämiseen paremmin ennennäkemättömällä tarkkuudella. Tämä on hyvin samanlaista kuin miten edistyneitä NGS-työkaluja (Next-Generation Sequencing) käytettiin 1980- ja 1990-luvuilla biologian, sekä ihmisen että muun biologian, ymmärtämisen parantamiseksi.

Näiden instrumenttien halpentuessa ja tiedon karttuessa kehitettiin vähitellen uusia NGS-sovelluksia, ja niistä tuli kaikkien biolaboratorioiden peruslaitteita.

Nykyään yksinkertaiset geenitestit ovat yleinen diagnostiikkatyökalu, kuten kaikkialla läsnä olevat PCR-testit COVID-pandemian aikana osoittavat.

Sama suunta on todennäköisesti nähtävissä spatiaalisessa biologiassa. Nykyisestä akateemisesta tutkimuskäytöstä biotekniikka- ja lääkeyritysten käyttö tulee kasvamaan jatkuvasti. Ensin omassa soveltavassa tutkimuksessaan ja sitten diagnostiikassa: aluksi vakavissa tapauksissa, kuten syövässä, ja yhä enemmän arkipäiväisissä tarkastuksissa.

Tämä antaa yrityksille, kuten 10x Genomicsille, paljon tilaa laajentua, kun tämä teknologia kypsyy ja kasvaa jatkuvasti, samalla tavalla kuin sen vanhempi NGS-vastine. Illumina.

Tekoäly ja spatiaalinen biologia: Bio-tekoälyn koulutusdataa

Tekoälyanalyysistä on tulossa ratkaiseva työkalu biologiassa, mikä ei ehkä ole yllättävää, kun otetaan huomioon, että biotekniikan edistyksen suurin este on biologisen datan valtava määrä ja monimutkaisuus.

Luomalla täysin kontekstualisoidun, koherentin ja spatiaalisesti erotellun datajoukon, 10x Genomicsin laitteet soveltuvat erityisesti biotekniikan tekoälyn kouluttamiseen käytettävän datajoukon luomiseen.

”He ovat jo edistyneet biologisten löytöjen parissa, ja 10x:n innovaatiomoottorin avulla tämä vaikutus vain kiihtyy.”

Tämä integraatio auttaa tutkimusyhteisöä tuottamaan korkealaatuista dataa, jota tarvitaan tekoälypohjaisten läpimurtojen aikaansaamiseksi lääketieteessä.

Garry Nolan, filosofian tohtori, Scale Biosciencesin perustajajäsen (10x Genomics hankki sen vuonna 2025)

Tätä puolestaan ​​voidaan käyttää parantamaan tutkijoiden ymmärrystä siitä, mitä dataa on vielä tuotettava, mikä luo lisää kysyntää spatiaalisen biologian analyyttisille työkaluille.

Lähde: 10x genomiikka

Tekoäly tekee myös spatiaalisesta biologiasta hyödyllisempää, koska se pystyy käsittelemään teknologian luomaa kirjaimellista tietotulvaa.

Data-analyysi on pitkään ollut yksi suurimmista pullonkauloista yksisolu- ja spatiaalisessa tutkimuksessa.

Äskettäinen kumppanuutemme Anthropicin kanssa auttaa ratkaisemaan tämän ongelman ja tekee analyysistä helpommin saatavilla integroimalla sen Claude for Life Sciencesin kanssa.

Clauden avulla tutkijat voivat nyt suorittaa yleisiä analyyttisiä tehtäviä keskustelukäyttöliittymän kautta, joka täydentää olemassa olevia laskennallisia työnkulkujamme.

Serge Saxonov - TOIMITUSJOHTAJA & Perustaja 10x Genomicsista

Tällaiset näkemykset voivat esimerkiksi auttaa tiedemiehiä luokittelemaan kasvaintyyppejä paremmin ja ennustamaan tarkemmin hoitovasteita, mikä lopulta johtaa parempiin potilastuloksiin.

Lähde: 10x genomiikka

Viime kädessä riittävästi kerättyä dataa voisi auttaa luomaan ns.Biologian Graalin malja": tekoälyllä toimiva virtuaalisolu, joka on riittävän realistinen mahdollistamaan oikeiden elävien solujen täydellisen simuloinnin."

On vahvoja syitä odottaa, että datan skaalaaminen johtaa huomattavasti kyvykkäämpiin malleihin, kuten se on tehnyt lähes kaikissa muissa tekoälyn sovelluksissa.

Näillä malleilla on lupaus mullistaa tiede, lääkekehitys ja lopulta ihmisten terveys. Uskomme, että virtuaalisoluihin perustuvat hankkeet edustavat yhtä tärkeimmistä biologian trendeistä tulevina vuosina.

Serge Saxonov - TOIMITUSJOHTAJA & Perustaja 10x Genomicsista

Yhteenveto

10x Genomics on siirtymässä innovatiivisesta startup-yrityksestä mielenkiintoisen teknologian kanssa keskeiseksi teollisuuskumppaniksi useimmille biologisen tutkimuksen organisaatioille, sekä akateemisille että kaupallisille.

Spatiaalisen biologian ja yksittäisten solujen analyysien luoma datarikas ymmärrys elävistä soluista ja kudoksista luo sellaista tietoa, joka saapuu oikeaan aikaan yhä tehokkaampien tekoälyjen hyödynnettäväksi.

Tämän puolestaan ​​pitäisi nopeuttaa biotekniikan löytöjä ja tehdä spatiaalisen biologian laitteista entistä hyödyllisempiä, mikä luo positiivisen takaisinkytkentäsilmukan.

Tämä ei tarkoita, että yritys olisi täysin turvallinen sijoitus. Koska se toimii nopeasti muuttuvalla alalla, kilpailu on edelleen kovaa, ja Brukerin sisällä nyt herätetty NanoString tai Qiagenin kaltaiset yritykset voisivat olla vakavia kilpailijoita.

Mutta toistaiseksi 10x Genomicsin nopea innovaatio ja strategiset yritysostot ovat asettaneet sen vankkaan asemaan alan hallitsemiseksi.