Biotecnologia
10x Genomics (TXG): portare i dati biologici a un nuovo livello
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Perché la biologia spaziale è importante
L'ultimo decennio ha visto l'ascesa di terapie di precisione e Sequenziamento di nuova generazione (NGS), che hanno rivoluzionato la diagnostica e la medicina. Questi metodi hanno permesso a medici e ricercatori di passare da un approccio mirato all'intero organismo (come quello dei farmaci) a trattamenti o metodi di rilevazione personalizzati e mirati, focalizzati su un tipo specifico di cellula o sequenza di DNA.
Tuttavia, questo non è l'ultimo livello di approfondimento a cui può giungere l'analisi biologica. Anche in un dato organo o tipo di tessuto (come, ad esempio, il cervello o un tumore), le singole cellule si comporteranno in modo molto diverso l'una dall'altra.
Mentre strumenti come i sequenziatori NGS agglomerano simultaneamente i dati di migliaia o addirittura milioni di cellule, i ricercatori spesso hanno bisogno di capire cosa accade in una singola cellula alla volta, con una precisione nanometrica. Per raggiungere questo livello di analisi dettagliata, è stato creato un nuovo campo scientifico: la biologia spaziale. E un'azienda sta emergendo come leader in questo campo: 10x Genomics.
(TXG )
Che cosa è SBiologia Paziale?
Cosa misura la biologia spaziale (e perché)
Invece di guardare il “mix” di molecole in un campione, la biologia spaziale può determinare dove in un tessuto o in una singola cellula si trova una molecola di interesse, come una sequenza specifica di RNA. E questo è in 2D o 3D.
Ciò spiegherà ai ricercatori come le cellule interagiscono tra loro, come si attivano i meccanismi di difesa, come una cellula reagisce al contatto con un virus e così via.
Ciò ha anche il vantaggio di fornire dati molto più sensibili. Mentre i dati relativi a qualcosa che accade in poche cellule potrebbero essere nascosti in un campione più ampio, l'approccio mirato della biologia spaziale può rivelare i ruoli chiave di fenomeni localizzati o di tipi cellulari rari.
Ancora più importante, i dati raccolti possono essere contestualizzati con l'attività più ampia delle cellule circostanti in un tessuto, il che è molto più informativo rispetto all'analisi di una singola cellula isolata o di una microdissezione.
“La trascrittomica spazialmente risolta evidenzia come queste tecnologie siano maturate e ampliate per offrire ai biologi una visione eccezionale della biologia delle singole cellule, pur conservando informazioni sul contesto spaziale.”
Nature: Metodo dell'anno 2020: trascrittomica risolta spazialmente
Modalità chiave di Spatial-Omics
La biologia spaziale può essere utilizzata per comprendere le cellule viventi e analizzare segnali specifici. Tra i numerosi tipi di attività biologiche che possono essere misurate in questo modo, le più importanti sono:
- Genomica spaziale: l'analisi del DNA e del genoma.
- Trascrittomica spaziale: analisi dell'mRNA, ovvero l'attività effettiva derivante dalla codifica del genoma.
- Proteomica spaziale: analisi dei profili proteici espressi come recettori anticorpali, marcatori immunitari, ecc.
- Metabolomica spaziale: l'analisi di specifiche biomolecole, come ormoni, biomarcatori del cancro, ecc.
10x Genomics: Azienda e piattaforme
10x Genomics è uno dei pionieri nell'analisi delle singole cellule e nella biologia spaziale, avendo sviluppato apparecchiature in questo campo sin dalla sua fondazione nel 2012. Uno dei suoi fondatori, Serge Saxonov, è stato in precedenza l'architetto fondatore e direttore della ricerca e sviluppo presso la società di test genetici. 23andMe.
10x Genomics ha effettuato la sua IPO nel 2019 e da allora ha rilasciato una serie di strumenti analitici di biologia spaziale e monocellulare.
Fonte: 10x Genomics
Chromium, Visium HD e Xenium
In totale, l'azienda ha venduto oltre 7,000 strumenti analitici, di cui oltre 1,050 solo nel 2024.
Mentre la biologia spaziale pura sta guidando l'azienda in avanti tecnicamente, è la piattaforma Chromium per l'analisi delle singole cellule che ha venduto di più finora, con oltre 5,800 unità vendute.
Fonte: 10x Genomics
Fonte: 10x Genomics
Le altre due piattaforme principali di 10x Genomics sono Visium e Xenium:
- Visium utilizza la tecnologia NGS (genomica) per creare un trascrittoma completo per ogni piccola area di 2 µm di un campione di tessuto.
- xeno utilizza l'imaging (microscopia) per misurare l'espressione genica di geni mirati (fino a 5,000 geni) per ogni singola cellula in un campione di tessuto.
Nel complesso, Visium sarà molto utile ai ricercatori perché fornirà loro una panoramica dell'attività biologica in una determinata area, mentre Xenium fornirà informazioni su attività specifiche che sanno già essere di interesse in un caso specifico.
Con l'accumularsi di più dati e la crescita della capacità di Xenium, è probabile che l'analisi universale delle singole cellule su scala di campioni di tessuto diventi il gold standard della ricerca biotecnologica.
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| Piattaforma | Tecnica primaria | Cosa misura | Risoluzione | Casi d'uso tipici |
|---|---|---|---|---|
| cromo | Partizionamento a cella singola + NGS | Profili di singole cellule dell'intero trascrittoma (più ATAC, V(D)J) | A livello cellulare (senza contesto spaziale) | Scoperta del tipo di cellula, traiettoria, repertorio immunitario |
| Visium HD | Espressione genica spaziale (NGS) | Trascrittoma completo attraverso sezioni di tessuto | Pixel da ~2 µm (scala a cella singola) | Architettura dei tessuti, mappatura del microambiente |
| xeno | Imaging in situ (mirato) | RNA mirato (fino a 5,000 geni) ± proteina per cellula | Subcellulare; chiamate per cella | Studi adiacenti alla patologia, validazione dei biomarcatori |
10x Genomics Financials
Ciò ha generato 611 milioni di dollari di ricavi nel 2024, di cui 493 milioni di dollari in materiali di consumo.
L'elevata percentuale di materiali di consumo nei ricavi totali dimostra che il modello di business dell'azienda è simile a quello della società NGS Illumina (ILMN ), dove la vendita di attrezzature determina vendite ricorrenti a lungo termine di materiali di consumo (prodotti chimici, coloranti, reagenti, ecc.) per mantenerle operative.
Acquisizioni
L'azienda ha completato la sua offerta tecnica acquisendo nel 2018 Epinomics, un'azienda biotecnologica focalizzata sull'epigenetica, e Spatial Transcriptomics, un'azienda biotecnologica focalizzata sulla genomica spaziale.
Seguirono le acquisizioni di CARTANA (rilevamento di molecole nella cellula – “sul posto") e ReadCoor (risoluzione 3D su scala nanometrica subcellulare) nel 2020, Tetramero (analisi dei tessuti ad alta definizione) nel 2021, e Scale Biosciences (analisi scalabile delle singole cellule) nel 2025.
Ciò rende 10x Genomics non solo un innovatore, ma anche un aggregatore di queste tecnologie emergenti provenienti da team innovativi più piccoli. 10x Genomics le integra quindi in un insieme coerente e in una piattaforma e strumenti di analisi comuni, consentendo ai ricercatori di utilizzare un solo dispositivo per più tipi di analisi.
Ciò è importante per un'efficiente attività di R&S, poiché confrontare i risultati tra diversi tipi di macchine e metodi analitici può risultare difficile, riducendo l'utilità di risultati disparati provenienti da più fonti.
Prospettive di mercato della biologia spaziale (2025-2030)
A causa dell'estremo livello di informazioni che fornisce, la biologia spaziale è un metodo in diretta competizione con molti strumenti di analisi biologica meno precisi e potenti, da quelli vecchi di decenni come ELISA, Western blot e PCR, a quelli più avanzati come la citometria a flusso o il sequenziamento in massa.
Fonte: 10x Genomics
La biologia spaziale, a volte chiamata anche spaziale-omica, era a $711Mercato M nel 2024 e si prevede di raggiungere $1,7B entro il 2030, crescendo a un CAGR del 16.3%.
Vale la pena notare che, sebbene il riconoscimento da parte di Nature nel 2020 come tecnica promettente abbia rappresentato il primo punto di svolta, è solo ora che la tecnologia sta entrando in una fase esponenziale dal punto di vista della crescita dei ricavi.
Fonte: Ricerca GrandView
Per ora, il mercato è prevalentemente dominato dall'attività accademica e degli istituti di ricerca, con aziende biotecnologiche e farmaceutiche che stanno appena iniziando ad adottare la tecnologia per le proprie esigenze di ricerca e sviluppo applicata. Molte delle principali pubblicazioni scientifiche utilizzano ora macchine 10x Genomics, una tendenza in crescita, poiché la pubblicazione di nuove scoperte è un settore molto competitivo.
Fonte: 10x Genomics
Poiché le principali pubblicazioni scientifiche utilizzano sempre più la biologia spaziale per nuove intuizioni, questa tecnologia sta diventando sempre più comunemente adottata nei laboratori di ricerca, che devono rimanere competitivi per continuare a pubblicare sulle principali riviste scientifiche.
Tuttavia, si prevede che sarà la domanda del settore privato a guidare la maggior parte delle nuove vendite del settore in futuro, poiché la tecnologia è ora meglio compresa, più economica di prima e una più ampia base di conoscenze accademiche di articoli scientifici pubblicati e database, nonché di biologi qualificati, può essere sfruttata per sviluppare applicazioni pratiche.
Nel complesso, 10x Genomics prevede di vedere i ricavi del settore biofarmaceutico crescere dal 20% al 50% del suo fatturato totale nei prossimi anni.
Competizione nella biologia spaziale e unicellulare
Biologia spaziale
Nel complesso, il mercato della biologia spaziale può essere suddiviso in base alle aziende che vi operano, in base alla loro portata geografica e alle competenze tecniche. Solo 10x Genomics e Bruker possono vantare una portata geografica globale e andare oltre le capacità tecniche di nicchia.
Fonte: Ricerca GrandView
Bruker ha acquistato le attività di NanoString, concorrente di 10 volte Genomics, quando quest'ultima ha dichiarato bancarotta nel 2024Ha unito NanoString con Canopy Biosciences e Acuity Genomics, precedentemente acquisite, per formare Biologia spaziale Bruker.
Dal 2023 NanoString e 10x Genomics sono coinvolte in una complessa causa per violazione di brevetto, che ha contribuito in modo significativo al fallimento di NanoString nel 2024.
Nel maggio 2025, le due società hanno concordato di porre fine alla loro controversia dopo aver firmato un accordo globale di licenza incrociata, ponendo fine a tutte le controversie legaliNel complesso si tratta di una buona notizia per gli azionisti di entrambe le società, poiché elimina gran parte dell'incertezza legata a questi casi legali.
"Siamo entusiasti di poterci concentrare sull'impatto e sul valore che questi prodotti offrono alla ricerca scientifica, alla ricerca traslazionale e alla medicina di precisione, e siamo felici di aver lasciato alle spalle la distrazione e le spese di questi casi legali".
Rivali della piattaforma a cella singola
Il mercato per l'analisi delle singole cellule è un po' più competitivo, con, ad esempio, nuove attività da parte di grandi produttori di strumenti di laboratorio come Qiagen si muove con l'acquisizione di società di analisi di singole cellule Parse Biosciences per $ 225M + pagamenti milestone.
Questo segmento potrebbe diventare progressivamente più competitivo, man mano che l'analisi delle singole cellule diventa più comune e le nuove tecnologie sfidano il dominio di 10x Genomics con la sua piattaforma Chromium.
Tuttavia, poiché questo mercato è un mercato da 3.5 miliardi di dollari con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 14.5%, è probabile che ci sia spazio per più attori, ognuno dei quali si ritaglia una nicchia specifica a seconda dei requisiti tecnici e della base di apparecchiature preinstallate in un determinato laboratorio di ricerca.
Dalla ricerca alla diagnostica: cosa succederà dopo
Per ora, la biologia spaziale è principalmente uno strumento di ricerca, utilizzato per comprendere meglio le attività dei tessuti viventi con un livello di precisione mai raggiunto prima. Questo approccio è molto simile a quello utilizzato dagli strumenti NGS (Next-Generation Sequencing) avanzati a partire dagli anni '1980 e '1990 per approfondire la nostra comprensione della biologia, sia umana che non umana.
Con il progressivo calo dei prezzi di questi strumenti e l'accumularsi delle conoscenze, si sono continuate a sviluppare nuove applicazioni utilizzando l'NGS, che è diventato l'equipaggiamento di base di tutti i laboratori biologici.
Oggigiorno, i semplici test genetici sono uno strumento diagnostico comune, come dimostrano gli onnipresenti test PCR durante la pandemia di COVID.
È probabile che la stessa direzione si osservi con la biologia spaziale. Dall'attuale utilizzo nella ricerca accademica, l'utilizzo da parte di aziende biotecnologiche e farmaceutiche continuerà a crescere. Prima nei loro progressi nella ricerca applicata, e poi nella diagnostica: inizialmente per casi gravi come il cancro, sempre più per controlli di routine.
Ciò offre alle aziende come 10x Genomics un ampio spazio di espansione, man mano che questa tecnologia matura e continua a crescere, in modo simile alla sua controparte NGS più vecchia. Illumina.
Intelligenza artificiale e biologia spaziale: dati di addestramento per la bio-intelligenza artificiale
L'analisi basata sull'intelligenza artificiale sta diventando uno strumento cruciale in biologia, il che forse non sorprende, dato che il principale ostacolo al progresso in campo biotecnologico è l'enorme volume e complessità dei dati biologici.
Grazie alla creazione di un set di dati completamente contestualizzato, coerente e spazialmente risolto, l'attrezzatura di 10x Genomics è particolarmente adatta a creare il set di dati su cui può essere addestrata l'intelligenza artificiale biotecnologica.
"Hanno già fatto progressi nella scoperta biologica e, grazie al motore di innovazione di 10x, questo impatto non potrà che accelerare.
Questa integrazione aiuterà la comunità di ricerca a generare i dati di alta qualità necessari per promuovere innovazioni basate sull'intelligenza artificiale in campo medico".
Garry Nolan, PhD, co-fondatore di Scale Biosciences (acquisita da 10x Genomics nel 2025)
Ciò, a sua volta, può essere utilizzato per migliorare la comprensione da parte dei ricercatori dei dati ancora da generare, creando ulteriore domanda di strumenti analitici di biologia spaziale.
Fonte: 10x Genomics
L'intelligenza artificiale rende anche la biologia spaziale più utile, poiché riesce a gestire il vero e proprio flusso di dati che la tecnologia crea.
L'analisi dei dati è da tempo uno dei maggiori ostacoli nella ricerca spaziale e sulle singole cellule.
La nostra recente partnership con Anthropic ci aiuta ad affrontare questo problema e a rendere l'analisi più accessibile integrandola con Claude for Life Sciences.
Grazie a Claude, i ricercatori possono ora svolgere comuni attività analitiche tramite un'interfaccia conversazionale che integra i nostri flussi di lavoro computazionali esistenti.
Serge Saxonov - AMMINISTRATORE DELEGATO & Co-fondatore di 10x Genomica
Ad esempio, tali intuizioni possono consentire agli scienziati di classificare meglio i tipi di tumore e di fare previsioni più accurate sulle risposte alla terapia, con il risultato finale di migliorare i risultati per i pazienti.
Fonte: 10x Genomics
In definitiva, una quantità sufficiente di dati raccolti potrebbe aiutare a creare il cosiddetto “Il Santo Graal della biologia“: una cellula virtuale alimentata dall'intelligenza artificiale, sufficientemente realistica da consentire la simulazione perfetta delle cellule viventi reali.
Ci sono valide ragioni per ritenere che l'aumento della scalabilità dei dati porterà a modelli molto più efficienti, come è accaduto in quasi tutte le altre applicazioni dell'intelligenza artificiale.
Questi modelli promettono di trasformare la scienza, la scoperta di farmaci e, in ultima analisi, la salute umana. Riteniamo che gli sforzi sulle cellule virtuali rappresentino una delle tendenze più importanti in biologia nei prossimi anni.
Serge Saxonov - AMMINISTRATORE DELEGATO & Co-fondatore di 10x Genomica
Conclusione
10x Genomics sta passando dalla fase di startup innovativa con una tecnologia interessante a quella di partner industriale chiave per la maggior parte delle organizzazioni di ricerca biologica, sia accademiche che commerciali.
La comprensione approfondita dei dati sulle cellule e sui tessuti viventi, ottenuta grazie alla biologia spaziale e alle analisi delle singole cellule, genera il tipo di informazioni che arrivano al momento giusto per essere sfruttate da IA sempre più potenti.
A sua volta, ciò dovrebbe accelerare la velocità delle scoperte nel campo della biotecnologia e rendere le apparecchiature di biologia spaziale ancora più utili, creando un ciclo di feedback positivo.
Questo non significa che l'azienda sia un investimento perfettamente sicuro. Operando in un settore in rapida evoluzione, la concorrenza è ancora intensa e NanoString, ora resuscitata all'interno di Bruker, o aziende come Qiagen, potrebbero rappresentare concorrenti seri.
Ma per ora, la rapida innovazione e le acquisizioni strategiche di 10x Genomics le hanno permesso di conquistare una solida posizione per dominare il settore.
