Top 10 biotech-bigdatabedrijven

Meer gegevens voor betere medicijnen

Hoe meer we leren over biologie, hoe meer we ons realiseren wat we niet weten. Het begon met de genomische revolutie en het eerste menselijke genoom dat begin jaren 2000 werd gesequenced.

Genomica is nu vergezeld door andere datasets zoals transcriptomics, proteomics, metabolomics, microbioom, enz. Die een nieuwe ‘multiomics’-wetenschap vormen. We hebben deze evolutie verder besproken in “Multiomics zijn de volgende stap in de biotechnologie'.

Deze nieuwe hulpmiddelen hebben een stroom aan gegevens gecreëerd die gedetailleerde informatie over de innerlijke activiteiten van cellen opleveren, soms tot op atomair niveau. Een belangrijke aanjager van deze datagroei is de ineenstorting van de prijs van sequencing-genen en andere biologische materialen zoals eiwitten.

Bron: Researchgate

Dit heeft enthousiasme gecreëerd voor het potentieel van “Big Data” in de biotechnologie, waarbij het concept van big data uit andere, meer IT-gedreven vakgebieden wordt nagebootst.

Al in 2018 vroeg het tijdschrift Barron's zich af: “Zullen Big Data leiden tot grote biotechrendementen?' en de industrie begon te vragen 'Implementatie van grootschalige gegevensverwerking en -analyse voor bioprocessing"

Een flink aantal bedrijven zijn goed gepositioneerd om te profiteren van de drang om biologische gegevens op grote schaal te creëren en te analyseren.

AI samenvoegen met big data?

Een nieuwe ontwikkeling van de afgelopen jaren is de opkomst van AI. Terwijl AI vooral in 2023 zijn weg naar het publieke bewustzijn vond, met LLM's (Large Language Models) zoals ChatGPT, begon de biotechindustrie AI vele jaren daarvoor al te omarmen.

En het is logisch omdat data en AI een enigszins symbiotische relatie hebben:

• Het trainen van AI-modellen vereist veel gegevens met hoge kwaliteit en annotaties.
• AI's kunnen helpen enorme datasets te ordenen zonder directe menselijke tussenkomst en de punten met elkaar te verbinden waar handmatige analyse niet mogelijk zou zijn.

Het resultaat is dat veel van de voorheen op big data gerichte bedrijven in de biotechindustrie tegenwoordig ook AI-bedrijven worden.

In tegenstelling tot sommige AI-toepassingen die nog steeds op zoek zijn naar een bedrijfsmodel (zoals het genereren van afbeeldingen), hebben medicijnontdekking en medisch onderzoek een vrij eenvoudig pad van AI-model naar het genereren van inkomsten.

Top 10 Big Data Biotech-aandelen

1. Illumina

Illumina is het toonaangevende genomicsbedrijf, veruit het grootste en meest gevestigde in de sector, met een omzet van $1.2 miljard, die de afgelopen vijf jaar een CAGR-groei van 11% kende.

Dit maakt het ook tot de belangrijkste leverancier van genomische gegevens voor de gehele biotechindustrie.

Zoals de meeste bedrijven voor genoomsequencing verdient Illumina geld met de verkoop van sequencers, maar vooral met de verkoop van de verbruiksartikelen die door de sequencers worden gebruikt. De opbrengst per machine groeit gewoonlijk in de loop van de tijd, omdat deze geleidelijk aan voltijds wordt gebruikt.

Het nieuwe genoomsequencermodel van het bedrijf, NovaSeqX, is een hit, met 352 in 2023. Dit heeft de acceptatie van massale genoomsequencing onder Illumina's klanten versneld met meer multi-omics-analyses en een grotere schaal voor eencellige en ruimtelijke analyses.

De verkoop van NovaSeqX komt bovenop een zeer groot segment van genoomsequencers, met meer dan 25,000 geïnstalleerde systemen.

Bron: Illumina

Graalproblemen

Bij het bespreken van Illumina is een lange uitleg nodig voor een nieuwe toepassing van genomica, namelijk de detectie van kanker in een bloedmonster dat vloeibare biopsie wordt genoemd.

Illumina werkte aan de ontwikkeling van deze technologie en bracht deze vervolgens over in een bedrijf genaamd Grail.

Graal is technisch en commercieel zeer succesvol. In het tweede kwartaal van 2 schreven 2023 leveranciers Grail-tests voor, waarmee ze de mijlpaal van 7,500 uitgevoerde tests behaalden. Het ontdekte ook 100,000% van de terugval van kanker bij 92 verschillende bloedkankers.

Enkele jaren later zou Illumina dit bedrijf tegen een veel hogere prijs opnieuw overnemen.

Dit veroorzaakte verschillende problemen. Ten eerste hebben regelgevende instanties in zowel de VS als de EU hun zorgen geuit over het monopolierisico, waarbij Illumina de leverancier is van machines voor genoomsequencing aan veel van de concurrenten van Grail. Dit resulteerde in een boete van € 432 miljoen van de EU.

Een andere reeks problemen kwam voort uit de omstandigheden van de kostbare Graal-spin-off, het inzamelen van geld en de heropname in Illumina.

Activist-investeerder Carl Icahn heeft het bestuur van het bedrijf aangevallen en impliceerde dat potentiële oneerlijke of kwaadwillige transacties plaatsvonden ten gunste van insiders, tegen de belangen van de aandeelhouders van het bedrijf in. De SEC onderzocht de kwestie ook. Meer over deze vermoedens en beschuldigingen leest u ook in deze serie artikelen van Niet-GAAP-beleggingen.

Uiteindelijk het besluit om Grail af te stoten weer is gemaakt, waarbij het bestuur het besluit op 4 juni goedkeurde^th, 2024.

De Graal-saga heeft veel problemen veroorzaakt voor Illumina en haar aandeelhouders. Dit had echter geen invloed op de positie van het bedrijf op het gebied van genoomsequencing.

Uiteindelijk is het waarschijnlijk dat de detectie van Graalkanker kan uitgroeien tot een enorme business, waardoor artsen veel Illumina-genoomsequencers en verbruiksartikelen kunnen gebruiken.

Illumina nam in 2023 ook het bio-informaticasoftwarebedrijf over Partek, waarmee het aanbod van het bedrijf verder wordt uitgebreid dan sequencers en hun verbruiksartikelen.

2. Schrödinger, Inc.

Het bedrijf is gespecialiseerd in op natuurkunde gebaseerde modellen om het best mogelijke molecuul voor een bepaald doel te vinden, waarbij tegenstrijdige gegevens zoals potentie, oplosbaarheid, halfwaardetijd, synthese, enz. in evenwicht worden gebracht.

Het maakt ook gebruik van machinaal leren, maar door de toevoeging van een op fysica gebaseerd model kan het worden getest op geheel nieuwe gebieden waarvoor geen dataset bestaat om de AI te ‘trainen’. Hierdoor kan Schrödinger in enkele dagen tijd van 1 miljard potentiële moleculen naar slechts 8 solide kandidaten gaan, uitsluitend via digitale berekeningen.

Bron: Schrödinger

Schrödinger tekende in 5 een vijfjarige samenwerkingsovereenkomst met Bayer voor een omzet van $2020 miljoen. Het idee van de overeenkomst is om Schrödinger-technologie te gebruiken in combinatie met in-silico-voorspellingsmodellen van Bayer.

Een ander recent partnerschap is dat met Lilly, dat in totaal tot $425 miljoen aan mijlpaalbetalingen heeft ontvangen voor een succesvolle ontdekking.

Eerdere samenwerkingen waren onder meer Takeda, Sanofi Bristol Myers Squibb en andere kleinere farmaceutische bedrijven.

Bron: Schrödinger

Over het geheel genomen bouwt Schrödinger aan een groeiend portfolio, dat steeds meer eigen en volledige eigendomsmoleculen omvat. Hoewel het bedrijf geen pre-inkomsten heeft, is het nog steeds niet winstgevend en richt het zich op uitbreiding en R&D-uitgaven om zijn technologie te verbeteren.

Het bedrijf wil ook uitbreiden naar nieuwe segmenten die verder gaan dan de ontdekking van geneesmiddelen, zoals complexe biofarmaceutica of zelfs materialen zoals chemicaliën, batterijen of polymeren.

Bron: Schrödinger

Beleggers zullen de nieuwe samenwerkingen in de gaten willen houden, omdat deze de vooruitgang van de technologie van Schrödinger zullen weerspiegelen, zoals beoordeeld door de leiders in de sector, evenals het mogelijke succes bij het uitbreiden van de kerntechnologie naar nieuwe markten.

3. exscientia

Het bedrijf gebruikt AI om zich te ontwikkelen precisie therapieën. Het draait op een “full stack” AI-technologie voor het ontdekken van geneesmiddelen met speciale software in elke fase van het geneesmiddelenontdekkingsproces.

Bron: exscientia

De technologie van Exscientia vermindert 70% van de tijd die nodig is om van een biologisch doelwit naar een overeenkomstig medicijn te gaan, en een 80% meer kapitaalproces.

Dit resulteerde in 4 verbindingen in vroege klinische fasen, 30 programma's in totaal en $6.5 miljard aan inkomsten uit mijlpalen met partners. De nadruk lag vooral op oncologie (kanker) en ontstekingsziekten.

Bron: exscientia

Dit zou een interessante optie kunnen zijn voor investeerders die op zoek zijn naar een gerenommeerd AI-geneesmiddelenonderzoeksbedrijf met een zeer grote cash-runway en meerdere lopende partnerschappen voor extra veiligheid.

4. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics is toonaangevend op het gebied van ruimtelijke biologie, dat het genoom en transcriptoom in 3D bestudeert, waardoor visualisatie van de activiteit van genen op cellulair of zelfs intracellulair niveau mogelijk wordt.

Het bedrijf werd opgericht in 2012, met onder meer Serge Saxonov, directeur R&D van het gepersonaliseerde genoomtestbedrijf 23andMe.

Genomics groeide 10x dankzij een mix van R&D ($1 miljard+ investeringen in R&D tot nu toe) en overnames. Het Visium-platform werd met name verkregen via de overname van Spatial Transcriptomics in 2018.

Bron: 10x Genomics – 10x tijdlijn voor Genomics-acquisities

Dit is ook hoe 10x Genomics zijn rechten zou verwerven Xenium platform door Readcoor en Cartana in 2020 over te nemen.

In 2020 zou het ook gelanceerd worden het Chromium-platform, die het jaar erna werd bijgewerkt naar Chromium X.

Door de overname van Tetramer Shop in 2021 zou ook 10x Genomics worden gelanceerd BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) in 2022. Hiermee kunnen onderzoekers componenten van het immuunsysteem in detail identificeren. Dit zou een grote impact kunnen hebben op onderzoek naar immuniteit en nieuwe ziekten.

De omzet groeide in het tweede kwartaal van 17 met 2% op jaarbasis, gedreven door de verkoop van Xenium, waarbij de mijlpaal van 100 verkochte exemplaren in augustus 2023 werd bereikt.

Het bedrijf heeft ook behaalde in september 2023 een cruciale overwinning tegen zijn belangrijkste rivaal, Nanostring. Het is Nanostring voorlopig verboden om zijn CosMx Spatial Molecular Imager (SMI)-instrumenten in het grootste deel van de EU te verkopen wegens inbreuk op 10x Genomic-patenten.

Het bedrijf bevindt zich nog in een vroeg stadium, enigszins vergelijkbaar met de begindagen van Illumina. Voorlopig beperkt de ruimtelijke biologie zich tot de wereld van academisch en fundamenteel onderzoek. Maar net als veel andere biotechnologieën zou het op een dag wijdverspreid kunnen worden, langzaam een ​​medisch hulpmiddel kunnen worden en vervolgens een ‘routinematige’ test kunnen worden. Hoe dan ook zou het groeiende aantal geïnstalleerde machines de verkoop van verbruiksartikelen en de omzetgroei moeten stimuleren.

5. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore gebruikt een unieke technologie voor genoomsequencing die vertrouwt op stroomcellen. Hierdoor kan DNA worden ‘gelezen’ wanneer het de nanoporiën passeert, niet via chemische middelen, maar rechtstreeks door het meten van een elektrische stroom. In zekere zin is dit dus de eerste keer dat een computer een genetische sequentie (DNA en RNA) in realtime kan lezen.

Bron: Oxford Nanoporepor

Een ander uniek voordeel van de technologie van het bedrijf is dat het langere genetische sequenties kan lezen dan conventionele sequencingmethoden. Lange reeksen en realtime uitlezing kunnen helpen om betere en snellere resultaten te verkrijgen, wat belangrijk is voor kankeranalyse of infectieziekten zoals antibioticaresistente bacteriën.

Tenslotte maken elektrische metingen kleinere en meer draagbare sequencers mogelijk, een verbetering ten opzichte van de enorme machines die tot nu toe werden gebruikt. Hierdoor kan het bedrijf een breed scala aan sequencers produceren, waaronder langzamere, kleinere en veel goedkopere machines, vanaf $ 1,000. Dit zou de sequencingmarkt radicaal kunnen uitbreiden, waarbij mobiele of goedkope sequencing voorheen geen optie was.

Vanwege de radicaal nieuwe technologie is het onduidelijk waar Oxford zal passen in een volwassener ecosysteem voor genoomsequencing.

Het zou de bestaande technologie van het chemisch/optisch lezen van genomen volledig kunnen vervangen.

Of het zou een succesvolle, maar nichetoepassing kunnen worden voor sequencing met een laag volume of mobiele sequencing, of voor sequencing die een zeer nauwkeurige aflezing van lange genetische sequenties vereist.

Het bedrijf is ook van plan uit te breiden naar het lezen van eiwitten, post-translationele modificatie van eiwitten of kleine moleculen, en andere metingen aan de uiterste grenzen van de levenswetenschappen.

6. Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

Het bedrijf produceert on-demand organismen voor specifieke toepassingen. Het heeft zijn toepassingen op grote schaal gediversifieerd met veel onderzoeksprogramma's en partnerschappen:

• Cannabinoïden
• Productie van mRNA-vaccins en nucleïnezuurgeneeskunde
• Voedsel eiwitten
• Biologische mestproductie in samenwerking met Bayer
• Programmeerbare microben voor darmziekten
• Bioremediatie van microplastics
• Bioveiligheid en detectie van pathogenen
• Recycling van afval en verontreinigingen

Veel van deze aanpassingen zijn met name afhankelijk van CRISPR of soortgelijke technologieën voor het bewerken van genen zijn CAR-T-kankerceltherapieën.

Door een kant-en-klaar platform voor celtechnologie te bieden, wordt Ginkgo een belangrijke dienstverlener in de biotechindustrie, die verder gaat dan de farmaceutische industrie en zich richt op de landbouw, bioveiligheid en industriële chemische processen.

Het biedt expertise en snelheid en kan helpen de vaste kosten en de hoeveelheid kapitaalinvesteringen die nodig zijn voor een onderzoeksproject te verlagen.

Dit blijkt uit het zeer uiteenlopende klantenbestand en de partners die het bedrijf de afgelopen jaren heeft gehad.

Bron: Gingko Biofabriek

Wat Gingko tot een big data-bedrijf maakt, is de unieke reikwijdte van de talloze toepassingen en organismetypes van zijn celbanken, datasets en experimenten.

Het is een aantrekkelijk aandeel voor beleggers die willen inzetten op technologieën voor genbewerking en celtechnologie, maar niet op één specifieke toepassing. Dit is doorgaans ook interessanter voor op groei gerichte beleggers.

De grote meerderheid van de CRISPR-bedrijven richt zich op menselijke geneeskunde en genetische ziekten, waardoor Gingko-mogelijkheden open blijven voor landbouw, bio-engineering, energie en bioproducten (inclusief cannabinoïden).

Samen met de snelle uitbreiding van genetische datasets, tools voor het bewerken van genen en AI (inclusief open source) zou dit een enorme kans kunnen zijn voor Gingko Bioworks.

7. BenevolentAI SA (BAI.AS)

BenevolentAI maakt gebruik van door AI ondersteunde geneesmiddelenonderzoek om behandelingen voor atopische dermatitis en potentiële behandelingen voor chronische ziekten en kanker te ontwikkelen.

Waar andere bedrijven AI gebruiken om celactiviteit of 3D-configuratie van eiwitten te voorspellen, Benevolent's BenAI-engine onderzoekt de bestaande database met wetenschappelijke artikelen (35+ miljoen) om nieuwe inzichten te ontsluiten.

Vervolgens worden deze potentiële bevindingen geïntegreerd in een proces dat experimentele validatie van het idee, in-silico-analyse en indicatie-uitbreiding/herbestemming van geneesmiddelen omvat.

Bron: welwillend

Het idee is dat veel bestaande medicijnen of bekende biologische mechanismen kunnen worden hergebruikt voor nieuwe behandelingen. Over het geheel genomen zou een dergelijke strategie sneller nieuwe therapieën moeten opleveren, omdat veel regelgevend werk al is gedaan (fase I van klinische onderzoeken heeft bijvoorbeeld de veiligheid van het medicijn aangetoond).

Het bedrijf heeft een voortdurende samenwerking met AstraZeneca om medicijnen te ontwikkelen voor fibrose en chronische nierziekten (eerste deal vanaf 2019), uitgebreid met hartfalen en systemische lupus erythematosus (SLE) in 2022.

Ook werkte samen met Merck KGaA om zijn expertise op het gebied van oncologie en neuro-inflammatie te benutten en de AI-gestuurde plannen voor de ontdekking van geneesmiddelen van het bedrijf te ondersteunen door zich te concentreren op het vinden van levensvatbare kandidaten voor kleine moleculen.

Eerder bereikte het een nieuwe indicatie-uitbreiding die leidde tot goedkeuring door de FDA van Eli Lilly voor baricitinib, als een potentiële behandeling voor COVID-19.

8. AbCeller

AbCellera is gespecialiseerd in het ontwikkelen van nieuwe categorieën geneesmiddelen op basis van antilichamen.

Opvallend is dat er aan wordt gewerkt GPCR- en ionkanaalplatform, een therapeutisch doelwit waarvoor voorheen geen antilichamen konden worden ontwikkeld. Hun andere platform is T-cel-engagers, wat de efficiëntie verhoogt en de toxiciteit van op antilichamen gebaseerde kankerbehandelingen vermindert.

Bron: AbCeller

In de afgelopen tien jaar heeft het bedrijf meer dan 10 therapeutische programma's ontwikkeld met een groot aantal partners, waarvan 100% in de oncologie. Dertien moleculen hebben de klinische proeffase al bereikt, waarvan er twee al zijn goedgekeurd voor behandeling.

Bron: AbCeller

Een belangrijk onderdeel van het proces van AbCellera is toegang tot een grote selectie van mogelijke antilichamen. En kies vervolgens de juiste met behulp van eencellige screening met hoge doorvoer, mogelijk gemaakt door machine vision.

9. therapie

Bioxcell is gefocust op een concept dat zij ‘re-innovatie van geneesmiddelen’ noemen. Herinnovatie van medicijnen maakt gebruik van AI om medicijnen te analyseren waarvan al is bewezen dat ze veilig zijn, maar die om verschillende redenen door de ontwikkelaar in de steek zijn gelaten.

Ook onderzoekt zij goedgekeurde producten voor nieuwe toepassingen.

Bron: BioXCell

Het genereren van concepten met behulp van big data en AI duurt slechts zes maanden (in plaats van enkele jaren voor nieuwe moleculen), gevolgd door twaalf maanden van validatie van de hypothese met behulp van computervisie, deep learning, beslissingsmatrix en in silico-validatie.

Herinnovatie heeft de laatste tijd opmerkelijke successen geboekt, met name in combinatie met herformulering om de bijwerkingen weg te nemen of de lage efficiëntie te verbeteren die ertoe had geleid dat de kandidaat-geneesmiddelen überhaupt in de steek waren gelaten.

Dit model wierp al vruchten af, met goedkeuring van IGALMI  (voor de behandeling van agitatie geassocieerd met schizofrenie of bipolaire stoornissen) in minder dan 4 jaar vanaf de start van het project tot aan de goedkeuring.

In het geval van IGALMI werd de eerdere slechte biologische beschikbaarheid opgelost door de wijze van toediening van het medicijn te veranderen en het te combineren met een metabolische stabilisator.

Bron: BioXCell

Het bedrijf heeft al twee geavanceerde programma's in fase 3 van klinische onderzoeken, evenals vijf andere programma's in de pijplijn.

Het eerste programma, voor agitatie geassocieerd met de ziekte van Alzheimer (AAD), met een nieuw middel, een nieuwe formulering van latrepirdine, een antihistaminicum (allergieën).

De tweede is een uitbreiding van de toepassing van IGALMI, voor agitatie geassocieerd met bipolaire stoornissen of schizofrenie in een thuissituatie.

Bron: BioXCell

Het succes van Bioxcell met IGALMI toont het potentieel van big data aan dat verder kan worden uitgebreid dan de ontdekking van nieuwe medicijnen, en naar het verbeteren van het bestaande arsenaal aan medicijnen, hetzij door herformulering, hetzij door het vinden van nieuwe toepassingen van bekende veilige medicijnen.

10. Recursie Geneesmiddelen

Recursion Pharmaceuticals maakt gebruik van AI bij het ontdekken van geneesmiddelen,

De aanpak van het bedrijf is erop gericht de tijd en kosten die gepaard gaan met het op de markt brengen van nieuwe medicijnen aanzienlijk te verminderen.

Het creëren van solide datasets is vanaf het begin de focus van het bedrijf geweest om verschillende problemen met biodata op te lossen:

• Analoge data, van faxen tot pdf of gescande afdrukken.
• Gegevens in silo's, met weinig tot geen annotaties.
• Moeilijk te repliceren onderzoek.

Om deze problemen op te lossen, creëerde Recursion een van 's werelds grootste geautomatiseerde natte laboratoria en digitaliseerde miljoenen van hun eigen experimenten (2.2 miljoen experimenten per week).

Ze bezitten ook een van 's werelds snelste supercomputers om hun LLM's en Ais te trainen in het ontdekken van medicijnen. Modellen zijn getraind op een bibliotheek van meer dan 2 miljard afbeeldingen en leiden 6 biljoen relaties af tussen alle mogelijke combinaties van genen en verbindingen.

Bron: Recursie

Recursie opgericht a samenwerking met AI-leider Nvidia en zou een aantal van zijn AI-modellen aan commerciële partners kunnen vrijgeven via het nieuwe BioNeMo-platform van NVIDIA. Het geeft Recursion ook prioriteitstoegang tot de nieuwste GPU's van NVIDIA via NVIDIA DGX™ Cloud.

De eigen R&D-pijplijn van Recursion is vooral gericht op zeldzame ziekten en oncologie, met drie kandidaat-geneesmiddelen in fase 3 van klinische onderzoeken.

Bron: Recursie

Voor complexere sectoren, zoals de neurowetenschappen en de ongeneeslijke oncologie, gaat het bedrijf bij voorkeur een partnerschap aan met gevestigde bedrijven in deze sectoren.

Bijvoorbeeld Roche op het gebied van de neurowetenschappen en Bayer op het gebied van ongeneeslijke oncologiedoelen.

Ten slotte heeft het bedrijf relaties opgebouwd om zijn technologie en gegevens in licentie te geven, vooral wanneer over gegevensuitwisseling kan worden onderhandeld om de informatie te vergroten die beide bedrijven in de toekomst kunnen gebruiken.