Глобальная ДНК Библиотечный рынок оценивается как 0,8 млрд долларов в 2024 году Ожидается, что он достигнет 5,10 млрд долларов к 2031 году, растущие на совокупных годовых темпах роста (CAGR) 16% с 2024 по 2031 год. За последние несколько лет рынок библиотек с кодировкой ДНК значительно вырос благодаря растущим инвестициям в фармацевтические исследования и разработки и растущему внедрению библиотек с кодировкой ДНК фармацевтическими компаниями для ускорения процесса обнаружения лекарств.

Ожидается, что в течение прогнозируемого периода рынок библиотек, кодируемых ДНК, будет быстро расти из-за увеличения инвестиций в сектор геномики и биотехнологии. Библиотеки, закодированные ДНК, стали инновационной технологией, которая позволила быстро исследовать большие химические пространства для идентификации потенциальных попаданий. Многие крупные фармацевтические компании вкладывают значительные средства в разработку собственных библиотек ДНК для скрининга обширных химических пространств и выявления новых небольших молекул, которые могут стать кандидатами на терапию или лекарства. Преимущества библиотек с кодировкой ДНК, таких как крупномасштабное тестирование соединений, быстрая идентификация попаданий и более низкие затраты по сравнению с традиционным высокопроизводительным скринингом, стимулируют их спрос среди фармацевтических компаний. Кроме того, ожидается, что непрерывные технологические достижения для разработки более эффективных методов кодирования ДНК будут стимулировать рынок в течение прогнозируемого периода.

Рыночный драйвер: растущий спрос на инновационные методы лечения сложных заболеваний

Сектор здравоохранения постоянно развивается, чтобы справиться с растущей угрозой сложных заболеваний. Традиционные методы обнаружения лекарств часто не в состоянии идти в ногу с темпами возникающих заболеваний. Это создало значительный разрыв в эффективных вариантах лечения таких состояний, как рак, аутоиммунные расстройства и редкие генетические заболевания. Пациенты отчаянно нуждаются в новых методах лечения, которые могут быть направлены на первопричины с большей специфичностью и меньшим количеством побочных эффектов. Библиотеки, закодированные ДНК, стали перспективным решением для удовлетворения этого растущего спроса.

Благодаря быстрому параллельному скринингу миллионов малых молекул, подобных лекарственным средствам, библиотеки, закодированные ДНК, дают исследователям беспрецедентный уровень экспериментальной пропускной способности. Это ускоряет обнаружение попаданий, которые точно затрагивают цели болезни. Теперь исследователи могут оценить молекулярные взаимодействия по всем биологическим путям, а не сосредоточиться только на отдельных белках. Этот системный подход открывает новые возможности для решения сложных многофакторных условий путем модуляции нескольких узлов одновременно. Библиотеки, кодируемые ДНК, также позволяют оценивать соединения, которые ранее были недоступны с помощью обычных методов синтеза, расширяя потенциальное химическое пространство для новых вариантов лечения.

Клиницисты, поставщики медицинских услуг и защитники пациентов активно проводят кампанию по ускорению разработки и утверждения передовых методов лечения, которые улучшают результаты и качество жизни. Их голоса помогают формировать политические реформы и увеличивать государственные / частные инвестиции в инновационные исследования. Поскольку болезни продолжают распространяться среди растущего населения во всем мире и преодолевать традиционные лекарства, общество ожидает, что биофарма будет расти и удовлетворять эту потребность с помощью передовых стратегий, таких как библиотеки, закодированные ДНК. Их способность эффективно исследовать обширные пулы синтетических и природных соединений позиционирует их на переднем крае усилий прецизионной медицины следующего поколения, направленных на сложные заболевания. Это слияние общественного давления и научных перспектив будет продолжать стимулировать более широкое внедрение технологии.

Усвоение закодированных ДНК библиотек фармацевтическими компаниями

Фармацевтическая промышленность находится под постоянным давлением, чтобы пополнить сокращающиеся трубопроводы, поскольку многие крупные лекарства теряют патентную защиту каждый год. Разработка новой терапии является ресурсоемким процессом, который часто занимает более десяти лет с чрезвычайно низкими шансами на успех. Компании стремятся интегрировать новые методы, которые могут ускорить путь от идентификации цели до клинических кандидатов. Библиотеки, закодированные ДНК, вызывают большой интерес у игроков отрасли за их уникальную способность быстро генерировать высококачественные молекулы свинца против сложных целей.

В отличие от традиционных технологий высокопроизводительного скрининга, основанных на синтезированных коллекциях малых молекул, гибкость библиотек, кодируемых ДНК, позволяет параллельно исследовать экспоненциально большее и более разнообразное химическое пространство. Фармацевтические научно-исследовательские центры могут проводить мультиплексные эксперименты с участием миллионов соединений экономически эффективным способом. Первоначальные конфигурации библиотек могут быть сосредоточены на привилегированных структурах или натуральных строительных лесах, подобных продуктам, для увеличения количества ударов по сложным целям. Кодирование ДНК также обеспечивает оптимизацию соединений на поздней стадии и профилирование непосредственно в самом формате библиотеки без отдельного синтеза.

Крупные игроки, такие как AstraZeneca, Novartis, Sanofi и Janssen, уже начали создавать внутренние библиотеки ДНК и развивать соответствующий опыт. Контрактные исследовательские организации, специализирующиеся на технологии, также стали свидетелями всплеска сотрудничества в области фармацевтики и аутсорсинговых проектов. Со временем библиотечные скрининги, кодируемые ДНК, станут стандартной стратегией оценки первого прохода, включенной ранее в рабочие процессы разработки лекарств. Новые приложения, выходящие за рамки простого целевого взаимодействия, теперь включают исследования на животных in vivo, анализ биомаркеров и профилирование резистентности. По мере того, как успешные исследования, подтверждающие концепцию, устанавливают реальную клиническую и коммерческую валидацию, темпы внедрения в отрасли будут быстро ускоряться.

Вызов рынка - высокие затраты, связанные с разработкой и поддержанием библиотек, кодируемых ДНК

Одной из ключевых проблем, с которыми в настоящее время сталкивается мировой рынок библиотек с кодировкой ДНК, является высокая стоимость разработки и обслуживания библиотек с кодировкой ДНК. Создание библиотек, кодируемых ДНК, требует значительных инвестиций в технологии, инфраструктуру и квалифицированный персонал. Процесс разработки библиотеки, кодируемой ДНК, начинается с проектирования и синтеза больших пулов соединений, которые затем присоединяются к ДНК-меткам посредством химической лигации. Этот процесс создания от миллионов до миллиардов ДНК-закодированных молекул является сложным и ресурсоемким. Она предполагает использование дорогостоящих синтезаторов ДНК, реагентов и другого лабораторного оборудования. Сохранение и скрининг закодированных библиотек ДНК со временем также приводит к постоянным затратам. Поскольку библиотеки используются в анализах и экспериментах, некоторые молекулы могут разрушаться или теряться, требуя пополнения или расширения. Библиотеки также должны быть регулярно охарактеризованы для обеспечения разнообразия и качества. Все эти мероприятия, связанные с разработкой, совершенствованием и поддержанием библиотек, закодированных ДНК, в долгосрочной перспективе делают это дорогостоящим делом для игроков на этом рынке. Высокие требования к капиталу представляют собой серьезную проблему, особенно для небольших компаний и стартапов с ограниченными бюджетами. Этот барьер может потенциально ограничить дальнейшие инновации и рост применения этой перспективной технологии.

Рыночные возможности – возможности интеграции искусственного интеллекта и машинного обучения в закодированные ДНК библиотеки

Одна из ключевых возможностей на мировом рынке библиотек, кодируемых ДНК, заключается в большей интеграции технологий искусственного интеллекта и машинного обучения. По мере того, как наборы библиотечных данных, закодированных ДНК, продолжают расти в размерах и сложности, существует потенциал для использования ИИ / ML для оптимизации библиотек и процессов обнаружения. Алгоритмы AI/ML могут использоваться для сбора информации из огромного количества данных секвенирования и скрининга. Они могут помочь рекомендовать новые соединения для синтеза, уточнения дизайна библиотеки и прогнозирования биологически значимых молекул. Поскольку анализы становятся более высокой пропускной способностью, модели AI / ML могут помочь с автоматизированным анализом больших наборов выходных данных. Они также могут проводить скрининг силико, чтобы предложить молекулы для экспериментальной проверки. Фармацевтические компании также изучают использование подходов ИИ/МЛ, таких как генеративные модели, чтобы предложить совершенно новые библиотеки, кодируемые ДНК. В случае успешного применения технологии AI/ML могут повысить эффективность проектирования библиотек и отбора кандидатов. Это может помочь ускорить сроки обнаружения и снизить затраты. Повышенная интеграция AI/ML дает возможность рынку библиотек с кодировкой ДНК улучшить весь рабочий процесс от создания до последующих приложений.

Диверсификация библиотечного дизайна Многие крупные игроки, такие как Novartis, Astex Pharmaceuticals и Ambit Biosciences, диверсифицировали свои библиотечные проекты, закодированные ДНК, для скрининга мишеней за пределами киназ. Они разработали новые библиотеки, направленные на G-белковые связанные рецепторы (GPCR), белково-белковые взаимодействия и эпигенетические мишени. Это способствовало расширению клиентской базы и более широкому внедрению платформенных технологий.

Приобретение технологического лидерства В 2017 году AstraZeneca приобрела Astex Pharmaceuticals, пионера в области библиотечных технологий, кодируемых ДНК, за 1,6 миллиарда долларов. Это укрепило позиции AstraZeneca как лидера в этом пространстве. Аналогичным образом, Novartis приобрела Encoded Genomics в 2019 году, чтобы получить доступ к собственной платформе химической библиотеки, кодируемой ДНК. Такие приобретения помогли компаниям опередить конкурентов благодаря доступу к передовым технологиям.

Партнерство для скрининговой экспертизы Меньшие игроки, у которых не было собственных возможностей скрининга, сотрудничали с контрактными исследовательскими организациями (CRO), чтобы использовать свой опыт. Например, Anthropic в 2018 году сотрудничала с Charles River Laboratories для высокопроизводительного скрининга их химической библиотеки, закодированной с помощью искусственного интеллекта. Это помогло Anthropic эффективно проверять тысячи соединений, несмотря на ограниченные ресурсы.

Открытые инновационные модели Такие компании, как Repare Therapeutics, используют открытый инновационный подход и сотрудничают с академическими исследовательскими институтами для определения новых целей. Их партнерство с Центром рака им. М.Д. Андерсона при Техасском университете в 2021 году привело к открытию потенциальных кандидатов на лекарства против ранее непрочных онкогенных целей. Такие стратегии повышают доверие к научному сообществу.

Игроки инвестировали большинство ресурсов в области с высокими неудовлетворенными клиническими потребностями, такими как онкология, неврология и устойчивость к противомикробным препаратам, где показатели успеха выше. Например, комбинации Novartis.

По терапевтической зоне - Растущая распространенность рака стимулирует рост сегмента онкологических заболеваний

С точки зрения терапевтической области, онкологические расстройства составляют наибольшую долю рынка, владеющего растущей распространенностью различных типов рака во всем мире. Рак стал одной из ведущих причин смерти во всем мире с почти 10 миллионами смертей в 2020 году. Растущая заболеваемость раком может быть связана с растущим принятием сидячего и нездорового образа жизни, ростом уровня загрязнения окружающей среды и старением населения. По данным ВОЗ, число новых случаев рака, как ожидается, вырастет более чем на 70% в ближайшие пару десятилетий.

Растущее бремя рака значительно увеличило исследовательскую деятельность и инвестиции в разработку инновационных онкологических препаратов. Библиотеки, закодированные ДНК, стали мощным инструментом для ускорения открытия лекарств от рака, позволяя проводить скрининг миллиардов соединений для потенциальных кандидатов на лекарства. Многие фармацевтические компании внедряют технологии DEL в свои научно-исследовательские разработки для выявления новых целей и молекул свинца. Кроме того, закодированные ДНК библиотеки также помогают в разработке персонализированной терапии на основе подтипа рака и генетического профиля пациентов. Растущий спрос на целенаправленное и точное лечение онкологии способствует внедрению платформ DEL среди ключевых конечных пользователей.

Библиотечное усовершенствование DEL на основе олигонуклеотидов Технологии доминируют в библиотечном сегменте

По типу библиотеки DEL на основе олигонуклеотидов обеспечивает наибольшую долю рынка благодаря своим технологическим преимуществам по сравнению с другими подходами. Библиотеки олигонуклеотидов позволяют кодировать до миллиардов небольших молекул, таких как пептиды или синтетические соединения, в последовательности ДНК, что позволяет проводить обширный скрининг с помощью методов секвенирования следующего поколения. По сравнению с другими формами, олиго-DEL предлагает более высокую сложность и разнообразие библиотек, лучшую стабильность и возможности хранения. Непрерывные технологические усовершенствования, такие как разработка более длинных и стабильных олиго ДНК, увеличили возможности кодирования и эффективность скрининга этих библиотек.

Растущие инвестиции ведущих игроков в улучшение олигонуклеотидных платформ DEL за счет автоматизации, интеграции машинного обучения и решений для облачных вычислений упростили весь рабочий процесс обнаружения лекарств. Это увеличило внедрение олиго-ДЭЛ среди небольших биотехнологических фирм с ограниченными бюджетами на НИОКР. Кроме того, обширные академические исследования улучшили молекулярное кодирование, синтез библиотек и методы анализа данных, используемые в системах DEL на основе олигонуклеотидов. Более широкая доступность экономически эффективных коммерческих инструментов и реагентов также поддерживает рост этой самой передовой технологии DEL.

Открытие лекарств становится доминирующим приложением, стимулирующим рост рынка DEL

С точки зрения применения, Drug Discovery обеспечивает наибольшую долю рынка благодаря критической роли DEL в содействии ранней фазе идентификации целей и оптимизации потенциальных клиентов. Библиотеки, закодированные ДНК, произвели революцию в подходах к открытию лекарств, обеспечив быстрый скрининг библиотек малых молекул против тысяч биологических целей одновременно. Это значительно ускорило поиск хитов и генерацию свинца по сравнению с обычными высокопроизводительными методами скрининга.

Платформы DEL также помогают в систематическом исследовании отношений между структурой и активностью и оптимизации попадания соединений в лекарственные препараты. Их применение помогает разгадать сложные отношения между мишенью и болезнью и выяснить новые механизмы действия. Кроме того, закодированные ДНК библиотеки также помогают расширить лекарственное целевое пространство, облегчая усилия по скринингу мембранных белков и других исторически сложных целей. Возможность параллельного анализа миллиардов соединений позволила профилировать соединения против целых протеомов или библиотек РНК по всему геному в беспрецедентном масштабе.

Повышенная эффективность, охват целевых показателей и возможности генерации данных библиотек, кодируемых ДНК, привели к их широкому внедрению фармацевтическими гигантами и биотехнологическими стартапами. Ожидается, что растущие инвестиции в НИОКР и все большее внимание к инновационному открытию лекарств будут способствовать дальнейшему использованию технологии DEL на различных этапах процесса разработки лекарств. Этот растущий спрос со стороны разработчиков лекарств во всем мире делает открытие лекарств основным приложением для всего рынка DEL.

• Библиотеки, закодированные ДНК, трансформируют открытие лекарств, предлагая быстрый и экономически эффективный скрининг обширных библиотек соединений. Технология особенно выгодна для сложных, незащищенных целей. На рынке доминируют крупные фармацевтические компании и все чаще интегрируют ИИ/МЛ для улучшения процессов обнаружения лекарств. Североамериканский регион занимает самую большую долю рынка, что обусловлено высоким уровнем инвестиций и инноваций.

Основными игроками, работающими на глобальном рынке библиотек с кодировкой ДНК, являются NovAliX, PROVendis, SpiroChem, Vipergen, WuXi AppTec, X-Chem, Philochem AG, Philogen S.p.A, AstraZeneca, Amgen, Bristol-Myers Squibb, GSK (GlaxoSmithKline), Merck & Co., Pfizer и Roche.