Глобальное открытие наркотиков на основе фрагментов Рынок оценивается в USD 0,795 Bn в 2024 году Ожидается, что он достигнет USD 2,1 млрд к 2031 году, растущие с совокупным годовым темпом роста (CAGR) 15% с 2024 по 2031 год. Этот значительный рост можно объяснить растущим внедрением методов на основе фрагментов по сравнению с высокопроизводительным скринингом.

Ожидается, что рынок станет свидетелем заметного роста в течение прогнозируемого периода. Увеличение инвестиций фармацевтических компаний в НИОКР для открытия лекарств наряду с быстрым внедрением фрагментарного скрининга по сравнению с другими традиционными методами являются ключевыми факторами, влияющими на рынок. Кроме того, наличие передовых технологий для структурного определения и характеристики фрагментов способствовало росту рынка на протяжении многих лет.

Рыночный драйвер - более высокие показатели попадания и повышенное химическое разнообразие в открытии лекарств

При разработке новых лекарств фармацевтические компании стремятся максимизировать показатели успеха при минимизации рисков и затрат во время разработки. Открытие лекарств на основе фрагментов обеспечивает мощный подход к достижению этого путем облегчения идентификации новых хитов с улучшенными химическими качествами. По сравнению с традиционным высокопроизводительным скринингом, основанным на цельных молекулах, в скрининге на основе фрагментов используются небольшие фрагменты молекул с меньшей молекулярной массой от 100 до 300 Дальтонов. Эти фрагменты имеют повышенный потенциал связывания с различными областями целевых белков. Во время скрининга любые фрагменты, демонстрирующие связывание, затем выращиваются поэтапно для разработки лекарственных молекул, оптимизированных для взаимодействия с мишенью.

Этот постепенный процесс роста фрагментов приводит к более высоким показателям попадания. Фрагменты более продуктивно используют химическое пространство во время первоначального скрининга, поскольку их простая структура позволяет эффективно исследовать потенциальные места связывания на целевых белках. Даже слабые связывающие фрагменты могут быть оптимизированы в сильные лиды с помощью методов выращивания. Фармацевтические фирмы наблюдали показатели успеха до 10-15% для фрагментных экранов, что значительно выше, чем 1%, как правило, наблюдается при высокой пропускной способности скрининга целых молекул, подобных лекарственным средствам. Дополнительная химизация скрининговых попаданий также способствует разнообразию в генерируемом свинцовом веществе. Начиная с различных фрагментов, связывающихся с различными сайтами на целевом белке, получают структурно уникальные свинцовые каркасы по сравнению с традиционным поиском из одной или нескольких отправных точек.

Расширенные химические библиотеки от скрининга еще больше снижают шансы дублирования работы конкурентов. Это увеличение скорости попадания и разнообразия решает главную проблему открытия лекарств - выявление новых терапевтически значимых молекулярных структур. Оптимизирует использование времени и ресурсов, затраченных на более ранние этапы исследований, путем продвижения более качественных результатов на более поздние этапы разработки. Для фармацевтических компаний подходы, основанные на фрагментах, обеспечивают продуктивное решение для снижения скорости истощения соединений вниз по течению и более высокой вероятности клинического успеха.

Расширение применения в терапевтических областях, таких как онкология

Установив свою способность эффективно исследовать химическое пространство и генерировать качественные лиды, открытие лекарств на основе фрагментов все чаще применяется в различных классах заболеваний. Одной из ключевых терапевтических областей, свидетельствующих о растущем принятии, является онкология из-за растущей потребности в новых методах лечения рака. Опухоли генетически сложны с несколькими нерегулируемыми путями, способствующими неконтролируемому росту и метастазированию. Это ускорило поиск целевых методов лечения, направленных на борьбу с конкретными уязвимостями рака или многогранными схемами лечения. Фрагментные методы хорошо подходят для онкологических исследований, направленных на нарушение злокачественной сигнализации на ее источнике.

Ранняя информация о связывании при скрининге фрагментов дает представление о целесообразности модуляции белковых мишеней, связанных с онкологией. Даже слабые фрагменты связывания, которые не могут быть непосредственно переведены на лекарственные препараты, могут выявить функциональные точки интереса на целевых белках, таких как киназы. Продолжаются усилия по разработке мощных ингибиторов киназы для блокирования сигналов роста и выживания, приводящих к многочисленным подтипам рака. Растущий фрагмент может давать селективные соединения, нацеленные на устойчивые к лечению мутации рака или избирательно поражающие несколько киназ, участвующих во взаимосвязанных сигнальных сетях, поддерживающих прогрессирование опухоли. Это увеличивает шансы на достижение более устойчивых клинических реакций.

Помимо киназ, приложения продолжают расширяться до других недостаточно изученных онкологических целей, таких как белково-белковые взаимодействия, модулирующие клеточный цикл, апоптоз, эпигенетика. Скрининг фрагментов позволяет методично исследовать эти «неотразимые», но важные узлы в раковых путях. Он создает отправные точки для разработки субстрат-конкурентных или аллостерических ингибиторов, которые нелегко найти с помощью традиционных подходов. Это расширяет возможности для рационально разработанных комбинированных схем с добавлением синергетических режимов уничтожения опухолевых клеток. В целом, методы, основанные на фрагментах, стратегически укрепляют онкологические трубопроводы с целевыми доклиническими кандидатами, которые заслуживают проверки в клинических испытаниях на основе биомаркеров.

Вызов рынка - высокие затраты, связанные с обнаружением фрагментов лекарств

Одной из основных проблем для глобального рынка фрагментарных лекарств является высокая стоимость, связанная с этим процессом. Открытие лекарств на основе фрагментов включает в себя скрининг больших библиотек фрагментов с низкой молекулярной массой для выявления начальных попаданий, которые могут быть оптимизированы для потенциальных кандидатов на лекарства. Однако разработка и скрининг этих библиотек фрагментов является дорогостоящим делом. Он требует сложных биофизических методов, таких как рентгеновская кристаллография, ядерная магнитно-резонансная (ЯМР) спектроскопия и поверхностный плазмонный резонанс (SPR), чтобы обнаружить взаимодействия между фрагментами и белками-мишенями. Кроме того, валидация попадания и этап попадания в лидерство, где разрабатываются фрагменты, также сопряжены с существенными расходами. Разработка одного нового препарата с использованием фрагментарного подхода оценивается более чем в 2 миллиарда долларов США, что делает его недоступным для многих небольших фармацевтических и биотехнологических компаний. Кроме того, поддержание современной инфраструктуры и квалифицированного персонала для проверки фрагментов также способствует увеличению эксплуатационных расходов. Хотя этот подход имеет потенциал для улучшения показателей попадания и оптимизации лекарственных свойств на ранних стадиях, высокие затраты представляют собой значительную проблему для широкого внедрения этого метода, особенно в терапевтических областях с более низким коммерческим потенциалом.

Возможности рынка - рост биофизических методов в открытии лекарств

Одной из основных возможностей для глобального рынка фрагментарных лекарств является рост биофизических методов. Как упоминалось ранее, биофизические методы, такие как рентгеновская кристаллография, спектроскопия ЯМР и SPR, играют решающую роль в обнаружении попаданий фрагментов, позволяя охарактеризовать молекулярные взаимодействия. В последние годы были достигнуты значительные технологические достижения в этих методах, что позволило повысить скорость сбора данных и чувствительность. Например, новые поколения спектрометров ЯМР и кристаллографического оборудования улучшили возможности автоматического скрининга фрагментов. Кроме того, аналитические методы, такие как изотермическая титровая калориметрия (ITC) и анализы тепловых сдвигов (ThermoFluor), также все чаще используются в качестве дополнительных методов. Рост этих методов сделал возможным и более экономичным скрининг фрагментов для более широкого круга целей и библиотек. Он также способствовал разработке ударов, обеспечивая конструкцию на основе структуры. Ожидается, что продолжающаяся эволюция биофизических инструментов еще больше оптимизирует рабочий процесс на основе фрагментов и сделает его все более привлекательным подходом к открытию лекарств. Этот растущий технический потенциал предоставляет значительные возможности для роста общего рынка лекарств на основе фрагментов.

Сотрудничество и партнерствоКомпании активно сотрудничают и сотрудничают с ведущими исследовательскими институтами, фармацевтическими / биотехнологическими компаниями и контрактными исследовательскими организациями для продвижения своих программ по поиску лекарств на основе фрагментов. Например, Astex Pharmaceuticals сотрудничала с GlaxoSmithKline в 2005 году для разработки новых онкологических препаратов с использованием технологии Pyramid. Это партнерство было очень успешным и привело к открытию и разработке нескольких клинических кандидатов.

Совершенствование технологий и приобретенияВедущие игроки вложили значительные средства в расширение своих возможностей в таких областях, как биофизика, вычислительная химия и структурный дизайн лекарств, чтобы дополнить платформы скрининга фрагментов. В 2016 году Pfizer приобрела Anacor Pharmaceuticals, известную своими возможностями обнаружения лекарств на основе фрагментов, за 5,2 миллиарда долларов США. Приобретение помогло увеличить портфель исследований и разработок Pfizer.

Сосредоточьтесь на высокоценных терапевтических областяхКомпании сосредотачивают свои усилия по фрагментарному скринингу на выявлении сложных, высококачественных целей в онкологии, нейронауке и редких генетических заболеваниях, где традиционные подходы имеют ограничения. Например, SomaLogic использует свою платформу скрининга фрагментов SOMAscan для обнаружения молекул для сложных рецепторов, связанных с G-белком, и мишеней ионных каналов при раке и неврологических заболеваниях.

Создание комплексных фрагментарных библиотекИгроки широко просматривают большие сложные библиотеки, содержащие сотни тысяч различных фрагментов, чтобы максимизировать идентификацию попаданий. В 2015 году Astex сообщила о скрининге более 350 000 фрагментов для выявления потенциальных клиентов для нескольких онкологических целей. Обширный скрининг помог Astex обнаружить несколько клинических кандидатов.

Эти стратегические подходы помогли мировым лидерам продвинуться вперед, ускорить сроки открытия лекарств и достичь клинического и коммерческого успеха. По оценкам коллаборационистов, рынок будет расти с CAGR более 11,6% до 2025 года, поскольку компании все чаще используют FBDD для преодоления проблем в области традиционных лекарств.

Достижения в методах биофизической характеристики стимулируют рост в сегменте биофизических методов

С точки зрения компонента, биофизические методы вносят наибольшую долю на рынке, владея непрерывными технологическими достижениями в этой области. Биофизические методы обеспечивают прямую информацию о биомолекулярных взаимодействиях и имеют решающее значение для скрининга фрагментов. Разработка сложных биофизических инструментов, которые предлагают высокопроизводительные возможности при меньших затратах, способствовала их внедрению в разработку лекарств. Например, поверхностный плазмонный резонанс (SPR) значительно эволюционировал за эти годы, став основой для определения аффинности связывания. Наличие систем SPR в сочетании с новыми биосенсорными чипами и программным обеспечением автоматизации сделало этот метод очень удобным для скрининга фрагментов. ЯМР-спектроскопия также достигла новых высот с оптимизацией экспериментальных параметров и улучшенными ЯМР-машинами, оснащенными улучшенными полевыми нагрузками и проточными зондами. Такие усовершенствования увеличили способность ЯМР быстро предоставлять высококачественные данные о попадании фрагментов. В будущем ожидается, что дальнейшее совершенствование биофизических инструментов и методов посредством автоматизации, обнаружения без маркировки и расширенных аналитических возможностей увеличит их полезность, способствуя расширению сегмента.

Высокая распространенность и экономическое бремя онкологических заболеваний вызывают спрос со стороны онкологических приложений

С точки зрения применения онкология вносит наибольшую долю в рост заболеваемости и социально-экономических потерь от рака во всем мире. По оценкам ВОЗ, заболеваемость раком, по прогнозам, вырастет более чем на 70% в ближайшие два десятилетия во всем мире. Фрагментные подходы широко применяются в онкологических проектах, поскольку они позволяют идентифицировать новое химическое вещество с новыми механизмами действия для решения проблемы сложности рака и борьбы с устойчивостью. Кроме того, ключевые факторы рака по-прежнему являются важными молекулярными мишенями для кампаний на основе фрагментов, поскольку они обеспечивают жизнеспособность по сравнению с обычными лекарствами. Компании Biopharma активно исследуют фрагменты против сложных онкологических целей, таких как KRAS, MYC, белки пути ежа и эпигенетические модуляторы. Устойчивые исследования и разработки в области рака наряду с ростом числа пациентов и бремени здравоохранения делают онкологию основной областью применения стратегий на основе фрагментов, стимулируя рост сегмента.

Инициативы академических учреждений и государственно-частного партнерства по открытию лекарственных средств на основе фрагментов конечных пользователей стимулируют спрос со стороны академических и исследовательских организаций

С точки зрения конечного пользователя, академические и исследовательские учреждения вносят наибольшую долю рынка. Несколько ведущих университетов и финансируемых правительством исследовательских органов на основных рынках инициировали центры скрининга на основе фрагментов в партнерстве с фармацевтическими компаниями и поставщиками технологий. Например, Консорциум структурной геномики (Structural Genomics Consortium) управляет платформами фрагментного скрининга с автоматизацией в Университете Торонто и Оксфорде. Аналогичным образом, несколько национальных лабораторий США проводят совместные программы скрининга фрагментов. Кроме того, крупные консорциумы, такие как Fragment Screening Consortium, объединяют академические лаборатории из Европы и Азии для выполнения фрагментарного скрининга на сотнях целей. Такие инициативы способствовали расширению академического участия и опыта в этой области. Наличие современной инфраструктуры, растущий акцент на доклинических исследованиях и растущая поддержка через гранты и партнерства продолжают стимулировать спрос на фрагментарные решения с академической точки зрения рынка.

Основными игроками, работающими на глобальном рынке обнаружения лекарственных средств на основе фрагментов, являются Emerald BioStructures, Inc., Crown Bioscience, Vernalis Research, Sygnature Discovery, Shanghai ChemPartner, SARomics Biostructures, Red Glead Discovery, Domainex, CRELUX, ComInnex, Creative Biolabs, ChemAxon, 2bind, Amgen и Калифорнийский университет в Сан-Франциско.