علم الأحياء المكاني: Nanostring مقابل 10x Genomics

ما زالت هناك آفاق جديدة في علم الأحياء

في المقالات السابقة، ناقشنا صعود تسلسل الجيل التالي (NGS) وإمكاناته في إحداث ثورة في الطب. تصبح التكنولوجيا الحيوية والطب أكثر دقة يوماً بعد يوم بفضل الأدوات الأرخص لتسلسل DNA، واستخدام RNA، وتخليق البروتينات. تم مناقشة صانعي هذه الأدوات في “Illumina vs Pacific Bioscience: Choosing the Next Generation Genome Sequencing Company”

مع ذلك، لا يزال هناك بعض البيانات المفقودة. لا تزال الأدوات مثل أجهزة تسلسل NGS تجمع البيانات من آلاف أو حتى ملايين الخلايا في آن واحد. لكن الباحثين غالباً ما يحتاجون إلى معرفة ما يحدث في خلية واحدة في كل مرة، بدقة على مستوى النانومتر.

أصبح ذلك الآن ممكنًا بفضل ظهور مجال علمي جديد: علم الأحياء المكاني.

علم الأحياء المكاني

بدلاً من النظر إلى “خليط” الجزيئات في عينة، يمكن لعلم الأحياء المكاني تحديد موقع جزيء معين، مثل تسلسل RNA محدد، داخل نسيج أو خلية واحدة. ويمكن ذلك إما في بعدين أو ثلاثة أبعاد.

سيوضح ذلك للباحثين كيف تتفاعل الخلايا مع بعضها البعض، وكيف تُفعَّل آليات الدفاع، وكيف تستجيب الخلية للاتصال بفيروس، وأكثر من ذلك بكثير.

كما أن له ميزة توفير بيانات أكثر حساسية. بينما قد تغرق بيانات ما يحدث في عدد قليل من الخلايا داخل عينة أكبر، يمكن للنهج المستهدف في علم الأحياء المكاني كشف الأدوار الرئيسية للظواهر المحلية أو أنواع الخلايا النادرة.

يمكنك قراءة المزيد من التفاصيل حول المزايا الفريدة لعلم الأحياء المكاني في هذه الأسئلة الشائعة من Nanostring.

المصدر: Yahoo Finance

إمكانات الاستثمار في علم الأحياء المكاني

في العقد الأول من الألفية الجديدة، بدأ تسلسل الجينوم ثورة تحولت الآن إلى علاجات جينية، تحرير الجينات، لقاحات mRNA، وغيرها… في العقد الثاني من الألفية. أدى ذلك إلى ارتفاع سعر سهم Illumina من 16 دولارًا عند طرحه العام في أوائل الألفية إلى 495 دولارًا للسهم في عام 2021 عند ذروته (وما زال يتراوح بين 190 إلى 220 دولارًا منذ ذلك الحين).

في عام 2020، Nature Methods تصنّف تقنية النسخ المكاني “طريقة العام”.

من الممكن أن تُعتبر أول الآلات المتخصصة في علم الأحياء المكاني في عصرنا كمرحلة مبكرة من ثورة أخرى ستستولي بالكامل بحلول أواخر ثلاثينيات القرن الحالي. عادةً ما يكون الدخول المبكر في تقنية جديدة مجزيًا.

هذه أيضًا وسيلة للشركات الناشئة والمبتكرين لتجاوز المنافسين الراسخين. قد يكون من الصعب جدًا التفوق على شركة بقيمة 35 مليار دولار مثل Illumina في مجالها مثل NGS. لكن ساحة المنافسة أكثر تساويًا للتقنيات الجديدة حيث لا يمتلك المنافس الأكبر براءات اختراع رئيسية، مثل علم الأحياء المكاني.

تشير بعض التقديرات إلى أن حجم السوق القابل للوصول لعلم الأحياء المكاني يبلغ 16 مليار دولار، حيث لا يزال معظم أبحاث الجينات وعلم الأحياء الجزيئي تُجرى باستخدام تقنيات أقدم وأقل قوة.

المصدر: Nanostring

حاليًا، الشركتان الرائدتان في هذا القطاع هما 10x Genomics وNanostring.

تقنية 10x Genomics

تأسست الشركة في عام 2012، وكان من بين مؤسسيها سيرج ساكسونوف، مدير البحث والتطوير في شركة اختبار الجينوم المخصص 23andMe. ركزت الشركة في البداية على تعبير الجينات في الخلية الواحدة قبل أن تتوسع إلى علم الأحياء المكاني مع Visium Spatial.

نمت 10x Genomics باستخدام مزيج من البحث والتطوير (أكثر من مليار دولار استثمارًا في البحث والتطوير حتى الآن) والاستحواذات. ومن الجدير بالذكر أن منصة Visium حصلت عليها من خلال استحواذها على Spatial Transcriptomics في عام 2018.

جدول زمني لاستحواذات 10x Genomics

وهكذا حصلت 10x Genomics على منصة Xenium من خلال الاستحواذ على Readcoor وCartana في عام 2020.

في عام 2020، أطلقت أيضًا منصة Chromium، وتم تحديثها في العام التالي إلى Chromium X.

من خلال الاستحواذ على Tetramer Shop في عام 2021، أطلقت 10x Genomics أيضًا BEAM في عام 2022.

Visium

Visium هي واحدة من التقنيات الرائدة في علم الأحياء المكاني للأنسجة. تُستخدم حاليًا من قبل آلاف العملاء وتُذكر في 440 منشورًا. في الربع الثالث من عام 2022، باعت 10x Genomics أكثر من 100 جهاز Visium.

Chromium

تركز Chromium على بيانات الخلية الواحدة، مع النظر إلى مقياس النانومتر. تم بيع 4,150 جهازًا وتشكل الغالبية العظمى من حديقة آلات 10x Genomics المثبتة.

Xenium

Xenium هي منصة تسمح بالتحليل المتزامن لكل من RNA والبروتينات مع بيانات مكانية كاملة ودقيقة. هذا شيء قوي جدًا للباحثين، حيث يتم فحص آلاف الجزيئات المختلفة في آن واحد. من المحتمل أن تكون هذه هي الاتجاه الذي ستسلكه آلات 10x Genomics في المستقبل لجميع التحليلات.

BEAM

BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) هي تقنية جديدة تتيح للباحثين تحديد مكونات الجهاز المناعي بالتفصيل. يمكن أن يكون لهذا تأثير كبير في أبحاث المناعة، والعوامل الممرضة، والأمراض الجديدة مثل Covid-19.

(يمكنك قراءة التفاصيل التقنية في هذا المستند)

البرمجيات

توفر 10x Genomics مجموعة كاملة من البرمجيات لتحليل البيانات التي تنتجها أجهزتها في 5 فئات مختلفة وتقدم أيضًا إمكانات سحابية وتصاميم مخصصة.

تقنية ومنتجات Nanostring

Nanostring تم إطلاقه في عام 2003 للاستفادة من تقنية الترميز الجزيئي الرقمي التي تم اختراعها في معهد سياتل للبيولوجيا النظامية.

nCounter

بحلول عام 2008، أطلقت أول منتجاتها، nCounter.

كان هذا تقدمًا كبيرًا في علم النسخ (دراسة mRNA). كانت الطرق السابقة والبديلة إما أبطأ أو أكثر تعقيدًا. كما أنها أدخلت الكثير من الأخطاء وكانت نتائجها ذات جودة أقل. لخصت Nanostring ذلك ببساطة: “أسرع من NGS (التسلسل الجيل التالي)، أبسط من qPCR”.

المصدر: Nanostring

GeoMx & CosMX

قادت nCounter الشركة إلى الأمام بينما طورت الخطوات التالية. في عام 2019، أطلقت GeoMx DSP، تلتها CosMx SMI.

GeoMx مصمم لدراسة تعبير RNA في الأنسجة الكاملة وهو قادر أيضًا على تحليل أكثر من 150 بروتينًا، وهو عدد أهداف أكثر من Xenium الخاص بـ10x.

CosMx Single Molecular Imager (SMI) يمكنه بدلاً من ذلك النظر إلى خلية واحدة وما يحدث بداخلها من RNA وحتى 64 هدفًا بروتينيًا، وربما يصل إلى 120 هدفًا في عام 2024.

قدمت كلتا التقنيتين عملية قوية ومؤتمتة لعلم الأحياء المكاني. قبل ذلك، كان لا بد من استخدام طرق أقل حساسية وأكثر تكلفة وتستغرق وقتًا أكبر. في هذا القطاع، تُعد GEoMX المقيّم المكاني الرائد في السوق.

كما يمكنهم استخدام عينات الأنسجة FFPE، وهي أكثر عينات الأنسجة شيوعًا في البحوث الطبية. وهذا يعني أن ملايين العينات الموجودة مسبقًا والمحفوظة من قبل الباحثين حول العالم يمكن تحليلها مرة أخرى للحصول على رؤى جديدة. هذه الخبرة مستمدة مباشرةً من خبرة Nanostring في هذا المجال من خلال منتجها التراثي nCounter.

لذلك، كانت Nanostring أساسية في الانفجار في المنشورات العلمية التي تستخدم علم الأحياء المكاني. لا تقل عن 7,117 منشور يذكر آلات Nanostring من مجالات مختلفة مثل أبحاث السرطان، الأمراض المعدية (بما في ذلك Covid-19)، علم المناعة، الزراعة، أو علم الأعصاب.

AtoMx

تعمل الشركة أيضًا على تطوير برنامج مخصص لمساعدة الباحثين. أطلقت AtoMx، وهو حل SaaS (البرمجيات كخدمة)، في الربع الرابع من عام 2022. يجب أن يساعد ذلك الباحثين على تحليل بياناتهم، ومشاركتها مع الزملاء، وإنشاء قواعد بيانات كبيرة متاحة للجمهور أو خاصة لأبحاث علم الأحياء المكاني.

المالية والتقييمات

10x Genomics

10x Genomics هي الشركة الأكبر بفارق كبير من بين الشركتين المذكورتين في هذه المقالة. لديها ما مجموعه 1,200 موظف، وتبلغ قيمتها السوقية 5.7 مليار دولار.

كانت إيراداتها 516 مليون دولار في الربع الأخير، بزيادة 9٪ مقارنة بالعام السابق. 85% من إيراداتها تأتي من المستهلكات المستخدمة في الآلات المباعة مسبقًا.  كان صافي الدخل 6 ملايين دولار في الربع الرابع من 2022، وهي المرة الأولى التي تحقق فيها صافي دخل إيجابي منذ طرح الشركة للاكتتاب العام في 2019.

نظرًا للاستثمارات الضخمة في البحث والتطوير والنفقات الرأسمالية (-131 مليون دولار)، تمتلك الشركة تدفق نقدي حر سلبي قدره -165 مليون دولار. لديها احتياطي نقدي قدره 429 مليون دولار.  صافي ديون الشركة هو -335 مليون دولار، وهو أفضل من -505 مليون دولار في عام 2021.

نسبة المبيعات إلى السعر للشركة تبلغ 11، وهي ليست منخفضة ولكنها متوقعة لشركة تُقَيَّم بناءً على إمكانات النمو لديها. تقييمها معقول إلى حد ما لشركة ناشئة في مرحلة النمو تحقق أرباحًا لأول مرة. من المتوقع حدوث مزيد من تخفيف حصة المساهمين الحاليين، حيث ستحتاج الشركة إلى مزيد من النقد خلال 1-2 سنة لتسريع النمو وتمويل البحث والتطوير + النفقات الرأسمالية.

بشكل عام، من المرجح أن تصبح 10x Genomics مربحة حقًا فقط عندما يصبح علم الجينوم المكاني مستخدمًا على نطاق واسع في معظم مختبرات البحث بدلاً من كونه التقنية المتقدمة المتاحة حاليًا. من المتوقع حدوث خطوة نمو أخرى في المستقبل عندما يبدأ علم الجينوم المكاني في الاستخدام للتشخيص الطبي.

Nanostring

تعد NanoString أصغر من 10x Genomics، حيث لديها أقل من 800 موظف. قيمتها السوقية هي أيضًا 1/13^th من قيمة 10x Genomics وتبلغ 413 مليون دولار.

كانت إيراداتها 34 مليون دولار في الربع الرابع من 2022، مع صافي خسارة قدرها 44 مليون دولار. خلال الأرباع الأربعة الأخيرة، بلغت الإيرادات 127 مليون دولار وصافي الخسائر 115 مليون دولار.  تقسّمت الإيرادات تقريبًا بنسبة 50/50 بين منتجات nCounter وعناصر علم الأحياء المكاني. 80%-85% من الإيرادات تأتي من الخدمات والمستهلكات للآلات المباعة مسبقًا.  كان التدفق النقدي الحر -31 مليون دولار في الربع الرابع من 2022 وكان مجموعًا -239.9 مليون دولار خلال العامين الماضيين.  لديها أيضًا صافي ديون قدره 114 مليون دولار.

انخفض النقد المتاح من 410 مليون دولار في الربع الأول من 2021 إلى 197 مليون دولار فقط في الربع الرابع من 2022. ستحتاج الشركة إلى جمع مزيد من الأموال بمعدل الإنفاق الحالي خلال 12-18 شهرًا.

نسبة السعر إلى المبيعات لشركة Nanostring منخفضة نسبيًا وتبلغ 3.1. من المرجح أن تعكس خسائرها الأخيرة، التدفق النقدي السلبي، والحاجة الملحة لجمع مزيد من رأس المال قريبًا. قد يؤدي الانخفاض الحاد في سعر السهم منذ عام 2021 إلى تخفيف حصة المساهمين الحاليين بأكثر من المخطط.

وبالمثل بالنسبة لـ10x Genomics، فإن الطريق إلى الربحية يتم عبر اعتماد معظم مختبرات البحث علم الأحياء المكاني بشكل روتيني في سير عملها.

Nanostring أم 10x Genomics؟

تتمتع الشركتان بتقنية مبهرة، تقدم فهماً ثوريًا جديدًا لتحليلات RNA والبروتيوميات. لا شك أن علم الأحياء المكاني سيصبح قريبًا الأداة المفضلة للباحثين في مجال الأورام، وعلم الأعصاب، وغيرها من المجالات التي تكون فيها التعبير الجيني المتقطع واللحظي هو المفتاح لحل الأمراض الفتاكة.

يبدو أن الوضع التنافسي بين الشركتين يتشكل بشكل مشابه للمنافسة المبكرة بين Illumina و PacBio. إذا كان هذا التشابه صحيحًا، قد يواجه المنافس الأصغر صعوبة في مواكبة المنافسة وتحقيق الربحية، حيث سيتعين عليه مطابقة ميزانية البحث والتطوير رغم انخفاض إيراداته الإجمالية. كما أن الدخل الأعلى يتيح للمنافس الأكبر الاستحواذ على الشركات الناشئة الواعدة ودمج تقنياتها في أجهزته الخاصة.

من منظور الاستثمار، تبدو 10x Genomics أكثر أمانًا. بدأت تحقق أرباحًا وتتمتع بعدد أكبر من الموظفين، والنقد المتاح، والتدفق النقدي، وميزانية بحث وتطوير لتستمر في التقدم.

ومع ذلك، فإن سعرها أعلى بكثير من Nanostring من حيث نسبة السعر إلى المبيعات. لذا، من المرجح أن تتفوق Nanostring من حيث عائدات رأس المال المستثمر إذا تمكنت من سد الفجوة في إجمالي المبيعات مع 10x Genomics. إذا تحقق هذا الشرط، يمكن لـNanostring أن تتفوق على منافستها الأكبر وتعوّض عن تخفيف حصة المساهمين الجدد.