Tartrazin Gennemsigtighed – Hvordan dette almindeligt anvendte fødevarefarvestof kan fremme sundhedsplejen

Bedre udsigt for videnskabelige indsigter

Medicinsk forskning er stærkt afhængig af studier på dyremodeller, og vores fremskridt inden for medicin er dybt påvirket af bedre analytiske metoder, herunder alle komponenterne i multiomics: genomik, transkriptomik, proteomik, metabolomik osv.

Men nogle gange er meget mindre avancerede observationer de mest nyttige. For eksempel bevægelser af organer, størrelsen på vener osv. Dette er sværere, end det lyder, da det hverken er praktisk eller muligt med et rimeligt budget at bruge avancerede billedteknikker som scannere og MR på tusindvis af mus hver måned.

Ideelt set vil forskere kunne kigge direkte ind i kroppen og organerne på testprøverne, og til den lavest mulige omkostning.

Dette kan måske blive en realitet takket være arbejdet fra ikke mindre end 21 forskere ved Stanford University. De opdagede, at et almindeligt farvestoffemolekyle, der bruges som fødevarefarve, i princippet kan gøre musenes krop “gennemsigtig” for analyse, og offentliggjorde deres resultater i det prestigefyldte tidsskrift Science under titlen “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”.

Hvordan man ser igennem kroppe

Forskningen startede med at observere begrænsningerne ved mange dybvævts optiske billeddannelsesmetoder, herunder to-foton mikroskopi, nærinfrarød-II fluorescensbilleddannelse og optisk vævsrengøring.

Alle giver en vis indsigt, men mangler enten tilstrækkelig penetrationsdybde og opløsning eller er uegnede til levende dyr. Så god intern visualisering af levende dyr er stadig et stort udeblevet behov blandt biologer og medicinske forskere.

Forskerne teoriserede ud fra et fysisk princip kaldet Lorentz oscillator model. Uden at gå i dybden med den underliggende fysik er det et princip, der bestemmer, hvordan atomer reagerer på elektromagnetiske bølger (som inkluderer synligt og usynligt lys).

Ud fra dette grundlæggende princip konkluderer forskerne, at specifikke molekyler, når de opløses i vand, vil øge brydningsindekset for vandbaserede opløsninger.

Dette vil igen gøre, at vand og lipider har næsten samme brydningsindeks, så hele kroppen bliver lige så gennemsigtig for visse lysfrekvenser.

Kilde: Science

“Vi forudsagde, at farvestoffermolekyler med skarpe absorptionsresonanser i det nær-ultraviolette spektrum (300 til 400 nm) og den blå del af det synlige spektrum (400 til 500 nm) er effektive til at hæve den reelle del af brydningsindekset for det vandige medium ved længere bølgelængder, når de opløses i vand.

Som følge heraf kan vandopløselige farvestoffer effektivt reducere RI-kontrasten mellem vand og lipider, hvilket fører til optisk gennemsigtighed af levende biologiske væv.”

Findning af Tartrazin

Ud fra den teoretiske indsigt gik de videre med at lede efter et reelt farvestoffemolekyle, der matchede de nødvendige egenskaber. De fandt, at tartrazin, et almindeligt fødevarefarvestof godkendt af den amerikanske Food and Drug Administration (FDA).

De fandt, at tartrazin havde effekten af reversibelt at gøre huden, musklerne og bindevævet gennemsigtige i levende gnavere. Ved test på vævssimulerende spredende hydrogele og ex vivo (prøvet/udtrukket) biologisk væv fandt de også, at billedopløsningen kunne skaleres ned til mikrometerniveau.

Kilde: Science

“Gennemsigtige” mus

I praksis betød det, at under de rette lysforhold kunne forskerne observere de dybere væv, se igennem huden og overfladiske væv på musene.

Kilde: Science

Ved at bruge absorberende farvestoffermolekyler kan vi omdanne den typisk uigennemsigtige bug hos en levende mus til et gennemsigtigt medium. Denne “gennemsigtige bug” muliggør direkte visualisering af fluorescerende protein‑mærkede enteriske neuroner, som fanger deres bevægelser, der spejler den underliggende tarmmotilitet i levende mus.

Denne tilgang kunne anvendes på andre dele af musens krop end bugområdet, som for eksempel “hovedbunden på en musehoved for at visualisere cerebrale blodkar og musens bagben for højopløsnings mikroskopisk billeddannelse af muskel-sarkomerer”.

Dette antyder også, at andre lignende midler kan blive opdaget og anvendt, måske med endnu større effektivitet og lavere omkostninger ved brug.

Investering i biologisk billeddannelse

Siden begyndelsen af moderne medicin har videnskabelig fremgang været drevet af forbedringer i observationsværktøjer, fra det første mikroskop til nutidens genomsekventeringsmaskiner.

Dette er stadig sandt i dag, med mange nye teknikker, der dukker op, fra de her diskuterede “gennemsigtige” mus til avancerede 3D-visualiseringer af levende væv.

Hvis du ikke er interesseret i at vælge biotek- eller medicinsk billeddannelsesvirksomheder, kan du også kigge på ETF’er som Global X Aging Population ETF (AGNG), ARK Genomic Revolution ETF (ARKG), eller Vanguard Health Care ETF (VHT) som vil give en mere diversificeret eksponering for at drage fordel af den voksende langtidsholdbare sundheds- og biotekindustri.

Eller du kan konsultere vores artikel om “5 bedste genomsekventeringsvirksomheder”.

Medicinsk billeddannelse & datavirksomheder

1. Illumina, Inc.

Illumina er det førende genomikfirma, langt det største og mest etablerede i branchen, med $1.2B i omsætning, som voksede 11% CAGR de sidste 5 år.

Kilde: Illumina

Ligesom de fleste genomsekventeringsvirksomheder tjener Illumina penge ved at sælge sekventeringsmaskinerne, men primært ved at sælge forbrugsstofferne, der bruges af maskinerne, hvor indtægten pr. maskine typisk vokser over tid, efterhånden som den anvendes på fuld kapacitet.

Firmaets nye genomsekventeringsmodel, NovaSeqX, er en succes, med i alt 390 leverancer i 2023. Dette har fremskyndet adoptionen af massegenomsekventering blandt Illuminas kunder med flere multi‑omics analyser (blanding af flere “-omics” teknikker) og større skala for enkeltcelle‑ og rumlige analyser.

Når man diskuterer Illumina, kræves en lang forklaring på en ny genomik‑applikation, kræftdetektion i en blodprøve kaldet flydende biopsi. Illumina arbejdede på denne teknologi og spundt den derefter ud i et selskab kaldet Grail.

Grail er meget succesfuld både teknisk og kommercielt, med 7.500 udbydere, der ordinerer Grails tests, og har overskredet milepælen på 100.000 udførte tests. Det har også påvist 92% af kræfttilbagefald på tværs af 6 forskellige blodkræftformer.

Flere år senere ville Illumina genkøbe dette selskab til en meget højere pris.

Dette medførte flere problemer. Først rejste reguleringsmyndighederne i både USA og EU bekymringer om monopolrisiko, idet Illumina er leverandør af genomsekventeringsmaskiner til mange af Grails konkurrenter.

Dette resulterede i en bøde på €432M fra EU. Hvis denne afgørelse, der forbyder overtagelsen, ikke løses, “Illumina vil afstå fra Grail inden for et år, hvis den ikke vinder sin udfordring i EU-domstolen.”

Kilde: Illumina

Et andet sæt problemer opstod fra betingelserne for den kostbare Grail‑spind‑off, kapitalrejsning og genoptagelse i Illumina.

Aktivistinvestor Carl Icahn har angrebet selskabets bestyrelse og antydet, at potentielt uærlige eller ondsindede handlinger blev udført til fordel for insiders på bekostning af selskabets aktionærers interesser. SEC undersøger også spørgsmålet.

Indtil videre er CEO’en blevet udskiftet, et andet bestyrelsesmedlem er fratrådt, 4 nye bestyrelsesmedlemmer er indsat, og Illumina har offentliggjort en “Stewardship‑Focused Update.” Du kan også læse mere om disse mistanker og beskyldninger i denne serie af artikler fra Non‑GAAP investing.

Selskabets aktie er faldet kraftigt fra sit højdepunkt i juli 2021 med næsten 80 %, tilbage til niveauet fra 2013.

Dette var en ret chokerende situation for et stort og veletableret selskab som Illumina, uanset hvor sande disse beskyldninger er, da det afspejler dårligt på ledelsens beslutning om at afstå fra Grail i første omgang. I det mindste har dette vist sig at være en kostbar fejl.

Investorer vil gerne vurdere, om de er klar til at følge med Carl Icahn, en legendarisk og kontroversiel aktivistinvestor med en imponerende historik.

Og hvis den dårlige ledelse i de sidste par år nu er fuldt indregnet i prisen, og måske har beskadiget selskabets værdiansættelse uforholdsmæssigt i forhold til dets meget stærke forretningsledelse inden for genetisk sekventering.

2. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics (TXG ) er en leder inden for rumlig biologi, som studerer genomet og transkriptomet i 3D, hvilket muliggør visualisering af genaktivitet på cellulært eller endda intracellulært niveau.

Selskabet blev grundlagt i 2012, med Serge Saxonov blandt grundlæggerne, som er direktør for F&U i det personlige genomtestningsfirma 23andMe.

10x Genomics voksede ved hjælp af en blanding af F&U (over $1B+ investeret i F&U indtil nu) og opkøb. Bemærkelsesværdigt blev deres Visium-platform erhvervet gennem opkøbet af Spatial Transcriptomics i 2018.

Kilde: 10x Genomics – 10x Genomics acquisitions timeline

Dette er også hvordan 10x Genomics erhvervede sin Xenium platform ved at købe Readcoor og Cartana i 2020.

I 2020 lancerede de også Chromium-platformen, som blev opdateret året efter til Chromium X.

Gennem opkøbet af Tetramer Shop i 2021 lancerede 10x Genomics også BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) i 2022. Det gør det muligt for forskere at identificere komponenter af immunsystemet i detaljer. Dette kan have stor indflydelse på forskning inden for immunitet og nye sygdomme.

Omsætningen voksede med 17 % år-til-år i Q2 2023, drevet af Xenium-salg, med milepælen på 100 solgte enheder nået i august 2023.

Selskabet opnåede i september 2023 en kritisk sejr mod sin hovedrival, Nanostring. Nanostring er for nu forbudt fra at sælge sine CosMx Spatial Molecular Imager (SMI)-instrumenter i størstedelen af EU for at have overtrådt 10x Genomics patenter.

Selskabet er stadig i en tidlig fase, noget lignende de tidlige dage for Illumina. For nu er rumlig biologi begrænset til den akademiske og grundlæggende forskningsverden. Men ligesom mange bioteknologier kan den en dag blive udbredt, langsomt blive et medicinsk værktøj og derefter en “rutinemæssig” test. Under alle omstændigheder bør den voksende pulje af installerede maskiner drive salget af forbrugsvarer og indtægtsvækst.