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Illumina (ILMN): Construyendo las Picas y Palas de la Era Genómica
Curva de Costos de Secuenciación del Genoma
Durante la mayor parte de la historia de la medicina, los médicos se han limitado a observar los síntomas y tratar de aliviarlos. Esto ha sido especialmente cierto para las enfermedades no infecciosas derivadas de disfunciones en el cuerpo, incluidas las enfermedades genéticas.
Con el descubrimiento de la estructura y función del ADN, premiado con el Premio Nobel de Medicina en 1962, empezamos a comprender mejor cómo funciona realmente el sistema biológico. La tecnología PCR, premiada con el Premio Nobel de Medicina en 1993, abriría nuevas formas de analizarlo.
Esto se amplió aún más cuando se empezaron a secuenciar genomas completos. El primer genoma humano se secuenció en 2003 después de 13 años de arduo trabajo, con un costo de 3.000 millones de dólares. Rápidamente, la secuenciación de genoma completo comenzó a abaratarse cada vez más. Para 2007, costaba “solo” 1 millón de dólares secuenciar un genoma completo. Para 2014, apenas 1.000 dólares. Hoy, el costo ronda los 200 dólares y sigue disminuyendo.
Esto imita la Ley de Moore, que convirtió a las computadoras en parte de nuestra vida diaria al predecir que el número de transistores por pulgada cuadrada en un microchip se duplicaría cada año mientras que el costo de fabricación por componente se reduciría a la mitad.
Sin embargo, la disminución de los costos genómicos ha sido aún más espectacular. Fue posible gracias a la NGS: Secuenciación de Nueva Generación. Utiliza los avances de los chips de silicio, pero en lugar de leer código binario, lee código genético. Y a medida que avanzaba la fabricación de chips de silicio, la NGS se volvió más eficiente.
En apenas los últimos 10 años, el costo por genoma ha colapsado hasta el punto de convertirse en una prueba económica dentro del arsenal de pruebas disponibles para los profesionales médicos.
Fuente: Illumina
En el centro de esta revolución se ha encontrado la empresa de máquinas de secuenciación de genomas más grande: Illumina.
(ILMN )
Visión General de Illumina
Illumina en Cifras
Con mucho, el mayor productor de máquinas de secuenciación de genomas, Illumina ha sido pionera en el campo y ha impulsado la tecnología de secuenciación durante décadas.
Actualmente cuenta con más de 22.000 secuenciadores instalados en 165 países.
Alrededor de la mitad de los consumibles de las máquinas de secuenciación de Illumina se utilizan en aplicaciones clínicas, y la otra mitad en laboratorios de investigación públicos y privados. En las aplicaciones clínicas, la mitad de la demanda proviene de la oncología, seguida de pruebas genéticas de enfermedades (GDT).
Fuente: Illumina
La mayor parte de los ingresos de Illumina proviene de América y Europa, con solo un 7 % procedente de China. Por lo tanto, la reciente clasificación de Illumina en la “lista de entidades no fiables” de China en represalia a los aranceles de Trump probablemente no tendrá muchas consecuencias. Sin embargo, podría detener los planes de la compañía de expandir su producción localizada en China para incluir tanto instrumentos como consumibles para 2028.
Fuente: Illumina
Genómica de Lectura Corta
Illumina se centra en la lectura de secuencias genéticas cortas. Esto significa que lee pequeños fragmentos del genoma uno a uno, antes de ensamblarlos en un todo coherente.
Este no es necesariamente el tipo de secuenciación utilizado para proyectos de investigación complejos, que prefieren la secuenciación de lectura larga, pero es el método más común. La lectura larga se está convirtiendo progresivamente en el nicho elegido por un rival de larga data de Illumina, Pacific Bioscience (PACB ).
La lectura corta es el método utilizado para la genotipificación, el descubrimiento de variantes de nucleótido único asociadas a enfermedades genéticas (caso más común) y la detección temprana de cáncer mediante biopsia líquida (más sobre esa tecnología y mercado a continuación).
La compañía espera que la demanda de NGS (Secuenciación de Nueva Generación) crezca a una tasa compuesta anual (CAGR) del 18 % para aplicaciones clínicas y del 6 % para investigación, impulsando el mercado total direccionable (TAM) del sector de 100 000 millones de dólares para lo clínico y 25 000 millones de dólares para investigación para 2033.
Fuente: Illumina
Modelo de Negocio y Cuota de Mercado
Illumina obtiene algo de dinero al vender su máquina de secuenciación, pero la mayor parte de sus ingresos proviene de los consumibles utilizados para operar estas máquinas y realizar la secuenciación. Estos consumibles son químicos especiales y cadenas de ADN, y cada máquina de secuenciación suele funcionar únicamente con los productos suministrados por el fabricante original.
Por ejemplo, en el cuarto trimestre de 2024, 698 millones de dólares de los 1.100 millones de dólares de ingresos totales provinieron de la venta de consumibles. Gran parte de estos ingresos recurrentes están vinculados a la última máquina de secuenciación de alta velocidad de Illumina, NovaSeq X, lanzada a finales de 2023 y ahora totalmente desplegada, responsable del 2040 % de los ingresos totales por consumibles.
Por lo tanto, esto no solo crea un flujo constante de ingresos para Illumina, sino que también mantiene a sus clientes en una asociación a largo plazo con la compañía.
Los clientes existentes también pueden mostrarse reacios a cambiar a otro proveedor, ya que sus protocolos de investigación o médicos están calibrados con máquinas Illumina. Además, podría ser difícil comparar resultados entre diferentes máquinas para investigaciones de seguimiento.
Por lo tanto, cualquier rediseño sería costoso y llevaría tiempo, además de implicar la re‑entrenamiento de los técnicos e investigadores que realizan la secuenciación.
Históricamente, estos efectos, que mantienen a los clientes dentro del ecosistema de Illumina, han sido una fuerte ventaja competitiva, limitando considerablemente la capacidad de rivales como Pacific Biosciences para penetrar el mercado.
Como reflejo de este dominio de mercado, Illumina tenía más del 90 % de cuota de mercado en pruebas genómicas clínicas en 2024.
Así, aunque los mercados nicho y áreas de investigación específicas están viendo más competencia (como la lectura larga de PacBio, Element Bioscience de rendimiento medio, o Ultima Genomics de secuenciación de bajo costo), Illumina sigue controlando la mayor parte del mercado de secuenciación de ADN y genomas.
Rendimiento Financiero de Illumina
A pesar del explosivo progreso en la tecnología genómica y la aprobación del primer medicamento de edición genética basado en CRISPR para CRISPR Therapeutics (sigua el enlace para el informe de inversión asociado), los últimos años han sido difíciles para los inversores de Illumina.
Esto sigue a una disminución general en el sector biotecnológico, después de un fuerte crecimiento y expectativas aún más fuertes durante los años de la pandemia, alcanzando su punto máximo en 2021.
Fuente: Google Finance
Estos números del mercado de valores no reflejan el crecimiento de la compañía, con un crecimiento interanual del 30 % en la actividad de secuenciación, especialmente debido a la creciente adopción de instrumentos de alto y medio rendimiento.
Y Illumina ha estado gastando enormes cantidades de dinero en I+D para preparar la próxima generación de tecnología de secuenciación, alrededor de 1.200 millones de dólares solo en 2024.
Futuro de Illumina
Multi‑ómicas
La aparición de secuenciación de genoma barata y automatizada ha generado una avalancha de datos biológicos como nunca antes.
- Genómica: el análisis de la secuencia de ADN en el núcleo de las células.
- Transcriptómica: el análisis de ARNm que lleva las instrucciones del ADN.
- Epigenómica: la modificación del genoma sin afectar la secuencia genética, o “epigenética”.
- Proteómica: el análisis de proteínas, incluida la modificación de proteínas con azúcares (“post‑traduccional”).
- Metabolómica: el análisis de compuestos químicos y el metabolismo.
- Microbiómica: el análisis de todos los microbios que viven dentro o sobre el cuerpo.
- Multi‑ómica de célula única: el análisis multi‑ómico en células individuales.
- Biología espacial: el análisis en 3D de la ubicación de ARNm, proteínas o células específicas.
Fuente: Ark Research
Están surgiendo nuevos campos, como, por ejemplo, Agrigenómica (genómica para mejorar los rendimientos agrícolas), Genómica ecológica (evaluación precisa de la salud de un ecosistema y su diversidad genética), o Biología Sintética (creación de nuevos genes, rasgos o organismos completos con un propósito específico).
- La genómica se mantiene en el centro de las multi‑ómicas como el conjunto de datos mejor comprendido, y el “conjunto de instrucciones” organiza todos los demás fenómenos biológicos en los organismos vivos. A menudo es el elemento de conexión entre datos multi‑ómicos de otro modo dispares.
- El progreso concurrente en el análisis de datos y la IA es una ayuda tremenda para hacer útil esta avalancha de datos, especialmente al correlacionarla con datos genómicos.
En respuesta a esta explosión en la complejidad de los datos biológicos, Illumina está creciendo rápidamente también como una empresa de software, buscando ofrecer soluciones integradas de forma nativa en múltiples puntos del análisis multi‑ómico.
Fuente: Illumina
Esto también se logra mediante estrechas alianzas con muchos actores para integrar conjuntamente datos y herramientas genómicas: programas nacionales de genómica, Nvidia, Broad Clinical Labs, etc.
Fuente: Illumina
Transcriptómica
Un campo en crecimiento además de la genómica es la transcriptómica, la ciencia que analiza el ARNm, las moléculas que transportan la información del ADN y forman proteínas útiles. Si el ADN es el plano de las piezas de la máquina biológica (proteínas), el ARNm es el conjunto de instrucciones que detalla cuántas producir y dónde colocar las piezas.
Así, el transcriptoma nos indica cuánto, cuándo y dónde está activo un gen. Hasta ahora, dichos análisis se han realizado mayormente en genes específicos, y la secuenciación de transcriptoma completo es una propuesta bastante costosa y con desafíos técnicos.
Illumina ha anunciado para 2026 una nueva máquina de transcriptoma completo que combina la transcriptómica con la biología espacial, un sector que hasta ahora estaba mayormente controlado por 10x Genomics.
La tecnología espacial de Illumina permitirá a los investigadores examinar la proximidad espacial de millones de células por experimento, gracias a una zona de captura nueve veces mayor que las tecnologías existentes y con cuatro veces mayor resolución.
Como una solución completa de extremo a extremo, también ofrecerá el mayor valor para los investigadores de una sola célula y espaciales a un precio más asequible. La solución espacial supera los estándares de la industria en escala y precisión.
Fuente: PR News Wire.
Esta solución será compatible con los secuenciadores NextSeq y NovaSeq de Illumina, lo que ayudará a reducir el costo de los programas a gran escala.
Este movimiento agresivo hacia la transcriptómica y la biología espacial complementará el lanzamiento de Illumina, en la primera mitad de 2025, de su solución de proteómica (análisis de proteínas) para impulsar aún más su papel en el análisis multi‑ómico.
Biopsia Líquida
Además de la medicina individual mediante el genoma completo y la investigación multi‑ómica compleja, una aplicación de secuenciación que crece rápidamente es la terapia contra el cáncer.
Actualmente, la secuenciación del genoma completo de células cancerosas obtenidas mediante biopsia se ha convertido en un componente clave de la terapia contra el cáncer, ayudando a los oncólogos a determinar qué tratamiento será más eficaz para un paciente determinado, impulsando las ventas de Illumina en el mercado clínico.
Sin embargo, se está abriendo un mercado nuevo y aún mayor en la detección temprana del cáncer, un método llamado biopsia líquida. Detecta secuencias genéticas anormales del cáncer, o ctDNA (ADN tumoral circulante).
Lo que la hace única es que no depende de radiografías o biopsias específicas de órganos, sino de una simple muestra de sangre.
También llamada Detección Temprana de Múltiples Cánceres (MCED), se sabe que este método funciona, pero hasta ahora era demasiado costoso e inestable para usarse en un entorno clínico, y aún menos para la detección de cáncer en cribados de la población general.
Gracias a herramientas de secuenciación más potentes, esto está cambiando rápidamente.
Fuente: Ark Invest
La Saga de Grail
Aquí es donde la situación se complica un poco para Illumina. La compañía fue pionera en la biopsia líquida y desarrolló internamente su propio departamento, impulsando la tecnología al aprovechar su profunda experiencia en la detección de material genético, bajo el nombre de Grail.
Luego escindió la empresa de Illumina, la cual fue reacquirida posteriormente a un precio mucho más alto que el de la OPI, y ahora se ve obligada a volver a escindirse por las autoridades de competencia en EE. UU. y la UE.
Así, Grail es ahora una empresa propia, completamente independiente de Illumina, y cotiza en el NASDAQ.
Todo el escándalo hizo que los inversores cuestionaran la honestidad del consejo de Illumina y ha sido otro factor que contribuyó al pobre desempeño del precio de sus acciones en los últimos 2 años. Especialmente cuando el inversor activista Carl Icahn agitó la situación, lo que finalmente llevó a la salida del CEO de Illumina.
Sin embargo, esto ya quedó en el pasado, y Grail ha tenido un desempeño sólido desde su OPI, con nuevos seguros de salud que añaden las pruebas de detección temprana de múltiples cánceres de Grail a su cobertura, incluido TRICARE, que es uno de los planes de salud más grandes de EE. UU.
La compañía vendió casi 3 veces más pruebas en 2024 que en 2022, y espera que el crecimiento continúe en los próximos años, incluso antes de iniciar en países distintos a EE. UU.
Grail es solo una de muchas compañías de biopsia líquida, y ahora que Illumina no la posee directamente, otras compañías de biopsia líquida (como Exact Sciences Corporation, Guardant Health o Natera) son menos propensas a elegir una tecnología de secuenciación competidora que Illumina. Se espera que el mercado de biopsia líquida crezca a una tasa compuesta anual (CAGR) del 13,9 % hasta 2034.
Fuente: Precedence Research
Así, aunque fue una distracción indeseada, en última instancia, la escisión de Grail podría ayudar a Illumina a seguir siendo el principal proveedor de secuenciadores genéticos utilizados en tecnologías de biopsia líquida, sin importar qué proveedor de pruebas se utilice.
Perspectiva a Largo Plazo
Illumina ha sido un importante contribuyente a la revolución genómica en biotecnología y medicina. Sólo ahora está comenzando a llegar a la conciencia general, con terapias de edición genética para enfermedades raras y la detección de cáncer como el primer mercado multimillonario que surge de este nuevo enfoque de la medicina.
Estos también son campos con aún baja penetración de mercado para las técnicas de Secuenciación de Nueva Generación (NGS), lo que les brinda espacio para crecer de 10 a 20 veces al reemplazar tecnologías más antiguas, menos sensibles, más costosas o más invasivas.
Fuente: Ark Research
A largo plazo, es probable que la tecnología genómica y multi‑ómica se convierta en parte de nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, a cada recién nacido podría ofrecerse, a través del seguro de salud, un análisis genómico completo desde su primer día.
Estos datos podrían usarse luego para afinar la elección de medicamentos y sus dosis, evaluar los riesgos de cáncer específico u otros riesgos de salud, e incluso proporcionar los mejores consejos de estilo de vida a adoptar en consecuencia.
Esto probablemente ocurrirá en paralelo con la tecnología de IA que acelera el desarrollo de nuevos fármacos y terapias, así como el manejo de la enorme cantidad de datos que la ciencia multi‑ómica está generando.
Conclusión
Illumina es una de las principales acciones “pico y pala” del sector biotecnológico, liderando la reducción del costo del análisis genómico. Ahora está evolucionando hacia una empresa multi‑ómica completa, aprovechando su reputación estelar existente y su parque instalado de secuenciadores para expandirse a los nuevos sectores -ómicos clave, como la transcriptómica y la proteómica.
También será una herramienta analítica clave para los clínicos, con una importancia creciente con el tiempo, comenzando con la detección mediante biopsia líquida de cáncer invisible y silencioso usando solo muestras de sangre.
A largo plazo, nuevos marcadores e ideas sobre nuestros cuerpos probablemente generarán una mayor demanda de análisis genómicos y multi‑ómicos, convirtiéndose en parte de las herramientas preventivas para mantenernos saludables y detectar problemas de salud incluso antes de que aparezcan los síntomas.
Sin embargo, la evolución de la acción de la compañía ha sido desafiante para los inversores, con un sector biotecnológico en declive combinado con decisiones menos que ideales respecto a Grail por parte de la dirección de la empresa.
Con nuevas personas al mando y Grail desinvertida (nuevamente), el camino de regreso a la excelencia técnica en el análisis biológico está ahora claro, al igual que la gama de herramientas de software, proteómica, biología espacial y transcriptómica para los próximos dos años.
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