Illumina (ILMN): Membangun Alat dan Sekop Era Genom

Kurva Biaya Pengurutan Genom

Sepanjang sejarah kedokteran, dokter hanya mengamati gejala dan mencoba meredakannya. Hal ini terutama berlaku untuk penyakit tidak menular yang berasal dari disfungsi tubuh, termasuk penyakit genetik.

Dengan ditemukannya struktur dan fungsi DNA, menerima Penghargaan Nobel dalam bidang Kedokteran pada tahun 1962, kita mulai memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana sistem biologis benar-benar bekerja. Teknologi PCR, yang dianugerahi Hadiah Nobel Kedokteran 1993, akan membuka cara baru untuk menganalisisnya.

Hal ini semakin meluas ketika genom lengkap mulai diurutkan. Genom manusia pertama diurutkan pada tahun 2003 setelah 13 tahun kerja keras, dengan biaya $3 miliar. Dengan cepat, pengurutan genom lengkap menjadi semakin murah. Pada tahun 2007, biaya untuk mengurutkan genom lengkap "hanya" $1 juta.. Pada tahun 2014, hanya $1,000. Saat ini, biayanya sekitar $200 dan terus menurun.

Ini meniru Hukum Moore, yang menjadikan komputer bagian dari kehidupan kita sehari-hari dengan memperkirakan bahwa jumlah transistor per inci persegi pada sebuah mikrochip akan berlipat ganda setiap tahun sementara biaya produksi per komponen akan berkurang setengahnya.

Namun, penurunan biaya genomik bahkan lebih spektakuler. Hal itu dimungkinkan oleh NGS: Next Generation Sequencing. NGS menggunakan kemajuan chip silikon, tetapi alih-alih membaca kode biner, NGS membaca kode genetik. Dan semakin maju manufaktur chip silikon, NGS menjadi semakin efisien.

Hanya dalam 10 tahun terakhir, biaya per genom telah anjlok hingga menjadi tes termurah di antara sekian banyak tes yang tersedia bagi para profesional medis.

Sumber: Illumina

Di pusat revolusi ini terdapat perusahaan mesin pengurutan genom terbesar: Illumina.

Ikhtisar Illumina

Illumina Berdasarkan Angka

Sejauh ini sebagai produsen mesin pengurutan genom terbesar, Illumina telah menjadi pelopor di bidang ini dan mendorong teknologi pengurutan selama beberapa dekade.

Saat ini telah terpasang 22,000+ sequencer di 165 negara.

Sekitar setengah dari bahan habis pakai mesin sekuensing Illumina digunakan dalam aplikasi klinis, sementara setengahnya lagi digunakan di laboratorium penelitian publik dan swasta. Dalam aplikasi klinis, setengah dari permintaan berasal dari onkologi, diikuti oleh uji penyakit gen (GDT).

Sumber: Illumina

Sebagian besar pendapatan Illumina berasal dari Amerika dan Eropa, dengan hanya 7% berasal dari China. So Klasifikasi terbaru Illumina dalam “daftar entitas tidak dapat diandalkan” Tiongkok sebagai balasan terhadap tarif Trump kemungkinan tidak akan berdampak besar. Namun, hal itu mungkin akan menghentikan rencana perusahaan untuk memperluas produksi lokalnya di China agar mencakup instrumen dan barang habis pakai pada tahun 2028.

Sumber: Illumina

Bacaan Singkat Genomik

Illumina difokuskan pada pembacaan sekuens genetik pendek. Artinya, ia membaca segmen kecil genom satu per satu, sebelum menyusunnya menjadi satu kesatuan yang koheren.

Ini bukan jenis sekuensing yang selalu digunakan untuk proyek penelitian yang kompleks, yang lebih menyukai sekuensing bacaan panjang, tetapi ini adalah yang paling umum dilakukan. Bacaan panjang secara bertahap menjadi ceruk yang dipilih oleh pesaing lama Illumina, Biosains Pasifik (PACB ).

Pembacaan singkat adalah metode yang digunakan untuk genotipe, menemukan varian nukleotida tunggal yang terkait dengan penyakit genetik (kasus paling umum), dan mendeteksi kanker sejak dini dengan biopsi cair (lebih lanjut tentang teknologi dan pasar di bawah ini).

Perusahaan memperkirakan permintaan NGS (Next Generation Sequencing) akan tumbuh sebesar 18% CAGR untuk aplikasi klinis dan 6% CAGR untuk penelitian, sehingga meningkatkan total pasar yang dapat dijangkau (TAM) sektor tersebut dari $100 miliar untuk klinis dan menjadi $25 miliar untuk penelitian pada tahun 2033.

Sumber: Illumina

Model Bisnis & Pangsa Pasar

Illumina memperoleh sejumlah uang saat menjual mesin sekuensingnya, tetapi sebagian besar pendapatannya berasal dari bahan habis pakai yang digunakan untuk mengoperasikan mesin-mesin ini dan melakukan sekuensing. Bahan habis pakai ini adalah bahan kimia khusus dan untaian DNA, dengan masing-masing mesin sekuensing biasanya hanya bekerja dengan produk-produk yang disediakan oleh produsen aslinya.

Misalnya, pada Q4 2024, $698 juta dari total pendapatan $1.1 miliar berasal dari penjualan barang habis pakai. Sebagian besar pendapatan berulang ini terkait dengan mesin sekuensing berkecepatan tinggi terbaru milik Illumina. NovaSeq X, dirilis pada akhir tahun 2023 dan sekarang telah digunakan sepenuhnya, bertanggung jawab atas 2040% total pendapatan konsumsi.

Jadi hal ini tidak hanya menciptakan aliran pendapatan yang stabil untuk Illumina, tetapi juga mengunci pelanggannya dalam kemitraan jangka panjang dengan perusahaan.

Pelanggan lama juga mungkin enggan beralih ke pemasok lain karena protokol penelitian atau medis mereka dikalibrasi dengan mesin Illumina. Mungkin juga sulit membandingkan hasil antara berbagai mesin untuk penelitian lanjutan.

Jadi, setiap perancangan ulang akan memakan biaya dan waktu, dan juga melibatkan pelatihan ulang teknisi dan peneliti yang melakukan pengurutan.

Secara historis, efek ini, yang mengunci pelanggan yang ada dalam ekosistem Illumina, telah menjadi keunggulan kompetitif yang kuat, yang sangat membatasi kemampuan pesaing seperti Pacific Biosciences untuk menembus pasar.

Sebuah cerminan dari dominasi pasar ini, Illumina memiliki lebih dari 90% pangsa pasar pengujian genomik klinis pada tahun 2024.

Jadi sementara pasar khusus dan area penelitian tertentu mengalami lebih banyak persaingan (seperti PacBio yang panjang, Elemen Biosains throughput sedang, atau Genomik Ultima pengurutan berbiaya rendah), Illumina masih mengendalikan sebagian besar pasar pengurutan DNA & genom.

Kinerja Keuangan Illumina

Meskipun ada kemajuan pesat dalam teknologi genomik, dan persetujuan obat penyuntingan gen berbasis CRISPR pertama untuk CRISPR Therapeutics (CRSP ) (ikuti tautan untuk laporan investasi terkait), beberapa tahun terakhir merupakan masa sulit bagi investor Illumina.

Hal ini menyusul penurunan umum di sektor bioteknologi, setelah pertumbuhan yang kuat dan ekspektasi yang lebih kuat selama tahun-tahun pandemi, yang mencapai puncaknya pada tahun 2021.

Sumber: Google Finance

Angka-angka pasar saham ini tidak mencerminkan pertumbuhan perusahaan, dengan pertumbuhan aktivitas pengurutan sebesar 30% dari tahun ke tahun, terutama karena meningkatnya adopsi instrumen berthroughput tinggi dan menengah.

Dan Illumina telah menghabiskan sejumlah besar uang untuk R&D guna mempersiapkan teknologi pengurutan generasi berikutnya, sekitar $1.2 miliar hanya pada tahun 2024.

Masa Depan Illumina

Multiomik

Munculnya pengurutan genom yang murah dan otomatis telah menghasilkan banjir data biologis yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Pada saat yang sama, kompleksitas sistem kehidupan telah menyebabkan munculnya multiomik, sebuah bidang yang menggabungkan semua sub-segmen -omik dari ilmu biologi dan disebut-sebut sebagai langkah selanjutnya dalam bioteknologi:

• Genomik: analisis urutan DNA dalam inti sel.
• Transkriptomik:analisis mRNA yang membawa instruksi DNA.
• Epigenomik: modifikasi genom tanpa mempengaruhi urutan genetik, atau “epigenetika”.
• proteomik: analisis protein, termasuk modifikasi protein dengan gula (“pasca translasi”).
• Metabolomik: analisis senyawa kimia dan metabolisme.
• Mikrobiomik: analisis semua mikroba yang hidup di dalam atau di tubuh.
• Multiomik sel tunggal: analisis multiomik pada sel individual.
• Biologi spasial: menganalisis dalam 3D lokasi mRNA, protein, atau sel tertentu.

Sumber:  Penelitian Bahtera

Bidang-bidang baru mulai bermunculan, seperti misalnya, Agrigenomics (genomik untuk meningkatkan hasil pertanian), Genomik ekologi (mengevaluasi kesehatan ekosistem secara akurat dan keragaman genetiknya), atau Biologi Sintetis (menciptakan gen, sifat, atau organisme baru dengan tujuan tertentu).

Meskipun hal ini mungkin terlihat sangat membingungkan (dan memang demikian halnya bagi para peneliti di bidang ini), ada dua elemen yang perlu dipahami untuk memahami revolusi multiomik:

• Genomik tetap menjadi pusat multiomik sebagai kumpulan data yang paling dipahami, dan "kumpulan instruksi" mengatur semua fenomena biologis lainnya dalam organisme hidup. Genomik sering kali menjadi elemen penghubung antara data multiomik yang berbeda.
• Kemajuan yang terjadi bersamaan dalam analisis data dan AI merupakan bantuan yang luar biasa dalam menjadikan banjir data ini berguna, terutama dengan mengkorelasikannya dengan data genomik.

Menanggapi ledakan kompleksitas data biologis ini, Illumina juga berkembang cepat menjadi perusahaan perangkat lunak, yang berupaya memberikan solusi terintegrasi secara asli di berbagai titik analisis multiomik.

Sumber: Illumina

Hal ini juga dapat dicapai melalui kemitraan yang erat dengan banyak pihak untuk mengintegrasikan data dan perangkat genomik: program genomik nasional, Nvidia (NVDA ), Laboratorium Klinik Luas, Dll

Sumber: Illumina

Transkriptomik

Bidang yang berkembang selain genomik adalah transkriptomik, ilmu menganalisis mRNA, molekul yang membawa informasi DNA, dan membuatnya membentuk protein yang berguna. Jika DNA adalah cetak biru untuk bagian-bagian mesin biologis (protein), mRNA adalah rangkaian instruksi yang merinci berapa banyak yang harus dibuat dan di mana bagian-bagian itu ditempatkan.

Jadi, transkriptom memberi tahu kita seberapa banyak, kapan, dan di mana gen aktif. Sejauh ini, analisis semacam itu sebagian besar dilakukan pada gen yang ditargetkan, dengan pengurutan transkriptom penuh proposal yang agak mahal dan penuh tantangan teknis.

Illumina telah mengumumkan pada tahun 2026 sebuah mesin transkriptom lengkap baru yang menggabungkan transkriptomik untuk biologi spasial, sebuah sektor yang hingga saat ini sebagian besar dikendalikan oleh 10x Genomics (TXG ).

Teknologi spasial Illumina akan memungkinkan para peneliti untuk memeriksa kedekatan spasial jutaan sel per percobaan, yang dimungkinkan oleh area penangkapan sembilan kali lebih besar dari teknologi yang ada, dan dengan resolusi empat kali lebih besar.

Sebagai solusi menyeluruh dan menyeluruh, solusi ini juga akan memberikan nilai tertinggi bagi para peneliti sel tunggal dan spasial dengan harga yang lebih terjangkau. Solusi spasial ini melampaui standar industri dalam hal skala dan akurasi.

Sumber: Berita PR.

Solusi ini akan kompatibel dengan Illumina'S Sequencer NextSeq dan NovaSeq, yang akan membantu mengurangi biaya program berskala besar.

Langkah agresif ke dalam transkriptomik dan biologi spasial ini akan melengkapi Peluncuran solusi proteomik Illumina pada paruh pertama tahun 2025 (analisis protein) untuk lebih meningkatkan perannya dalam analisis multiomik.

Biopsi Cair

Selain pengobatan individual melalui genom lengkap, dan penelitian multiomik kompleks, aplikasi pengurutan yang berkembang pesat adalah dalam terapi kanker.

Saat ini, pengurutan genom lengkap sel kanker yang dikumpulkan melalui biopsi telah menjadi komponen utama terapi kanker, membantu ahli onkologi menentukan perawatan apa yang paling berhasil pada pasien tertentu, dan mendorong penjualan Illumina di pasar klinis.

Namun, pasar baru yang bahkan lebih besar sedang terbuka dalam deteksi dini kanker, sebuah metode yang disebut biopsi cair. Metode ini mendeteksi urutan genetik abnormal kanker, atau ctDNA (circulating tumor DNA).

Keunikannya adalah pemeriksaan ini tidak mengandalkan radiografi atau biopsi organ tertentu, tetapi pada sampel darah sederhana.

Disebut juga Deteksi Dini Multi-Kanker (MCED), metode ini diketahui berhasil, tetapi hingga kini terlalu mahal dan tidak dapat diandalkan untuk digunakan dalam pengaturan klinis, dan terlebih lagi untuk mendeteksi kanker dalam skrining populasi umum.

Berkat alat pengurutan yang lebih canggih, hal ini berubah dengan cepat.

Sumber: Ark Investasikan

Kisah Cawan Suci

Di sinilah hal itu menjadi sedikit rumit bagi Illumina. Perusahaan tersebut merupakan pelopor dalam biopsi cair dan mengembangkan departemennya sendiri secara internal, mendorong teknologi dengan memanfaatkan keahliannya yang mendalam dalam pendeteksian materi genetik, sebagai perusahaan yang disebut Grail.

Perusahaan tersebut kemudian memisahkan perusahaan tersebut dari Illumina yang kemudian diakuisisi kembali dengan harga yang jauh lebih tinggi daripada harga IPO, dan sekarang dipaksa kembali melakukan spin-off oleh otoritas persaingan di AS dan Uni Eropa.

Jadi Grail sekarang menjadi perusahaan yang berdiri sendiri, sepenuhnya independen dari Illumina, dan terdaftar di NASDAQ (GRAL ).

Seluruh kekacauan ini disebabkan investor mempertanyakan kejujuran dewan direksi Illumina dan telah menjadi salah satu faktor lain yang berkontribusi terhadap kinerja buruk harga saham Illumina dalam 2 tahun terakhir. Terutama karena investor aktivis Carl Icahn secara aktif mengguncang pasar, yang akhirnya mengarah ke CEO Illumina keberangkatan.

Namun, hal ini kini sudah menjadi masa lalu, dan Grail telah menunjukkan kinerja yang baik sejak IPO, dengan asuransi kesehatan baru yang menambahkan tes deteksi dini multi-kanker Grail dalam cakupannya, termasuk TRICARE, yang merupakan salah satu rencana kesehatan terbesar di AS.

Perusahaan tersebut menjual hampir 3x lebih banyak tes pada tahun 2024 dibandingkan pada tahun 2022, dan memperkirakan pertumbuhan akan terus berlanjut di tahun-tahun mendatang, bahkan sebelum dimulai di negara lain selain AS.

Grail hanyalah salah satu dari banyak perusahaan biopsi cair, dan sekarang Illumina tidak lagi memilikinya secara langsung, sehingga perusahaan biopsi cair lainnya (seperti Exact Sciences Corporation) (EXAS ), Kesehatan Guardant (GH ), atau Natera (NTRA )) cenderung tidak memilih teknologi sekuensing yang bersaing daripada Illumina. Pasar biopsi cair diperkirakan tumbuh sebesar 13.9% CAGR hingga tahun 2034.

Sumber: Penelitian yang Diutamakan

Jadi, meski hal itu merupakan gangguan yang tidak diinginkan, pada akhirnya, spin-off Grail dapat membantu Illumina tetap menjadi penyedia utama sequencer genetik yang digunakan dalam teknologi biopsi cair, tanpa memandang penyedia tes mana yang digunakan.

Perspektif Jangka Panjang

Illumina telah menjadi kontributor utama bagi revolusi genomik yang sedang berlangsung dalam bidang bioteknologi dan kedokteran. Hal ini baru mulai mencapai kesadaran umum, dengan terapi penyuntingan gen untuk penyakit langka dan skrining kanker sebagai pasar multi-miliar pertama yang muncul dari pendekatan baru dalam bidang kedokteran ini.

Ini juga merupakan bidang dengan penetrasi pasar yang masih rendah untuk teknik Next-Generation Sequencing (NGS), memberi mereka ruang untuk tumbuh 10-20x dengan mengganti teknologi yang lebih lama, kurang sensitif, lebih mahal, atau lebih invasif.

Sumber: Penelitian Bahtera

Dalam jangka panjang, teknologi genomik dan multiomik kemungkinan akan menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari. Misalnya, setiap bayi baru lahir mungkin akan ditawarkan analisis genomik lengkap oleh asuransi kesehatan sejak hari pertamanya.

Data ini kemudian dapat digunakan untuk menyempurnakan pilihan obat yang akan digunakan dan dosisnya, mengevaluasi risiko kanker tertentu atau risiko kesehatan lainnya, dan bahkan memberikan saran gaya hidup terbaik untuk diterapkan.

Hal ini kemungkinan akan terjadi bersamaan dengan kecepatan teknologi AI dalam pengembangan obat dan terapi baru, serta penanganan sejumlah besar data yang dihasilkan ilmu multiomik.

Sumber: Penelitian Bahtera

Kesimpulan

Illumina adalah salah satu saham "pick and shovel" terkemuka di sektor bioteknologi, yang memimpin dalam penurunan biaya analisis genomik. Perusahaan ini kini berkembang menjadi perusahaan multiomik yang lengkap, memanfaatkan reputasinya yang cemerlang dan jajaran sequencer yang terpasang untuk berekspansi ke sektor-sektor omik baru yang penting atau transkriptomik dan proteomik.

Ini juga akan menjadi alat analisis utama bagi dokter, dengan kepentingan yang semakin meningkat dari waktu ke waktu, dimulai dengan penyaringan biopsi cair untuk kanker yang tidak terlihat dan diam hanya dengan menggunakan sampel darah.

Dalam jangka panjang, penanda dan wawasan baru tentang tubuh kita kemungkinan akan menciptakan permintaan lebih lanjut untuk analisis genomik dan multiomik, menjadikannya bagian dari alat pencegahan untuk menjaga kita tetap sehat dan mendeteksi masalah kesehatan bahkan sebelum gejala muncul.

Namun, pergerakan saham perusahaan tersebut penuh tantangan bagi para investor, karena sektor bioteknologi sedang mengalami kemerosotan, ditambah dengan keputusan-keputusan yang kurang ideal terkait Grail oleh manajemen perusahaan.

Dengan orang baru yang bertanggung jawab dan Grail didivestasikan (lagi), jalan kembali menuju keunggulan teknis dalam analisis biologis kini jelas, dan begitu pula jajaran perangkat lunak, proteomik, biologi spasial, dan alat transkriptomik untuk dua tahun ke depan.

Informasi terbaru tentang Illumina