In primo piano

Illumina (ILMN): Costruire gli Strumenti e le Pale dell’Era Genomica

mm
Pubblicato il
Aggiornato il
Aggiungi Securities.io alle tue fonti preferite su Google
Informativa: Securities.io può ricevere un compenso quando utilizzi link a prodotti da noi recensiti. Ciò non influenza le nostre valutazioni editoriali. Non siamo un consulente finanziario registrato; queste non sono raccomandazioni di investimento. Leggi la nostra informativa sulle affiliazioni.

Curva dei Costi del Sequenziamento del Genoma

Per gran parte della storia della medicina, i medici sono stati limitati all’osservazione dei sintomi e al tentativo di alleviarli. Ciò è stato particolarmente vero per le malattie non infettive derivanti da disfunzioni del corpo, incluse le malattie genetiche.

Con la scoperta della struttura e della funzione del DNA, premiato con il Premio Nobel per la Medicina nel 1962, abbiamo iniziato a comprendere meglio come funziona realmente il sistema biologico. La tecnologia PCR, premiata con il Premio Nobel per la Medicina nel 1993, ha aperto nuove modalità di analisi.

Questo si è ulteriormente espanso quando si è iniziato a sequenziare genomi completi. Il primo genoma umano è stato sequenziato nel 2003 dopo 13 anni di lavoro intenso, a un costo di 3 miliardi di dollari. Rapidamente, il sequenziamento dell’intero genoma è diventato sempre più economico. Entro il 2007, costava “solo” 1 milione di dollari per sequenziare un genoma completo. Nel 2014, appena 1.000 $. Oggi, il costo è intorno a 200 $ ed è ancora in diminuzione.

Questo imita la Legge di Moore, che ha reso i computer parte della nostra vita quotidiana prevedendo che il numero di transistor per pollice quadrato su un microchip raddoppiasse ogni anno mentre il costo di produzione per componente si dimezzasse.

Tuttavia, la diminuzione dei costi genomici è stata ancora più spettacolare. È stata resa possibile dal NGS: Next Generation Sequencing. Utilizza i progressi dei chip di silicio, ma invece di leggere il codice binario, legge il codice genetico. E più la produzione di chip di silicio è progredita, più il NGS è diventato efficiente.

Negli ultimi 10 anni, il costo per genoma è crollato al punto da diventare un test economico tra l’arsenale di test disponibili per i professionisti medici.

Fonte: Illumina

Al centro di questa rivoluzione c’è stata la più grande azienda di macchine per il sequenziamento del genoma: Illumina.

ILMN Grafico dei prezzi

Panoramica di Illumina

Illumina in Numeri

Di gran lunga il più grande produttore di macchine per il sequenziamento del genoma, Illumina è stata una pioniera nel settore e ha spinto in avanti la tecnologia di sequenziamento per decenni.

Attualmente dispone di oltre 22.000 sequenziatori installati in 165 paesi.

Circa la metà dei consumabili delle macchine di sequenziamento di Illumina è utilizzata in applicazioni cliniche, mentre l’altra metà è impiegata in laboratori di ricerca pubblici e privati. Nelle applicazioni cliniche, la metà della domanda proviene dall’oncologia, seguita dai test genetici per malattie (GDT).

 

Fonte: Illumina

La maggior parte del reddito di Illumina proviene dalle Americhe e dall’Europa, con solo il 7 % proveniente dalla Cina. Quindi la recente classificazione di Illumina nella “lista di entità inaffidabili” della Cina in risposta alle tariffe di Trump è improbabile che abbia molte conseguenze. Tuttavia, potrebbe fermare i piani dell’azienda di espandere la produzione localizzata in Cina per includere sia gli strumenti sia i consumabili entro il 2028.

Fonte: Illumina

Genomica a Lettura Corta

Illumina si concentra sulla lettura di sequenze genetiche corte. Ciò significa che legge piccoli segmenti del genoma uno alla volta, prima di assemblarli in un insieme coerente.

Questo non è necessariamente il tipo di sequenziamento usato per progetti di ricerca complessi, che preferiscono il sequenziamento a lettura lunga, ma è il più comune. Il lettura lunga sta progressivamente diventando la nicchia scelta da un rivale di lunga data di Illumina, Pacific Bioscience (PACB ).

La lettura corta è il metodo usato per il genotipaggio, la scoperta di varianti a singolo nucleotide associate a malattie genetiche (caso più comune) e la rilevazione precoce del cancro con biopsia liquida (maggiori dettagli su questa tecnologia e mercato più avanti).

L’azienda prevede che la domanda di NGS (Next Generation Sequencing) crescerà dell’18 % CAGR per le applicazioni cliniche e del 6 % CAGR per la ricerca, aumentando il mercato totale indirizzabile (TAM) del settore da 100 miliardi di dollari per il clinico a 25 miliardi di dollari per la ricerca entro il 2033.

Fonte: Illumina

Modello di Business & Quota di Mercato

Illumina guadagna una parte della sua entrata vendendo le sue macchine di sequenziamento, ma la maggior parte del suo reddito proviene dai consumabili usati per far funzionare queste macchine e per eseguire il sequenziamento. Questi consumabili sono sostanze chimiche speciali e filamenti di DNA, con ogni macchina di sequenziamento che solitamente funziona solo con i prodotti forniti dal produttore originale.

Ad esempio, nel Q4 2024, 698 milioni di dollari su 1,1 miliardi di dollari di ricavi totali provengono dalle vendite di consumabili. Una gran parte di questi ricavi ricorrenti è legata all’ultima macchina di sequenziamento ad alta velocità di Illumina, NovaSeq X, rilasciata alla fine del 2023 e ora completamente distribuita, responsabile del 2040 % dei ricavi totali dei consumabili.

Quindi ciò non solo crea un flusso costante di ricavi per Illumina, ma blocca anche i suoi clienti in una partnership a lungo termine con l’azienda.

I clienti esistenti possono anche essere riluttanti a passare a un altro fornitore poiché i loro protocolli di ricerca o medici sono calibrati con le macchine Illumina. Potrebbe anche essere difficile confrontare i risultati tra macchine diverse per ricerche successive.

Pertanto, qualsiasi ridisegno sarebbe costoso e richiederebbe tempo, oltre a comportare la riqualificazione dei tecnici e dei ricercatori che eseguono il sequenziamento.

Storicamente, questi effetti, che bloccano i clienti esistenti nell’ecosistema Illumina, sono stati un forte vantaggio competitivo, limitando notevolmente la capacità di rivali come Pacific Biosciences di penetrare il mercato.

Un riflesso di questo dominio di mercato, Illumina deteneva più del 90 % della quota di mercato dei test genomici clinici nel 2024.

Quindi, mentre i mercati di nicchia e le aree di ricerca specifiche stanno vedendo più concorrenza (come PacBio a lettura lunga, Element Bioscience a medio rendimento, o Ultima Genomics a sequenziamento a basso costo), Illumina controlla ancora la maggior parte del mercato del DNA e del sequenziamento del genoma.

Performance Finanziaria di Illumina

Nonostante i progressi esplosivi nella tecnologia genomica e l’approvazione del primo farmaco di editing genetico basato su CRISPR per CRISPR Therapeutics (CRSP ) (segui il link per il rapporto di investimento associato), gli ultimi anni sono stati difficili per gli investitori di Illumina.

Ciò segue un declino generale nel settore biotech, dopo una forte crescita e aspettative ancora più elevate durante gli anni della pandemia, con un picco nel 2021.

Questi numeri di mercato non riflettono la crescita dell’azienda, con una crescita del 30 % anno su anno nell’attività di sequenziamento, soprattutto grazie alla crescente adozione di strumenti ad alto e medio rendimento.

E Illumina ha speso enormi somme in R&D per preparare la prossima generazione di tecnologia di sequenziamento, circa 1,2 miliardi di dollari solo nel 2024.

Il Futuro di Illumina

Multiomica

L’emergere di sequenziamento genomico economico e automatizzato ha generato un flusso di dati biologici mai visto prima.

Parallelamente, l’enorme complessità dei sistemi viventi ha portato all’emergere della multiomica, un campo che unisce tutti i sotto-segmenti -omici delle scienze biologiche e proclamato come il prossimo passo nella biotecnologia:

  • Genomics: l’analisi della sequenza del DNA nel nucleo delle cellule.
  • Transcriptomics: l’analisi dell’mRNA che trasporta le istruzioni del DNA.
  • Epigenomics: la modifica del genoma senza alterare la sequenza genetica, o “epigenetica”.
  • Proteomics: l’analisi delle proteine, inclusa la modifica delle proteine con zuccheri (“post-traslazionale”).
  • Metabolomics: l’analisi dei composti chimici e del metabolismo.
  • Microbiomics: l’analisi di tutti i microbi che vivono dentro o sul corpo.
  • Single-cell multiomics: l’analisi multiomica su singole cellule.
  • Spatial biology: analisi in 3D della posizione di specifici mRNA, proteine o cellule.

Stanno emergendo nuovi campi, come, ad esempio, Agrigenomics (genomica per migliorare i rendimenti agricoli), Ecological genomics (valutare accuratamente la salute di un ecosistema e la sua diversità genetica), o Synthetic Biology (creare nuovi geni, tratti o interi organismi con uno scopo specifico).

Sebbene ciò possa sembrare travolgente (e lo è in parte anche per i ricercatori del settore), due elementi devono essere compresi per dare senso alla rivoluzione multiomica:

In risposta a questa esplosione nella complessità dei dati biologici, Illumina sta rapidamente evolvendo anche in una società di software, cercando di fornire soluzioni integrate nativamente in più punti dell’analisi multiomica.

Fonte: Illumina

Ciò è anche realizzato tramite strette partnership con molti attori per integrare insieme dati e strumenti genomici: programmi genomici nazionali, Nvidia (NVDA ), Broad Clinical Labs, ecc.

Fonte: Illumina

Trascrittomica

Un campo in crescita oltre alla genomica è la trascrittomica, la scienza dell’analisi dell’mRNA, le molecole che trasportano le informazioni del DNA e che formano proteine utili. Se il DNA è il progetto per le parti della macchina biologica (proteine), l’mRNA è il set di istruzioni che dettaglia quante produrre e dove posizionare le parti.

Quindi, il trascrittoma ci indica quanto, quando e dove un gene è attivo. Finora, tali analisi sono state per lo più eseguite su geni mirati, con il sequenziamento dell’intero trascrittoma una proposta piuttosto costosa e con sfide tecniche.

Illumina ha annunciato per il 2026 una nuova macchina per l’intero trascrittoma che combina la trascrittomica con la biologia spaziale, un settore finora per lo più controllato da 10x Genomics (TXG ).

La tecnologia spaziale di Illumina consentirà ai ricercatori di esaminare la prossimità spaziale di milioni di cellule per esperimento, grazie a un’area di cattura nove volte più grande rispetto alle tecnologie esistenti e con una risoluzione quattro volte superiore.

Come soluzione completa end-to-end, fornirà anche il massimo valore per i ricercatori di singola cella e spaziali a un prezzo più accessibile. La soluzione spaziale supera gli standard di settore per scala e accuratezza.

Fonte: PR News Wire.

Questa soluzione sarà compatibile con i sequenziatori NextSeq e NovaSeq di Illumina, il che aiuterà a ridurre il costo dei programmi su larga scala.

Questo aggressivo passo verso la trascrittomica e la biologia spaziale completerà il lancio da parte di Illumina nella prima metà del 2025 della sua soluzione proteomica (analisi delle proteine) per potenziare ulteriormente il suo ruolo nell’analisi multiomica.

Biopsia Liquida

Oltre alla medicina individuale tramite il genoma completo e alla ricerca multiomica complessa, un’applicazione in rapida crescita del sequenziamento è nella terapia del cancro.

Attualmente, il sequenziamento dell’intero genoma delle cellule tumorali raccolte tramite biopsia è diventato un componente chiave della terapia oncologica, aiutando gli oncologi a determinare quale trattamento funzionerà meglio per un determinato paziente, guidando le vendite di Illumina nel mercato clinico.

Tuttavia, si sta aprendo un mercato nuovo e ancora più grande nella rilevazione precoce del cancro, un metodo chiamato biopsia liquida. Essa rileva sequenze genetiche anomale del cancro, o ctDNA (DNA tumorale circolante).

Ciò che la rende unica è che non si basa su radiografie o biopsie specifiche per organo, ma su un semplice campione di sangue.

Chiamato anche Multi-Cancer Earlier Detection (MCED), questo metodo è noto per funzionare, ma finora è stato troppo costoso e inaffidabile per essere usato in un contesto clinico, e ancora meno per la rilevazione del cancro nello screening della popolazione generale.

Grazie a strumenti di sequenziamento più potenti, questo sta cambiando rapidamente.

Fonte: Ark Invest

La Saga di Grail

Qui le cose si complicano un po’ per Illumina. L’azienda è stata pioniera nella biopsia liquida e ha sviluppato internamente il proprio dipartimento, spingendo la tecnologia sfruttando la sua profonda esperienza nella rilevazione di materiale genetico, come azienda chiamata Grail.

Successivamente ha scorporato l’azienda da Illumina, poi riacquistata a un prezzo molto più alto rispetto al prezzo di IPO, e ora è nuovamente costretta a uno spin-off dalle autorità antitrust negli USA e nell’UE.

Quindi Grail è ora una propria azienda completamente indipendente da Illumina, e quotata al NASDAQ.

L’intero fiasco ha spinto gli investitori a mettere in dubbio l’onestà del consiglio di amministrazione di Illumina ed è stato un altro fattore che ha contribuito alla scarsa performance del prezzo delle azioni di Illumina negli ultimi 2 anni. Specialmente con l’investitore attivista Carl Icahn che ha agitato le cose, portando infine alla partenza del CEO di Illumina.

Questo, tuttavia, è ormai passato, e Grail ha avuto buone performance dalla sua IPO, con nuove assicurazioni sanitarie che includono i test di rilevazione precoce multi-cancro di Grail nella loro copertura, incluso TRICARE, che è uno dei più grandi piani sanitari negli Stati Uniti.

L’azienda ha venduto quasi 3 volte più test nel 2024 rispetto al 2022, e prevede che la crescita continui negli anni a venire, anche prima di espandersi in altri paesi oltre gli USA.

Grail è solo una delle molte aziende di biopsia liquida, e ora che Illumina non la possiede direttamente, altre aziende di biopsia liquida (come Exact Sciences Corporation , Guardant Health (GH ) o Natera) sono meno propense a scegliere una tecnologia di sequenziamento concorrente rispetto a Illumina. Il mercato della biopsia liquida dovrebbe crescere del 13,9 % CAGR fino al 2034.

Quindi, sebbene sia stata una distrazione indesiderata, alla fine lo spin-off di Grail potrebbe aiutare Illumina a rimanere il principale fornitore di sequenziatori genetici utilizzati nelle tecnologie di biopsia liquida, indipendentemente dal fornitore di test utilizzato.

Prospettiva a Lungo Termine

Illumina è stata un importante contributore alla rivoluzione genomica in corso nel biotech e nella medicina. Solo ora sta iniziando a raggiungere la coscienza di massa, con le terapie di editing genetico per malattie rare e lo screening del cancro che rappresentano il primo mercato multi-miliardario emergente da questo nuovo approccio medico.

Questi sono anche campi con ancora una bassa penetrazione di mercato per le tecniche di Next-Generation Sequencing (NGS), offrendo loro spazio per crescere di 10-20 volte sostituendo tecnologie più vecchie, meno sensibili, più costose o più invasive.

Nel lungo termine, è probabile che la tecnologia genomica e multiomica diventi parte della nostra vita quotidiana. Ad esempio, a ogni neonato potrebbe essere offerta dall’assicurazione sanitaria un’analisi genomica completa fin dal primo giorno.

Questi dati possono poi essere usati per perfezionare la scelta dei farmaci da utilizzare e il loro dosaggio, valutare i rischi di specifici tumori o altri rischi per la salute, e persino fornire i migliori consigli di stile di vita da adottare di conseguenza.

Ciò probabilmente avverrà in parallelo alla tecnologia AI che accelera lo sviluppo di nuovi farmaci e terapie, nonché la gestione dell’enorme quantità di dati generati dalla scienza multiomica.

 

Conclusione

Illumina è una delle principali azioni “pick and shovel” del settore biotech, guidando la riduzione dei costi dell’analisi genomica. Ora sta evolvendo in una società multiomica a tutti gli effetti, sfruttando la sua reputazione eccellente e il parco installato di sequenziatori per espandersi nei nuovi settori -omici chiave come la trascrittomica e la proteomica.

Sarà anche uno strumento analitico chiave per i clinici, con importanza crescente nel tempo, iniziando con lo screening di biopsia liquida per il cancro invisibile e silenzioso usando solo campioni di sangue.

Nel lungo periodo, nuovi marcatori e approfondimenti sul nostro corpo probabilmente creeranno ulteriore domanda per analisi genomiche e multiomiche, diventando parte degli strumenti preventivi per mantenerci in salute e rilevare problemi di salute anche prima che compaiano i sintomi.

L’andamento delle azioni dell’azienda è stato, tuttavia, impegnativo per gli investitori, con un settore biotech in declino combinato a decisioni non ottimali riguardo a Grail da parte della direzione aziendale.

Con nuove persone al comando e Grail nuovamente ceduta, il percorso verso l’eccellenza tecnica nell’analisi biologica è ora chiaro, così come la gamma di strumenti software, proteomici, di biologia spaziale e trascrittomici per i prossimi due anni.

Ultime Notizie su Illumina

mm

Jonathan è un ex ricercatore di biochimica che ha lavorato nell'analisi genetica e nei trial clinici. Ora è un analista di mercato e scrittore di finanza con un focus su innovazione, cicli di mercato e geopolitica nella sua pubblicazione The Eurasian Century.