Biologia spaziale: Nanostring contro 10x Genomics

Ancora alcune nuove frontiere nella biologia

Negli articoli precedenti, abbiamo discusso l’ascesa del sequenziamento di nuova generazione (NGS) e il suo potenziale di rivoluzionare la medicina. La biotecnologia e la medicina stanno diventando più precise giorno dopo giorno grazie a strumenti più economici per sequenziare il DNA, utilizzare l’RNA e sintetizzare proteine. I produttori di questi strumenti sono stati discussi in “Illumina vs Pacific Bioscience: scegliere l’azienda di sequenziamento del genoma di nuova generazione”

Ci sono, tuttavia, ancora dei dati mancanti. Strumenti come i sequenziatori NGS aggregano ancora i dati di migliaia o addirittura milioni di cellule simultaneamente. Ma i ricercatori spesso hanno bisogno di capire cosa sta succedendo in una singola cellula alla volta, con una precisione a livello nanometrico.

Questo è ora possibile grazie all’emergere di un nuovo campo della scienza: la biologia spaziale.

Biologia spaziale

Invece di osservare il “mix” di molecole in un campione, la biologia spaziale può determinare dove in un tessuto o in una singola cellula si trovi una molecola di interesse, come una specifica sequenza di RNA. E ciò può avvenire sia in 2D che in 3D.

Questo dirà ai ricercatori come le cellule interagiscono tra loro, come si attivano i meccanismi di difesa, come una cellula reagisce al contatto con un virus, e molto altro.

Ha anche il vantaggio di fornire dati molto più sensibili. Mentre i dati di qualcosa che accade in poche cellule potrebbero perdersi in un campione più grande, l’approccio mirato della biologia spaziale può rivelare i ruoli chiave di fenomeni localizzati o di tipi cellulari rari.

Puoi leggere in modo più dettagliato i vantaggi unici della biologia spaziale in questo FAQ di Nanostring.

Fonte: Yahoo Finance

Il potenziale di investimento della biologia spaziale

Negli anni 2000, il sequenziamento del genoma ha avviato una rivoluzione che ora si sta trasformando in terapie geniche, editing genetico, vaccini mRNA, ecc… negli anni 2020. Questo ha trasformato i 16 $ per azione di Illumina al suo IPO negli anni 2000 in 495 $ per azione nel 2021 al picco (e ancora 190‑220 $).

Nel 2020, Nature Methods ha definito il metodo di trascrittomica spaziale “metodo dell’anno”.

È possibile che le prime macchine dedicate alla biologia spaziale del nostro tempo saranno viste come la fase iniziale di un’altra rivoluzione che prenderà completamente piede entro la fine degli anni 2030. Di solito conviene essere in anticipo su una nuova tecnologia.

Questo è anche un modo per startup e innovatori di superare concorrenti consolidati. Può essere molto difficile battere una società da 35 miliardi di dollari come Illumina nel suo stesso campo, il NGS. Ma il campo di gioco è più equilibrato per le nuove tecniche dove il concorrente più grande non detiene brevetti chiave, come la biologia spaziale.

Alcune stime pongono il mercato totale indirizzabile della biologia spaziale a 16 miliardi di dollari, poiché la maggior parte della ricerca genetica e di biologia molecolare è ancora svolta usando tecnologie più vecchie e meno potenti.

Fonte: Nanostring

Attualmente, le 2 aziende leader nel segmento sono 10x Genomics (TXG ) e Nanostring.

Tecnologia 10x Genomics

L’azienda è stata fondata nel 2012, con tra i suoi fondatori Serge Saxonov, direttore R&D della società di test genomico personalizzato 23andMe. Inizialmente l’azienda si è concentrata sull’espressione genica a singola cellula prima di espandersi alla biologia spaziale con Visium Spatial.

10x Genomic è cresciuta usando una combinazione di R&D (oltre 1 miliardo di dollari investiti finora) e acquisizioni. In particolare, la sua piattaforma Visium è stata ottenuta tramite l’acquisizione di Spatial Transcriptomics nel 2018.

Timeline delle acquisizioni di 10x Genomics

Questo è anche il modo in cui 10x Genomics ha acquisito la sua piattaforma Xenium attraverso l’acquisizione di Readcoor e Cartana nel 2020.

Nel 2020, ha inoltre lanciato la piattaforma Chromium, aggiornata l’anno successivo a Chromium X.

Attraverso l’acquisizione di Tetramer Shop nel 2021, 10x Genomics ha anche lanciato BEAM nel 2022.

Visium

Visium è tra le tecnologie leader per la biologia spaziale dei tessuti. È attualmente utilizzata da migliaia di clienti ed è citata in 440 pubblicazioni. Nel terzo trimestre 2022, 10x Genomics ha venduto più di 100 macchine Visium.

Chromium

Chromium è focalizzata sui dati a singola cellula, osservando a scala nanometrica. Sono stati venduti 4.150 strumenti, che rappresentano la maggior parte del parco macchine installato di 10x Genomics.

Xenium

Xenium è una piattaforma che consente l’analisi simultanea sia di RNA sia di proteine con dati spaziali completi e accurati. È qualcosa di davvero potente per i ricercatori, con migliaia di molecole diverse analizzate contemporaneamente. Probabilmente questa è la direzione che le macchine 10x Genomics prenderanno in futuro per tutte le analisi.

BEAM

BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) è una nuova tecnologia che permetterebbe ai ricercatori di identificare in dettaglio i componenti del sistema immunitario. Questo potrebbe avere un grande impatto nella ricerca su immunità, patogeni e nuove malattie come il Covid‑19.

(puoi leggere i dettagli tecnici in questo documento)

Software

10x Genomics offre un set completo di software per analizzare i dati prodotti dalle sue apparecchiature in 5 diverse categorie e offre anche capacità cloud e design personalizzati.

Tecnologia e prodotti Nanostring

Nanostring è stata lanciata nel 2003 per sfruttare la tecnologia di barcoding molecolare digitale inventata al Seattle Institute for Systems Biology.

nCounter

Entro il 2008, aveva lanciato il suo primo prodotto, nCounter.

Questo è stato un grande progresso nella trascrittomica (lo studio dell’mRNA). Metodi precedenti e alternativi erano più lenti o più complessi. Introducevano anche molti errori e producevano risultati di qualità inferiore. Nanostring lo ha riassunto semplicemente: “Più veloce del NGS (Next Generation Sequencing), più semplice della qPCR.”

Fonte: Nanostring

GeoMx & CosMX

nCounter ha portato l’azienda avanti mentre sviluppava i passi successivi. Nel 2019, ha lanciato il GeoMx DSP, seguito dal CosMx SMI.

GeoMx è progettato per studiare l’espressione di RNA in tessuti interi ed è anche in grado di analizzare più di 150 proteine, più target rispetto al Xenium di 10x.

CosMx Single Molecular Imager (SMI) invece può osservare una singola cellula e cosa accade al suo interno per RNA e fino a 64 target proteici, e possibilmente fino a 120 nel 2024.

Entrambi hanno portato un processo potente e automatizzato alla biologia spaziale. Prima di ciò, sarebbero stati necessari metodi meno sensibili, più costosi e più laboriosi. In questo segmento, GeoMx è il profiler spaziale leader di mercato.

Sono anche in grado di utilizzare campioni di tessuto FFPE, i campioni di tessuto più comunemente prodotti nella ricerca medica. Ciò significa che milioni di campioni preesistenti archiviati da ricercatori di tutto il mondo possono essere analizzati nuovamente per nuove intuizioni. Questa esperienza deriva direttamente dall’esperienza di Nanostring in quel campo attraverso il suo prodotto legacy nCounter.

Quindi, Nanostring è stata fondamentale per l’esplosione di pubblicazioni scientifiche che utilizzano la biologia spaziale. Non meno di 7.117 pubblicazioni menzionano le macchine Nanostring da vari campi come la ricerca sul cancro, malattie infettive (incluso il Covid‑19), immunologia, agricoltura o neurologia.

AtoMx

L’azienda sta anche sviluppando software dedicato per aiutare i ricercatori. Ha lanciato AtoMx, una soluzione SaaS (Software as a Service), nel quarto trimestre del 2022. Questo dovrebbe aiutare i ricercatori ad analizzare i loro dati, condividerli con i colleghi e creare grandi database pubblici o privati di ricerca sulla biologia spaziale.

Finanze e valutazioni

10x Genomics

10x Genomics è di gran lunga la più grande delle 2 aziende discusse in questo articolo. Ha un totale di 1.200 dipendenti e la sua capitalizzazione di mercato è di 5,7 miliardi di dollari.

Le sue entrate sono state 516 milioni di dollari nell’ultimo trimestre, in crescita del 9 % su base annua. L’85 % delle sue entrate proviene da consumabili utilizzati dalle macchine vendute in precedenza. L’utile netto è stato di 6 milioni di dollari nel Q4 2022, la prima volta che ha raggiunto un utile netto positivo da quando è stata quotata in IPO nel 2019.

A causa di enormi investimenti in R&D e capex (-131 milioni di dollari), l’azienda ha un flusso di cassa libero negativo di -165 milioni di dollari. Dispone di una riserva di liquidità di 429 milioni di dollari. L’azienda ha un debito netto di -335 milioni di dollari, migliore rispetto ai -505 milioni di dollari del 2021.

Il rapporto vendite‑prezzo dell’azienda è pari a 11, il che non è economico ma è previsto per un’azienda valutata per il suo potenziale di crescita. La sua valutazione è comunque piuttosto ragionevole per una startup in crescita che sta entrando per la prima volta nel verde. È previsto un ulteriore diluzione degli azionisti esistenti, poiché l’azienda avrà bisogno di più liquidità entro 1‑2 anni per accelerare la crescita e finanziare R&D + capex.

Nel complesso, 10x Genomics probabilmente diventerà davvero redditizia solo quando la genomica spaziale sarà comunemente usata nella maggior parte dei laboratori di ricerca invece di rimanere la tecnologia più avanzata disponibile, come lo è oggi. Un ulteriore passo di crescita può essere atteso in futuro quando la genomica spaziale inizierà ad essere usata per diagnosi mediche.

Nanostring

Nanostring è più piccola di 10x Genomics, con meno di 800 dipendenti. La sua capitalizzazione di mercato è anche 1/13 di quella di 10x Genomics, pari a 413 milioni di dollari.

Le sue entrate sono state 34 milioni di dollari nel Q4 2022, con una perdita netta di 44 milioni di dollari. Negli ultimi 4 trimestri, le entrate sono state 127 milioni di dollari e le perdite nette 115 milioni di dollari. Le entrate erano suddivise approssimativamente 50/50 tra nCounter e gli articoli di biologia spaziale. L’80‑85 % delle entrate proviene da servizi e consumabili per le apparecchiature vendute in precedenza. Il flusso di cassa libero è stato di -31 milioni di dollari nel Q4 2022 ed è stato un accumulo di -239,9 milioni di dollari negli ultimi 2 anni. Ha anche un debito netto di 114 milioni di dollari.

La liquidità disponibile è scesa da 410 milioni di dollari nel Q1 2021 a soli 197 milioni di dollari nel Q4 2022. L’azienda dovrà raccogliere più fondi al ritmo attuale di consumo entro 12‑18 mesi.

Il rapporto prezzo‑vendite di Nanostring è relativamente basso, pari a 3,1. Probabilmente riflette le recenti perdite, il flusso di cassa negativo e la necessità imminente di raccogliere più capitale. Il drammatico calo del prezzo delle azioni dal 2021 potrebbe costringere a una diluzione più ampia del previsto degli azionisti esistenti.

Analogamente a 10x Genomics, il percorso verso la redditività passa attraverso l’adozione routinaria della biologia spaziale nella maggior parte dei laboratori di ricerca.

Nanostring o 10x Genomics?

Entrambe le aziende hanno tecnologie impressionanti, portando una comprensione rivoluzionaria delle analisi di RNA e proteomiche. Non c’è dubbio che la biologia spaziale diventerà presto lo strumento preferito per i ricercatori in oncologia, neurologia e altri campi dove l’espressione genica discreta e transitoria è la chiave per risolvere malattie mortali.

La situazione competitiva delle due aziende sembra modellarsi in modo simile alla prima rivalità tra Illumina e PacBio. Se questa analogia si conferma, il concorrente più piccolo potrebbe faticare a tenere il passo e diventare redditizio, poiché dovrà eguagliare il budget R&D nonostante le entrate totali inferiori. Il reddito più elevato consente anche al concorrente più grande di acquisire startup promettenti e integrare le loro tecnologie nelle proprie macchine.

Dal punto di vista degli investimenti, 10x Genomics sembra più sicura. Sta iniziando a essere redditizia e ha più dipendenti, liquidità, flusso di cassa e un budget R&D per continuare a progredire.

Tuttavia, è quotata a un prezzo molto più alto rispetto a Nanostring in termini di rapporto prezzo‑vendite. Quindi, Nanostring potrebbe sovraperformare in termini di ritorno sul capitale investito SE riuscirà a colmare il divario di vendite totali con 10x Genomics. Se questa condizione sarà soddisfatta, Nanostring potrà superare il suo rivale più grande e compensare la diluzione degli azionisti in ingresso.