バイオテクノロジー
タートラジンの透明性 – この一般的に使用される食品着色料が医療を進歩させる可能性
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科学的洞察のためのより良い視点
医療研究は動物モデルの研究に大きく依存しており、医学の進歩はマルチオミクスのすべての要素（ゲノミクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクスなど）を含む、より高度な分析手法によって深く影響を受けています。すべてのマルチオミクス要素
しかし、時にははるかに単純な観察が最も有用になることがあります。例えば臓器の動きや血管のサイズなどです。これは聞こえるほど簡単ではなく、数千匹のマウスに対してスキャナーやMRIといった高度な画像技術を月単位で使用する予算的に実用的でも可能でもありません。
理想的には、研究者はテスト対象の体内や臓器を直接観察でき、できるだけ低コストでそれを実現したいと考えています。
スタンフォード大学の21人の研究者の取り組みにより、これは現実になるかもしれません。彼らは食品着色料として使用される一般的な染料分子が、マウスの体を実質的に「透明」にし、分析を可能にすることを発見し、権威ある誌『Science』に「Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules」というタイトルで結果を発表しました。
体内を透視する方法
研究は、二光子顕微鏡、近赤外線II蛍光イメージング、光組織透明化など、多くの深部組織光イメージング手法の限界を観察することから始まりました。
これらはすべて何らかの洞察を提供しますが、浸透深さと解像度が不十分であるか、生体に適さないことが多いです。そのため、生きた動物の内部可視化は、生物学者や医療研究者にとって依然として満たされていない重要なニーズです。
研究者はLorentz振動子モデルと呼ばれる物理原理に基づいて理論を立てました。詳細な物理学には踏み込まずに説明すると、これは原子が電磁波（可視光や非可視光を含む）にどのように反応するかを決定する原理です。
この基本原理から、研究者は特定の分子が水に溶解した際に水ベースの溶液の屈折率を上昇させると推測しました。
結果として、水と脂質の屈折率がほぼ同じになり、特定の光周波数に対して全身が均一に透明になるという効果が期待されます。
出典: Science
「近紫外スペクトル（300〜400nm）および可視光の青領域（400〜500nm）で鋭い吸収共鳴を持つ染料分子は、長波長で水性媒体の実部屈折率を上昇させるのに効果的であると予測しました。
その結果、水溶性染料は水と脂質間の屈折率コントラストを効果的に低減し、生体組織の光学的透明性を実現します。」
タートラジンの探索
理論的洞察から、研究者は必要な特性を満たす実際の染料分子を探し始めました。米国食品医薬品局（FDA）に承認された一般的な食品染料であるタートラジンを見つけました。
タートラジンは、ライブげっ歯類の皮膚、筋肉、結合組織を可逆的に透明にする効果があることが判明しました。組織模倣散乱ハイドロゲルや ex vivo（採取された）生体組織でのテストでも、画像解像度をマイクロメートルレベルまで縮小できることが確認されました。
出典: Science
「透明」マウス
実際には、適切な光条件下で研究者は皮膚や表面組織を透過して、マウスの深部組織を観察できるようになりました。
出典: Science
吸収性染料分子を使用することで、生きたマウスの通常は不透明な腹部を透明な媒体に変換できます。この「透明腹部」により、蛍光タンパク質で標識された腸神経を直接可視化でき、ライブマウスにおける腸の蠕動と一致した動きを捉えることができます。
この手法は腹部以外の部位、例えば「マウス頭部の頭皮で脳血管を可視化する」や「マウス後肢で筋肉サルコメアを高解像度顕微鏡イメージングする」などにも応用可能です。
さらに、同様のエージェントが他にも発見され、より高効率で低コストに利用できる可能性が示唆されています。
バイオロジカルイメージングへの投資
近代医学の始まりから、科学的進歩は観察ツールの改良によって支えられてきました。最初の顕微鏡から今日のゲノムシーケンサーまでです。
これは現在も変わらず、新しい技術が次々と登場しています。本稿で取り上げた「透明」マウスから、ライブ組織の高度な3D可視化までがその例です。
バイオテックや医療画像企業への投資に興味がない場合は、Global X Aging Population ETF (AGNG)、ARK Genomic Revolution ETF (ARKG)、またはVanguard Health Care ETF (VHT)といったETFを検討すると、長寿医療とバイオテクノロジー産業の成長に対してより分散されたエクスポージャーを得られます。
あるいは、当社の「5 Best Genome Sequencing Companies」の記事をご参照ください。
医療画像・データ企業
1. Illumina, Inc.
ILMN 価格チャート
Illuminaはゲノミクス分野で圧倒的に最大かつ最も確立されたリーディングカンパニーで、売上は12億ドル、過去5年間で年平均成長率11％を記録しています。
出典: Illumina
ほとんどのゲノムシーケンサー企業と同様に、Illuminaはシーケンサー本体の販売だけでなく、シーケンサーが使用する消耗品の販売で収益を上げています。機器あたりの収益は、使用率がフルタイムに近づくにつれて時間とともに増加する傾向があります。
同社の新しいゲノムシーケンサー「NovaSeqX」は好評で、2023年の出荷総数は390台に達しました。これにより、顧客はマルチオミクス解析（複数の「-omics」手法を組み合わせる）や単一細胞・空間解析の大規模化を加速させています。
Illuminaについて語る際には、血液サンプルからがんを検出する「リキッドバイオプシー」と呼ばれる新しいゲノム応用について長々と説明する必要があります。Illuminaはこの技術を開発し、後にGrailという企業としてスピンオフさせました。
Grailは技術面・商業面ともに非常に成功しており、7,500以上の医療機関がGrailの検査を処方し、10万件以上の検査実施というマイルストーンを達成しました。また、6種類の血液がんに対して再発率を92％検出しています。
数年後、Illuminaははるかに高額な価格でこの企業を再取得しました。
この再取得は複数の問題を引き起こしました。まず、米国とEUの規制当局が独占リスクを懸念し、IlluminaがGrailの競合他社にもシーケンサーを供給していることが問題視されました。
結果としてEUから4億3,200万ユーロの罰金が科されました。この取得禁止の裁定が解決されない場合、IlluminaはEU裁判所での挑戦に勝てなければ1年以内にGrailを売却することになります。
出典: Illumina
さらに、Grailの高額なスピンオフ条件、資金調達、再吸収に伴う問題が浮上しました。
活動家投資家カール・アイカーンが同社の取締役会を攻撃し、内部者に有利な不正または悪意ある取引が行われた可能性を示唆しています。SECもこの点を調査中です。
これまでにCEOが交代し、取締役が1名退任、4名の新取締役が就任、そしてIlluminaは「Stewardship-Focused Update」を公開しました。これらの疑惑や非難についてはNon-GAAP investingの一連の記事でも詳しく読むことができます。
同社株は2021年7月の最高値から約80％下落し、2013年レベルまで回復しています。
Illuminaのような大手で確立された企業にとって、これほどの事態は衝撃的です。指摘が真実であるかどうかに関わらず、Grailの売却決定が経営判断として悪影響を与えたことは明らかで、少なくとも高額な失敗となりました。
投資家は、伝説的かつ物議を醸す活動家投資家カール・アイカーンと共に歩む準備ができているかを評価したいでしょう。
過去数年のガバナンスの悪化がすでに株価に織り込まれ、遺伝子シーケンス事業における強固なビジネスリーダーシップと比較して過大に評価が下がっている可能性があります。
2. 10x Genomics, Inc.
TXG 価格チャート
10x Genomicsは空間バイオロジーのリーダーで、ゲノムとトランスクリプトームを3次元で解析し、細胞レベル、さらには細胞内レベルで遺伝子活動を可視化します。
同社は2012年に設立され、創業者の一人であるSerge Saxonovはパーソナライズドゲノム検査企業23andMeのR&Dディレクターでもあります。
10x Genomicsは、10億ドル超のR&D投資と買収を組み合わせて成長しました。特に、2018年のSpatial Transcriptomics買収によりVisiumプラットフォームを取得しました。
出典: 10x Genomics – 10x Genomics acquisitions timeline
このようにして、10x Genomicsは2020年にReadcoorとCartanaを買収し、Xeniumプラットフォームを取得しました。
2020年にはChromiumプラットフォームを開始し、翌年にはChromium Xへとアップデートしました。
2021年のTetramer Shop買収により、2022年にBEAM（Barcode Enabled Antigen Mapping）を立ち上げました。これにより研究者は免疫系の構成要素を詳細に特定でき、免疫や新興疾患の研究に大きなインパクトを与える可能性があります。
2023年第2四半期の売上は前年同期比で17％増加し、Xeniumの販売が牽引し、2023年8月に100台販売のマイルストーンを突破しました。
同社はまた、2023年9月に主要競合のNanostringに対して重要な判決を勝ち取りました。現在、Nanostringは欧州の大部分で特許侵害とみなされ、CosMx Spatial Molecular Imager（SMI）機器の販売が禁止されています。
同社はまだ初期段階にあり、Illuminaの初期とやや似通った状況です。現時点では空間バイオロジーは学術・基礎研究の領域に限られていますが、多くのバイオテクノロジーと同様に将来的には広く普及し、医療ツールへと進化し、最終的には「日常的」な検査になる可能性があります。いずれにせよ、導入された機器の増加は消耗品の販売と収益成長を促進するでしょう。
