10 biotechbedrijven die werken met big data en AI

Meer data voor betere geneeskunde

Hoe meer we over biologie leren, hoe duidelijker wordt hoeveel nog onbekend is. Het eerste referentiegenoom van de mens, voltooid aan het begin van deze eeuw, was een belangrijke stap.

Genomics is nu aangevuld met andere datasets zoals transcriptomics, proteomics, metabolomics, microbiome, enz., waardoor een nieuwe “multiomics” wetenschap ontstaat. We bespraken deze evolutie in meer detail in “Multiomics zijn de volgende stap in biotechnologie”.

Nieuwe technieken leveren veel informatie over genexpressie, eiwitten en andere cellulaire processen. Resolutie en meetmethode verschillen; niet elke omics-dataset beschrijft atomen afzonderlijk. Dalende sequencingkosten en betere analysetechnieken vergroten de hoeveelheid beschikbare gegevens.

Bron: ResearchGate

Dit heeft enthousiasme gecreëerd over het “Big Data”-potentieel in biotech, waarbij het concept van big data uit andere, meer IT-gedreven velden wordt nagebootst.

Al in 2018 vroeg Barron’s: “Leidt big data tot hoge biotechopbrengsten?” Ook in de industrie groeide de aandacht voor “grootschalige gegevensverwerking en analyse in bioprocessen”.

Verschillende bedrijven leveren technologie voor het verzamelen en analyseren van grote biologische datasets. Meer data garanderen echter geen betere behandeling of beleggingsrendement.

AI smelt samen met Big Data?

AI werd door generatieve toepassingen zoals ChatGPT breed bekend, maar wordt al veel langer gebruikt in biologisch en medisch onderzoek.

Data en AI kunnen elkaar versterken:

• Modellen hebben passende, kwalitatief goede data nodig. Hoeveel en welke annotaties nodig zijn, verschilt per methode.
• AI kan patronen zoeken in grote datasets. Menselijke controle, validatie en aandacht voor vertekening blijven noodzakelijk.

Daardoor combineren veel bedrijven biologische gegevensverwerking met AI-methoden.

De route van een AI-model naar inkomsten uit een geneesmiddel is lang en onzeker. Kandidaten moeten experimenteel en klinisch worden getest, goedgekeurd en vervolgens commercieel succesvol zijn.

10 bedrijven op het snijvlak van biotech en data-analyse

1. Illumina

Illumina is een grote leverancier van sequencingtechnologie. De geconsolideerde jaaromzet in 2023 bedroeg ongeveer 4,5 miljard dollar. Circa 1,2 miljard is geen correcte weergave van die volledige jaaromzet.

De instrumenten helpen klanten genomische data te produceren. Illumina levert niet zelf alle genomische gegevens van de biotechsector.

Naast instrumentverkoop zijn verbruiksartikelen een belangrijke inkomstenbron. De omzet per instrument hangt af van gebruik, toepassingen, prijzen en concurrentie.

Illumina meldde 352 verscheepte NovaSeq X-systemen in 2023. Verscheepte systemen, bestellingen en gebruik zijn verschillende maatstaven.

Die introductie bouwde voort op een grote geïnstalleerde basis van sequencingapparatuur. Installatieaantallen moeten aan een verslagperiode worden gekoppeld.

Bron: Illumina

Grail-problemen

Een belangrijke toepassing is vloeibare biopsie: het onderzoeken van bloed op signalen die kunnen samenhangen met kanker. Screening, diagnostiek en controle na behandeling zijn verschillende toepassingen.

GRAIL werd vanuit Illumina opgezet en later afgesplitst. Illumina nam het bedrijf vervolgens in 2021 opnieuw over.

GRAIL rapporteerde commerciële testvolumes en afzonderlijk onderzoek naar resterende of teruggekeerde hematologische kanker. De genoemde 92% betrof een specifieke onderzoeksset bij zes bloedkankers, niet een algemene detectiegraad voor alle kanker of terugkeer van kanker.

De hernieuwde overname van GRAIL in 2021 vond plaats tegen een hogere waardering dan bij de eerdere afsplitsing.

Amerikaanse en Europese autoriteiten maakten mededingingsbezwaren. De EU legde aanvankelijk een boete van 432 miljoen euro op. Na het arrest over de bevoegdheid van de Commissie in september 2024 werden de betrokken besluiten, waaronder de boete, ingetrokken.

Ook de financiering, voorwaarden en gevolgen voor aandeelhouders leidden tot discussie.

Activistische belegger Carl Icahn bekritiseerde het bestuur en uitte beschuldigingen over de transactie. Beschuldigingen en onderzoeken zijn geen vastgestelde fraude. Een bespreking van die claims is te vinden bij Non-GAAP Investing.

Illumina besloot GRAIL opnieuw af te splitsen. Het bestuur gaf op 4 juni 2024 toestemming; de afsplitsing werd op 24 juni voltooid en Illumina behield aanvankelijk 14,5%.

De zaak veroorzaakte financiële en bestuurlijke problemen. De gevolgen voor de sequencingactiviteiten moeten afzonderlijk worden beoordeeld, niet als volledig afwezig worden verondersteld.

Kankerdetectie kan de vraag naar sequencing beïnvloeden, maar succes hangt af van klinisch nut, vergoeding, regelgeving en concurrentie.

Illumina nam ook de bio-informaticaleverancier Partek over, waardoor het aanbod werd uitgebreid.

2. Schrödinger, Inc.

Schrödinger ontwikkelt op fysica gebaseerde modellen voor molecuulontwerp. Eigenschappen zoals werkzaamheid, oplosbaarheid en maakbaarheid moeten tegen elkaar worden afgewogen.

Schrödinger (SDGR ) combineert fysische modellen en machinaal leren. Het digitaal filteren van grote molecuulbibliotheken kan kandidaten opleveren, maar vervangt niet de experimentele bevestiging van veiligheid en werkzaamheid.

Bron: Schrodinger

Schrödinger kondigde in 2020 een vijfjarige samenwerking met Bayer aan met 10 miljoen euro aan softwaregerelateerde inkomsten. Dit was euro, niet dollar; de afspraken betroffen ook gezamenlijke ontwikkeling van ontwerpmethoden.

De samenwerking met Lilly omvatte mogelijke mijlpaalbetalingen tot 425 miljoen dollar bij succes. Dit is geen gegarandeerde of reeds ontvangen omzet.

Andere samenwerkingen betroffen Takeda, Sanofi (SNW.DE ) (SNY ), Bristol Myers Squibb en andere bedrijven. De twee Sanofi-noteringen zijn verschillende beursinstrumenten van dezelfde groep.

Bron: Schrodinger

Het bedrijf combineert softwareverkoop en eigen geneesmiddelenonderzoek. Resultaten en kasbehoefte moeten aan een verslagperiode worden gekoppeld; een onderzoeksportefeuille is nog geen reeks goedgekeurde producten.

De technologie wordt ook onderzocht voor andere moleculen en materialen, zoals chemicaliën, batterijen en polymeren. Mogelijke toepassingen betekenen nog geen commercieel succes.

Bron: Schrodinger

Nieuwe contracten kunnen informatie geven over vraag naar het platform, maar de waarde hangt af van voorwaarden, uitvoering en uiteindelijke resultaten.

3. Exscientia

Exscientia gebruikte AI voor onderzoek naar precisietherapieën met software voor verschillende fasen van geneesmiddelontwikkeling. Op 20 november 2024 werd de combinatie met Recursion voltooid; het is sindsdien geen zelfstandig beursverhaal zoals vóór die transactie.

Bron: Exscientia

Exscientia stelde dat bepaalde projecten sneller en kapitaalefficiënter konden verlopen. Genoemde reducties van 70% en 80% waren bedrijfsschattingen voor specifieke vergelijkingen, geen garantie voor alle projecten.

De genoemde klinische kandidaten en programma’s behoorden tot een bepaalde presentatieperiode. Tot 6,5 miljard dollar aan mogelijke partnermijlpalen is geen gerealiseerde omzet; betaling hangt af van succes en contractvoorwaarden.

Bron: Exscientia

Een kaspositie en meerdere partners kunnen bepaalde risico’s spreiden, maar klinische mislukkingen, integratie en financiering blijven van belang.

4. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics (TXG ) levert technologie voor eencellige en ruimtelijke biologie. Sommige methoden laten zien waar genexpressie optreedt in weefsel; niet ieder platform brengt het hele genoom in 3D in kaart.

Het bedrijf werd in 2012 opgericht. Medeoprichter Serge Saxonov had daarvoor een onderzoeksfunctie bij 23andMe; dat is niet zijn huidige functie bij 10x.

Onderzoek en overnames droegen bij aan de ontwikkeling. De overname van Spatial Transcriptomics in 2018 vormde een basis voor Visium.

Bron: 10x Genomics – tijdlijn van overnames

De acquisities van ReadCoor en Cartana in 2020 droegen bij aan de ontwikkeling van Xenium. Dit is niet hetzelfde als de aankoop van een al volledig voltooid platform.

Het Chromium-platform bestond al vóór 2020. Chromium X werd in 2021 geïntroduceerd.

Na de overname van Tetramer Shop ontwikkelde 10x onder meer BEAM voor het koppelen van antigeeninformatie aan immuuncellen. Het is een onderzoeksmethode, geen zelfstandig bewijs voor een nieuwe behandeling.

De omzet groeide in het tweede kwartaal van 2023 met 17% op jaarbasis. In augustus meldde het bedrijf meer dan 100 verscheepte Xenium Analyzers. Verscheping is niet hetzelfde als volledig gebruik of bewezen klinisch nut.

In september 2023 verkreeg 10x een voorlopig Europees verkoopverbod voor bepaalde CosMx-producten van NanoString. Dat verbod werd in februari 2024 in hoger beroep opgeheven. Het oorspronkelijke verbod mag dus niet als ongewijzigde actuele situatie worden gepresenteerd.

Ruimtelijke biologie wordt vooral in onderzoek gebruikt. Klinische toepassingen kunnen groeien, maar vereisen validatie en passende goedkeuringen. Een grotere geïnstalleerde basis garandeert niet automatisch meer verbruiksomzet.

5 . Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore gebruikt elektrische stroomveranderingen wanneer DNA of RNA door nanoporiën wordt geleid. Software leidt daaruit de basenvolgorde af. Het is niet de eerste keer ooit dat een computer genetische informatie realtime kon verwerken.

Bron: Oxford Nanopore

Lange reads en realtime analyse kunnen nuttig zijn voor genoomassemblage en infectieonderzoek. Resultaten hangen af van het monster, de methode en kwaliteitscontrole.

Kleine sequencers maken mobiel gebruik mogelijk. Een instapprijs van ongeveer 1.000 dollar betreft specifieke aanbiedingen en omvat niet noodzakelijk alle analyse- en verbruikskosten.

De toekomstige positie hangt af van nauwkeurigheid, kosten en toepassingsbehoeften.

Nanoporesequencing kan concurreren met andere methoden, maar ook aanvullend worden gebruikt. Volledige vervanging is geen vaststaand resultaat.

Toepassingen verschillen in benodigde readlengte, doorvoer en nauwkeurigheid. Er is geen eenvoudige keuze tussen volledige dominantie en een kleine niche.

Eiwitanalyse, modificaties en andere moleculen zijn onderzoeksrichtingen. Niet elk doel is al een volwassen commercieel product.

6 . Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

Ginkgo Bioworks ontwikkelt biologische systemen voor klanten. Het werkt aan verschillende onderzoeksprogramma’s, waaronder:

• Cannabinoïden.
• productie van mRNA‑vaccins en nucleïnezuurgeneesmiddelen
• Voedselproteïnen
• Productie van biologische meststoffen in samenwerking met Bayer
• Programmeerbare microben voor onderzoek naar darmziekten.
• Biogebaseerde materialen die vervuilende microplastics kunnen vervangen.
• Bioveiligheid en detectie van ziekteverwekkers.
• Recycling van afval en verontreinigingen

Genbewerking is een van de gebruikte hulpmiddelen. Het bedrijf werkt bijvoorbeeld aan onderzoek naar GD2-CAR-T-celtherapieën tegen kanker; dit zijn geen algemeen goedgekeurde Ginkgo-behandelingen.

Het celengineeringplatform kan diensten leveren aan farmacie, landbouw en industriële biotechnologie. Het succes varieert per programma.

Uitbesteding kan bepaalde kosten verlagen, maar vervangt geen validatie of klinisch onderzoek.

De partnerschappen tonen een breed toepassingsbereik, niet automatisch de winstgevendheid van alle projecten.

Bron: Ginkgo Bioworks

Ginkgo’s celbanken, experimentele gegevens en uiteenlopende organismen vormen een basis voor data-analyse. Datakwaliteit en bruikbaarheid zijn belangrijker dan omvang alleen.

Een belegging geeft blootstelling aan meerdere onderzoeksgebieden, met technische, financiële en commerciële risico’s. Groeiambitie is geen garantie voor rendement.

Naast geneeskunde bestaan toepassingen in landbouw, industrie en andere biologische producten. Ook daar zijn goedkeuringen, schaalbaarheid en vraag relevant.

Meer data, betere bewerkingstechnieken en AI kunnen mogelijkheden openen, maar maken alle onderzoeksprogramma’s niet automatisch succesvol.

7. BenevolentAI SA (BAI.AS)

BenevolentAI gebruikt AI voor geneesmiddelenonderzoek. BEN-2293 bij atopische dermatitis haalde in 2023 het primaire veiligheidsdoel, maar niet de secundaire werkzaamheidsdoelen; verdere uitgaven aan dit programma werden stopgezet.

De BenAI-engine koppelt kennis uit wetenschappelijke literatuur en andere bronnen. Een database met miljoenen publicaties is geen bewijs dat de voorgestelde verbanden klinisch juist zijn.

Voorgestelde verbanden moeten worden gevolgd door experimenten, analyse en zo nodig klinische studies.

Bron: Benevolent

Herpositionering van bestaande middelen kan bepaalde ontwikkelstappen ondersteunen. Een eerdere fase-I-studie of goedkeuring maakt nieuw gebruik niet automatisch veilig, effectief of zonder aanvullend onderzoek toegestaan.

Het bedrijf kondigde een samenwerking met AstraZeneca (AZN ) aan in 2019, later uitgebreid in 2022. De genoemde onderzoeksgebieden omvatten nierziekten, fibrose, hartfalen en lupus. De status moet per programma en datum worden gecontroleerd.

Ook Merck KGaA werkte met het bedrijf samen (MRK.DE ) aan onderzoek naar kleine moleculen. Een samenwerking is geen bewijs dat een geneesmiddel al is goedgekeurd.

De analyse van BenevolentAI hielp baricitinib als mogelijke COVID-19-behandeling te identificeren. De FDA-goedkeuring kwam voort uit klinische gegevens en gold voor een omschreven patiëntengroep, niet voor elke door AI voorgestelde toepassing.

8. AbCellera

AbCellera ontwikkelt technologie voor het vinden en ontwikkelen van kandidaat-antilichamen.

Onderzoeksplatforms richten zich onder meer op GPCR’s en ionkanalen. Dat antilichamen daar nooit eerder voor konden worden ontwikkeld is te absoluut. T-cel-engagers worden onderzocht om immuuncellen naar tumoren te leiden; veiligheid en werkzaamheid moeten per kandidaat worden bewezen.

Bron: AbCellera

Aantallen programma’s en klinische kandidaten behoren bij een bepaalde rapporteringsperiode. Twee COVID-19-antilichamen kregen noodtoestemming, wat geen volledige marktgoedkeuring is. Die toestemmingen veranderden later door onvoldoende werking tegen varianten.

Bron: AbCellera

Een onderdeel van het proces is het screenen van veel antilichamen op eigenschappen met eencellige technieken en beeldanalyse. Selectie blijft gevolgd door verdere testen.

9. BioXcel Therapeutics

BioXcel Therapeutics gebruikt AI bij herpositionering en herformulering van middelen. Een eerder onderzocht of verlaten middel is niet automatisch bewezen veilig voor elke nieuwe dosering en doelgroep.

Ook bestaande goedgekeurde producten worden voor andere toepassingen onderzocht, waarvoor afzonderlijk bewijs nodig is.

Bron: BioXcel Therapeutics

Termijnen van zes maanden voor conceptvorming en twaalf maanden voor validatie zijn beschrijvingen van bepaalde ontwikkelstappen, geen garantie voor snelle goedkeuring van een nieuw middel.

Een andere formulering kan blootstelling of gebruiksgemak veranderen, maar bewijst niet vanzelf minder bijwerkingen of betere klinische werkzaamheid.

De FDA keurde in 2022 IGALMI goed: een film met dexmedetomidine voor acute agitatie bij volwassenen met schizofrenie of bipolaire I- of II-stoornis, onder de voorwaarden van het etiket.

IGALMI bevat dexmedetomidine in een sublinguale of buccale film. Het is niet een combinatie met een metabole stabilisator om slechte biologische beschikbaarheid op te lossen.

Bron: BioXcel Therapeutics

De status en prioriteit van de onderzoekspijplijn veranderden. Aantallen fase-III-programma’s moeten daarom aan een specifieke datum worden gekoppeld.

Het programma voor agitatie bij alzheimerdementie betrof BXCL501, een formulering van dexmedetomidine. Het ging niet om een nieuwe formulering van het antihistaminicum latrepirdine.

Gebruik van BXCL501 bij agitatie in de thuissituatie was in 2024 onderzoeksgebruik. De bestaande IGALMI-goedkeuring betekende geen algemene goedkeuring voor behandeling thuis.

Bron: BioXcel Therapeutics

IGALMI illustreert een mogelijke herformuleringstoepassing. Ook bij bestaande stoffen zijn nieuwe indicaties afhankelijk van passend bewijs, regelgeving en commerciële uitvoering.

10 . Recursion Pharmaceuticals

Recursion Pharmaceuticals (RXRX ) gebruikt AI en experimentele gegevens bij geneesmiddelenonderzoek.

Het bedrijf wil ontwikkeltijd en kosten verlagen. Dit doel moet worden onderscheiden van daadwerkelijk bewezen besparingen en goedgekeurde geneesmiddelen.

De aanpak probeert onder meer deze gegevensproblemen te verminderen:

• Analoge data, van faxen tot pdf of gescande afdrukken.
• Verspreide datasets met weinig of geen annotaties.
• Moeilijk te repliceren onderzoek.

Recursion automatiseert laboratoriumexperimenten en slaat de resultaten digitaal op. Circa 2,2 miljoen experimenten per week was een gerapporteerde platformmaatstaf, geen aantal klinisch bewezen behandelingen.

Het bedrijf gebruikt krachtige computers en modellen voor biologische beelden en andere data. Niet al deze modellen zijn taalmodellen. Miljarden beelden en biljoenen voorspelde relaties zijn geen afzonderlijk gevalideerde biologische conclusies.

Bron: Recursion

Recursion ging een samenwerking aan met NVIDIA (NVDA ) en maakte Phenom-Beta in januari 2024 beschikbaar via BioNeMo. Het model was dus niet alleen een mogelijke toekomstige release. Toegang tot rekenkracht en voorspellingen moeten worden onderscheiden van klinische werkzaamheid.

De eigen pijplijn omvatte zeldzame ziekten en oncologie. Aantallen kandidaten en onderzoeksfasen zijn momentopnamen en kunnen door resultaten en prioriteiten veranderen.

Bron: Recursion

Voor sommige gebieden werkt het bedrijf met farmaceutische partners die aanvullende expertise en middelen hebben.

Voorbeelden zijn samenwerking met Roche op neurologisch gebied en met Bayer rond moeilijke oncologische doelwitten. Dit zijn onderzoeksprogramma’s.

Licenties en data-uitwisseling kunnen inkomsten en betere datasets opleveren. De waarde hangt af van contractvoorwaarden, gebruiksrechten, kwaliteit en uiteindelijke resultaten.