Romlig biologi: Nanostring vs 10x Genomics

Fortsatte nye grenser innen biologi

In tidligere artikler diskuterte vi fremveksten av neste-generasjonssekvensering (NGS) og dens potensial til å revolusjonere medisin. Bioteknologi og medisin blir mer presise for hver dag takket være rimeligere verktøy for sekvensering av DNA, bruk av RNA og syntese av proteiner. Skaperne av disse verktøyene ble diskutert i “Illumina vs Pacific Bioscience: Velge selskapet for neste generasjonsgenomsekvensering”

Det er imidlertid fortsatt noen data som mangler. Verktøy som NGS-sekvenseringsmaskiner samler fortsatt inn data fra tusenvis eller til og med millioner av celler samtidig. Men forskere trenger ofte å finne ut hva som skjer i én enkelt celle av gangen, med nanometers presisjon.

Dette blir nå mulig takket være fremveksten av et nytt vitenskapsfelt: romlig biologi.

Romlig biologi

I stedet for å se på «blandingen» av molekyler i en prøve, kan romlig biologi bestemme hvor i et vev eller en enkelt celle et molekyl av interesse, som en spesifikk RNA-sekvens, er lokalisert. Og dette kan være i 2D eller 3D.

Dette vil fortelle forskere hvordan celler interagerer med hverandre, hvordan forsvarsmekanismer aktiveres, hvordan en celle reagerer på kontakt med et virus, og mye mer.

Dette har også fordelen av å gi mye mer sensitiv data. Mens data om noe som skjer i bare noen få celler kan drukne i en større prøve, kan den målrettede tilnærmingen i romlig biologi avdekke de viktige rollene til lokaliserte fenomener eller sjeldne celletype.

Du kan lese mer detaljert om de unike fordelene med romlig biologi i denne FAQ-en fra Nanostring.

Kilde: Yahoo Finance

Investeringspotensialet for romlig biologi

På 2000-tallet initierte genomsekvensering en revolusjon som nå blir til gen-terapier, genredigering, mRNA-vaksiner osv. på 2020-tallet. Dette gjorde at Illuminas $16 per aksje ved IPO på 2000-tallet steg til $495 per aksje i 2021 på topp (og fortsatt $190-$220 siden).

In 2020, Nature Methods merket romlig transkriptomikk “metode for året”.

Det er mulig at de første dedikerte maskinene for romlig biologi i vår tid vil bli sett på som den tidlige fasen av en ny revolusjon som vil ta fullstendig over i slutten av 2030-tallet. Det lønner seg vanligvis å være tidlig med ny teknologi.

Dette er også en måte for oppstartsbedrifter og innovatører å løpe foran etablerte konkurrenter. Det kan være svært vanskelig å slå et $35 milliarder selskap som Illumina på deres eget område som NGS. Men spillfeltet er mer likt for nye teknikker der den større konkurrenten ikke har nøkkelpatenter, som romlig biologi.

Noen anslag setter det totale adresserbare markedet for romlig biologi til $16 milliarder, ettersom mest genetisk og molekylærbiologisk forskning fortsatt utføres med eldre, mindre kraftige teknologier.

Kilde: Nanostring

For øyeblikket er de to ledende selskapene i segmentet 10x Genomics og Nanostring.

10x Genomics-teknologi

Selskapet ble grunnlagt i 2012, med blant grunnleggerne Serge Saxonov, direktør for FoU i det personlige genomtestingsselskapet 23andMe. Selskapet fokuserte først på genuttrykk i enkeltceller før de utvidet til romlig biologi med Visium Spatial.

10x Genomics vokste ved hjelp av en blanding av FoU ($1 milliarder+ investert i FoU så langt) og oppkjøp. Merkverdig ble Visium-plattformen ervervet gjennom oppkjøpet av Spatial Transcriptomics i 2018.

Tidslinje for 10x Genomics-oppkjøp

Dette er også hvordan 10x Genomics ville erverve sin Xenium-plattform gjennom oppkjøpet av Readcoor og Cartana i 2020.

I 2020 lanserte de også Chromium-plattformen, oppdatert året etter til Chromium X.

Gjennom oppkjøpet av Tetramer Shop i 2021 lanserte 10x Genomics også BEAM i 2022.

Visium

Visium er blant de ledende teknologiene for vevsromlig biologi. Den brukes for tiden av tusenvis av kunder og er omtalt i 440 publikasjoner. I Q3 2022 solgte 10x Genomics mer enn 100 Visium-maskiner.

Chromium

Chromium er fokusert på enkeltcelledata, med observasjon på nanometerskala. 4 150 instrumenter har blitt solgt og utgjør hoveddelen av 10x Genomics installerte maskinpark.

Xenium

Xenium er en plattform som gjør det mulig å analysere både RNA og proteiner samtidig med komplett og nøyaktig romlig data. Dette er svært kraftig for forskere, med tusenvis av ulike molekyler analysert på én gang. Dette er sannsynligvis retningen 10x Genomics-maskiner vil ta i fremtiden for alle analyser.

BEAM

BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) er en ny teknologi som vil tillate forskere å identifisere komponenter i immunsystemet i detalj. Dette kan ha stor innvirkning på forskning på immunitet, patogener og nye sykdommer som Covid-19.

(du kan lese de tekniske detaljene i dette dokumentet)

Programvare

10x Genomics tilbyr et komplett sett med programvare for analyse av data produsert av deres utstyr i 5 forskjellige kategorier og tilbyr også skybasert kapasitet og tilpassede design.

Nanostring-teknologi & produkter

Nanostring ble lansert i 2003 for å utnytte den digitale molekylære strekkodeteknologien oppfunnet ved Seattle Institute for Systems Biology.

nCounter

Innen 2008 hadde de lansert sitt første produkt, nCounter.

Dette var et stort fremskritt innen transkriptomikk (studiet av mRNA). Tidligere og alternative metoder var enten tregere eller mer komplekse. De introduserte også mange feil og ga resultater av lavere kvalitet. Nanostring oppsummerte det enkelt: «Raskere enn NGS (Next Generation Sequencing), enklere enn qPCR».

Kilde: Nanostring

GeoMx & CosMX

nCounter førte selskapet videre mens de utviklet neste steg. I 2019 lanserte de GeoMx DSP, etterfulgt av CosMx SMI.

GeoMx er designet for å studere RNA-uttrykk i hele vev og kan også analysere over 150 proteiner, flere mål enn 10x sin Xenium.

CosMx Single Molecular Imager (SMI) kan derimot se på en enkelt celle og hva som skjer inni for RNA og opptil 64 proteintargets, og muligens opptil 120 i 2024.

Begge introduserte en kraftig og automatisert prosess til romlig biologi. Før det måtte mindre sensitive, dyrere og mer arbeidsintensive metoder brukes. I dette segmentet er GeoMX den markedsledende romlige profilereren.

De kan også bruke FFPE-vevsprøver, den mest vanlige vevsprøven i medisinsk forskning. Dette betyr at millioner av eksisterende prøver arkivert av forskere over hele verden kan analyseres på nytt for nye innsikter. Denne ekspertisen er direkte avledet fra Nanostrings erfaring på dette feltet gjennom deres nCounter-arvprodukt.

Så, Nanostring var instrumental til eksplosjonen i vitenskapelige publikasjoner som bruker romlig biologi. Ikke færre enn 7 117 publikasjoner nevner Nanostring‑maskiner fra ulike felt som kreftforskning, infeksjonssykdom (inkludert Covid-19), immunologi, landbruk eller nevrologi.

AtoMx

Selskapet utvikler også dedikert programvare for å hjelpe forskere. De lanserte AtoMx, en SaaS-løsning (Software as a Service), i Q4 2022. Dette skal hjelpe forskere med å analysere dataene sine, dele dem med kolleger, og opprette store offentlige eller private databaser for romlig biologiforskning.

Finansielle tall og verdsettelse

10x Genomics

10x Genomics er med langt den største av de to selskapene som diskuteres i denne artikkelen. Den har totalt 1 200 ansatte, og markedsverdien er $5,7 milliarder.

Inntektene var $516M i siste kvartal, opp 9 % år‑til‑år. 85 % av inntektene kommer fra forbruksvarer brukt av de tidligere solgte maskinene. Nettoresultatet var $6M i Q4 2022, første gang selskapet oppnådde positivt nettoresultat siden IPO i 2019.

På grunn av svært store investeringer i FoU og capex (-$131M), har selskapet en negativ fri kontantstrøm på -$165M. Det har en kontantreserve på $429M. Selskapet har en netto gjeld på -$335M, bedre enn -$505M i 2021.

Selskapets salgs‑til‑pris‑forhold er 11, noe som ikke er billig men forventet for et selskap verdsatt på vekstpotensialet. Verdsettelsen er også ganske rimelig for en vekstoppstart som blir lønnsom for første gang. Videre utvanning av eksisterende aksjonærer kan forventes, ettersom selskapet vil trenge mer kontanter om 1‑2 år for å akselerere vekst og finansiere FoU + capex.

Alt i alt vil 10x Genomics sannsynligvis bli virkelig lønnsomt først når romlig genomikk blir vanlig i de fleste forskningslabber i stedet for å være den mest avanserte teknologien som er tilgjengelig i dag. Et ytterligere vekstskritt kan forventes i fremtiden når romlig genomikk begynner å bli brukt til medisinsk diagnostikk.

Nanostring

NanoString er mindre enn 10x Genomics, med færre enn 800 ansatte. Markedsverdien er også 1/13^th av 10x Genomics, på $413M.

Inntektene var $34M i Q4 2022, med et netto tap på $44M. I de siste 4 kvartalene var inntektene $127M og netto tap $115M. Inntektene var omtrent delt 50/50 mellom nCounter- og romlig biologi-produkter. 80‑85 % av inntektene kommer fra tjenester og forbruksvarer for de tidligere solgte utstyrene. Fri kontantstrøm var -$31M i Q4 2022 og samlet -$239,9M i de siste 2 årene. Selskapet har også en netto gjeld på $114M.

Tilgjengelig kontanter har falt fra $410M i Q1 2021 til kun $197M i Q4 2022. Selskapet vil trenge å hente mer penger med den nåværende forbruksraten om 12‑18 måneder.

Nanostrings pris‑til‑omsetnings‑forhold er relativt lavt på 3,1. Det reflekterer sannsynligvis de nylige tapene, negativ kontantstrøm, og det kommende behovet for å hente mer kapital snart. Det dramatiske fallet i aksjekurs siden 2021 kan tvinge en større enn planlagt utvanning av eksisterende aksjonærer.

På samme måte som 10x Genomics er veien til lønnsomhet gjennom at de fleste forskningslabber tar i bruk romlig biologi rutinemessig i arbeidsflyten.

Nanostring eller 10x Genomics?

Begge selskapene har imponerende teknologi, som gir revolusjonerende ny forståelse av RNA- og proteomikk-analyser. Det er liten tvil om at romlig biologi snart vil bli det foretrukne verktøyet for forskere innen onkologi, nevrologi og andre felt hvor diskret og kortvarig genuttrykk er nøkkelen til å løse dødelige sykdommer.

De to selskapenes konkurransesituasjon ser ut til å være formet på samme måte som den tidlige Illumina‑vs‑PacBio‑rivaliseringen. Hvis den analogien holder, kan den mindre konkurrenten slite med å holde tritt og bli lønnsom, ettersom den må matche FoU‑budsjettet til tross for lavere totale inntekter. Den høyere inntekten gjør også at den større konkurrenten kan kjøpe lovende oppstartsbedrifter og integrere deres teknologier i sine egne maskiner.

Fra et investeringsperspektiv virker 10x Genomics tryggere. De begynner å bli lønnsomme og har flere ansatte, kontanter, kontantstrøm og et FoU‑budsjett for å fortsette fremover.

Det er likevel priset mye høyere enn Nanostring på pris‑til‑omsetnings‑basis. Så, Nanostring vil sannsynligvis overgå når det gjelder avkastning på investert kapital HVIS de klarer å lukke gapet i totale salg med 10x Genomics. Hvis denne betingelsen er oppfylt, kan Nanostring overgå sin større rival og kompensere for innkommende aksjonæroverskudd.