Destaques

Illumina (ILMN): Construindo as Ferramentas e Pás da Era Genômica

mm
Publicado em
Atualizado em
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Curva de Custo do Sequenciamento de Genoma

Para a maior parte da história da medicina, os médicos foram limitados a observar sintomas e tentar aliviá‑los. Isso foi especialmente verdadeiro para doenças não infecciosas decorrentes de disfunções no corpo, incluindo doenças genéticas.

Com a descoberta da estrutura e função do DNA, premiado com o Prêmio Nobel de Medicina de 1962, começamos a ter uma compreensão melhor de como o sistema biológico realmente funciona. A tecnologia PCR, premiada com o Prêmio Nobel de Medicina de 1993, abriria novas formas de analisá‑lo.

Isso se expandiu ainda mais quando os genomas completos começaram a ser sequenciados. O primeiro genoma humano foi sequenciado em 2003 após 13 anos de trabalho árduo, com um custo de US$ 3 bi. Rapidamente, o sequenciamento de genoma completo começou a ficar cada vez mais barato. Em 2007, custava “apenas” US$ 1 mi para sequenciar um genoma completo. Em 2014, apenas US$ 1.000. Hoje, o custo está em torno de US$ 200 e continua caindo.

Isso imita a Lei de Moore, que tornou os computadores parte do nosso cotidiano ao prever que o número de transistores por polegada quadrada em um microchip dobraria a cada ano, enquanto o custo de fabricação por componente seria reduzido à metade.

No entanto, a diminuição dos custos genômicos tem sido ainda mais espetacular. Foi possibilitada pelo NGS : Sequenciamento de Nova Geração. Ele usa os avanços dos chips de silício, mas em vez de ler código binário, lê o código genético. E quanto mais avançava a fabricação de chips de silício, mais eficiente o NGS se tornava.

Nos últimos 10 anos, o custo por genoma colapsou a ponto de se tornar um teste barato entre o arsenal de testes disponíveis para profissionais médicos.

Fonte: Illumina

No centro dessa revolução esteve a maior empresa de máquinas de sequenciamento de genoma: Illumina.

(ILMN )

Visão Geral da Illumina

Illumina em Números

De longe a maior produtora de máquinas de sequenciamento de genoma, a Illumina tem sido pioneira no campo e impulsionado a tecnologia de sequenciamento por décadas.

Atualmente possui mais de 22 000 sequenciadores instalados em 165 países.

Cerca de metade dos consumíveis das máquinas de sequenciamento da Illumina são usados em aplicações clínicas, com a outra metade utilizada em laboratórios de pesquisa públicos e privados. Nas aplicações clínicas, metade da demanda provém da oncologia, seguida por testes de doenças genéticas (GDT).

 

Fonte: Illumina

A maior parte da receita da Illumina vem das Américas e da Europa, com apenas 7 % provenientes da China. Portanto, a recente classificação da Illumina na “lista de entidades não confiáveis” da China em retaliação às tarifas de Trump provavelmente não terá grandes consequências. Pode, porém, impedir os planos da empresa de expandir sua produção localizada na China para incluir tanto instrumentos quanto consumíveis até 2028.

Fonte: Illumina

Genômica de Leitura Curta

Illumina está focada na leitura de sequências genéticas curtas. Isso significa que lê pequenos segmentos do genoma um a um, antes de montá‑los em um todo coerente.

Esse não é necessariamente o tipo de sequenciamento usado para projetos de pesquisa complexos, que preferem o sequenciamento de leitura longa, mas é o mais comumente realizado. A leitura longa está progressivamente se tornando o nicho escolhido por um rival de longa data da Illumina, Pacific Bioscience (PACB ).

A leitura curta é o método usado para genotipagem, descoberta de variantes de nucleotídeo único associadas a doenças genéticas (caso mais comum) e detecção precoce de câncer com biópsia líquida (mais sobre essa tecnologia e mercado abaixo).

A empresa espera que a demanda por NGS (Sequenciamento de Nova Geração) cresça 18 % CAGR para aplicações clínicas e 6 % CAGR para pesquisa, impulsionando o TAM total do setor de US$ 100 bi para clínicas e US$ 25 bi para pesquisa até 2033.

Fonte: Illumina

Modelo de Negócio & Participação de Mercado

A Illumina ganha algum dinheiro ao vender sua máquina de sequenciamento, mas a maior parte de sua receita vem dos consumíveis usados para operar essas máquinas e realizar o sequenciamento. Esses consumíveis são produtos químicos especiais e cadeias de DNA, com cada máquina de sequenciamento normalmente funcionando apenas com os produtos fornecidos pelo fabricante original.

Por exemplo, no quarto trimestre de 2024, US$ 698 mi de US$ 1,1 bi de receita total foram provenientes da venda de consumíveis. Uma grande parte dessas receitas recorrentes está vinculada à mais recente máquina de sequenciamento de alta velocidade da Illumina NovaSeq X, lançada no final de 2023 e agora totalmente implantada, responsável por 2040 % da receita total de consumíveis.

Portanto, isso não só cria um fluxo constante de receitas para a Illumina, como também prende seus clientes em uma parceria de longo prazo com a empresa.

Clientes existentes também podem relutar em mudar para outro fornecedor, pois seus protocolos de pesquisa ou médicos são calibrados com máquinas Illumina. Também pode ser difícil comparar resultados entre diferentes máquinas para pesquisas de acompanhamento.

Assim, qualquer redesign seria custoso e demorado, além de envolver o re‑treinamento de técnicos e pesquisadores que realizam o sequenciamento.

Historicamente, esses efeitos, que prendem clientes existentes no ecossistema Illumina, foram uma forte vantagem competitiva, limitando drasticamente a capacidade de rivais como a Pacific Biosciences de penetrar o mercado.

Um reflexo dessa dominância de mercado, a Illumina tinha mais de 90 % de participação de mercado em testes genômicos clínicos em 2024.

Então, enquanto mercados de nicho e áreas de pesquisa específicas estão vendo mais competição (como PacBio de leitura longa, Element Bioscience de médio rendimento, ou Ultima Genomics de sequenciamento de baixo custo), a Illumina ainda controla a maior parte do mercado de sequenciamento de DNA & genoma.

Desempenho Financeiro da Illumina

Apesar do progresso explosivo na tecnologia genômica, e da aprovação do primeiro medicamento de edição genética baseado em CRISPR para a CRISPR Therapeutics (CRSP ) (acesse o link para o relatório de investimento associado), os últimos anos foram difíceis para os investidores da Illumina.

Isso segue um declínio geral no setor de biotecnologia, após forte crescimento e expectativas ainda maiores durante os anos da pandemia, atingindo o pico em 2021.

Esses números de mercado de ações não refletem o crescimento da empresa, com um aumento de 30 % ano a ano na atividade de sequenciamento, especialmente devido à crescente adoção de instrumentos de alto e médio rendimento.

E a Illumina tem investido quantias massivas em P&D para preparar a próxima geração de tecnologia de sequenciamento, cerca de US$ 1,2 bi apenas em 2024.

Futuro da Illumina

Multiômicas

O surgimento de sequenciamento de genoma barato e automatizado gerou uma enxurrada de dados biológicos como nunca antes.

Em paralelo, a enorme complexidade dos sistemas vivos levou à emergência das multiômicas, um campo que reúne todos os sub‑segmentos -ômicos das ciências biológicas e é anunciado como o próximo passo na biotecnologia:

  • Genômica: a análise da sequência de DNA no núcleo das células.
  • Transcriptômica: a análise do mRNA que transporta as instruções do DNA.
  • Epigenômica: a modificação do genoma sem alterar a sequência genética, ou “epigenética”.
  • Proteômica: a análise de proteínas, incluindo a modificação de proteínas com açúcares (“pós‑tradução”).
  • Metabolômica: a análise de compostos químicos e do metabolismo.
  • Microbiômica: a análise de todos os microrganismos que vivem dentro ou sobre o corpo.
  • Multiômica de célula única: a análise multiômica em células individuais.
  • Biologia espacial: análise em 3D da localização de mRNA, proteínas ou células específicas.

Novos campos estão surgindo, como, por exemplo, Agrigenômica (genômica para melhorar rendimentos agrícolas), Genômica ecológica (avaliação precisa da saúde de um ecossistema e sua diversidade genética), ou Biologia Sintética (criação de novos genes, traços ou organismos inteiros com um propósito específico).

Enquanto isso pode parecer avassalador (e é, até para os pesquisadores da área), dois elementos precisam ser compreendidos para fazer sentido da revolução das multiômicas:

Em resposta a essa explosão na complexidade dos dados biológicos, a Illumina está rapidamente se tornando também uma empresa de software, buscando oferecer soluções integradas nativamente em múltiplos pontos da análise multiômica.

Fonte: Illumina

Isso também é alcançado por parcerias estreitas com diversos atores para integrar juntos dados e ferramentas genômicas: programas nacionais de genômica, Nvidia (NVDA ), Broad Clinical Labs, etc.

Fonte: Illumina

Transcriptômica

Um campo em crescimento ao lado da genômica é a transcriptômica, a ciência de analisar o mRNA, as moléculas que carregam a informação do DNA e a transformam em proteínas úteis. Se o DNA é o plano para as peças da máquina biológica (proteínas), o mRNA é o conjunto de instruções que detalha quantas produzir e onde as peças vão.

Assim, o transcriptoma nos diz quanto, quando e onde um gene está ativo. Até agora, essas análises foram feitas principalmente em genes-alvo, com sequenciamento de transcriptoma completo sendo uma proposta bastante cara e com desafios técnicos.

A Illumina anunciou para 2026 uma nova máquina de transcriptoma completo que combina transcriptômica com biologia espacial, um setor até então dominado principalmente pela 10x Genomics (TXG ).

Illumina spatial technology will allow researchers to examine the spatial proximity of millions of cells per experiment, enabled by a capture area nine times larger than existing technologies, and with four times greater resolution.

As a complete end-to-end solution, it will also deliver the highest value for single-cell and spatial researchers at a more affordable price point. The spatial solution surpasses industry standards for scale and accuracy.

Source: PR News Wire.

Esta solução será compatível com Illumina’s NextSeq e NovaSeq sequencers, which will help reduce the cost of large-scale programs.

Esse movimento agressivo para transcriptômica e biologia espacial complementará o lançamento da Illumina, no primeiro semestre de 2025, de sua solução de proteômica (análise de proteínas) para ampliar ainda mais seu papel na análise multiômica.

Biópsia Líquida

Além da medicina individual por meio do genoma completo e da pesquisa multiômica complexa, uma aplicação de sequenciamento que cresce rapidamente está na terapia contra o câncer.

Atualmente, o sequenciamento completo do genoma de células cancerosas coletadas por biópsia tornou‑se um componente chave da terapia contra o câncer, ajudando oncologistas a determinar qual tratamento funcionará melhor para um determinado paciente, impulsionando as vendas da Illumina no mercado clínico.

No entanto, um novo e ainda maior mercado está se abrindo na detecção precoce de câncer, um método chamado biópsia líquida. Ele detecta sequências genéticas anormais de câncer, ou ctDNA (DNA tumoral circulante).

O que o torna único é que não depende de radiografia ou biópsia específicas de órgão, mas de uma simples amostra de sangue.

Também chamado de Detecção Precoce de Múltiplos Cânceres (MCED), esse método é conhecido por funcionar, mas até agora era muito caro e pouco confiável para ser usado em ambiente clínico, e ainda menos para detecção de câncer em triagens da população geral.

Graças a ferramentas de sequenciamento mais poderosas, isso está mudando rapidamente.

Fonte: Ark Invest

A Saga da Grail

É aqui que a situação fica um pouco complicada para a Illumina. A empresa foi pioneira em biópsia líquida e desenvolveu internamente seu próprio departamento, impulsionando a tecnologia ao aproveitar sua profunda expertise na detecção de material genético, como uma empresa chamada Grail.

Depois ela girou a empresa fora da Illumina, que mais tarde foi readquirida a um preço muito maior que o preço de IPO, e agora está sendo forçada a um spin‑off novamente por autoridades de concorrência nos EUA e na UE.

Portanto, a Grail agora é sua própria empresa, completamente independente da Illumina, e listada na NASDAQ (GRAL ).

Todo o escândalo fez os investidores questionarem a honestidade do conselho da Illumina e foi outro contribuinte para o desempenho fraco das ações da Illumina nos últimos 2 anos. Especialmente com o investidor ativista Carl Icahn agitando as coisas, levando finalmente à saída do CEO da Illumina.

Isso, porém, já ficou no passado, e a Grail tem tido um desempenho forte desde seu IPO, com novos seguros de saúde adicionando os testes de detecção precoce de múltiplos cânceres da Grail em sua cobertura, incluindo o TRICARE, que é um dos maiores planos de saúde dos EUA.

A empresa vendeu quase 3 × mais testes em 2024 do que em 2022, e espera que o crescimento continue nos próximos anos, mesmo antes de iniciar em outros países além dos EUA.

A Grail é apenas uma das muitas empresas de biópsia líquida, e agora que a Illumina não a possui diretamente, outras empresas de biópsia líquida (como Exact Sciences Corporation (EXAS ), Guardant Health (GH ), ou Natera (NTRA )) têm menos probabilidade de escolher uma tecnologia de sequenciamento concorrente à Illumina. O mercado de biópsia líquida deve crescer 13,9 % CAGR até 2034.

Portanto, embora tenha sido uma distração indesejada, finalmente o spin‑off da Grail pode ajudar a Illumina a permanecer o principal fornecedor de sequenciadores genéticos usados em tecnologias de biópsia líquida, independentemente de qual provedor de teste esteja sendo usado.

Perspectiva de Longo Prazo

A Illumina tem sido um grande contribuinte para a revolução genômica em biotecnologia e medicina. Isso só agora está começando a alcançar a consciência geral, com terapias de edição genética para doenças raras e triagens de câncer sendo o primeiro mercado de vários bilhões que emerge dessa nova abordagem da medicina.

Esses também são campos ainda com baixa penetração de mercado para técnicas de Sequenciamento de Nova Geração (NGS), dando-lhes espaço para crescer 10‑20 x ao substituir tecnologias mais antigas, menos sensíveis, mais caras ou mais invasivas.

À longo prazo, é provável que a tecnologia de genômica e multiômicas se torne parte do nosso cotidiano. Por exemplo, todo recém‑nascido pode receber, por meio do seguro de saúde, uma análise genômica completa desde o seu primeiro dia.

Esses dados podem então ser usados para ajustar a escolha de medicamentos e suas dosagens, avaliar os riscos de câncer específico ou outras ameaças à saúde, e até mesmo fornecer as melhores recomendações de estilo de vida a serem adotadas.

Isso provavelmente ocorrerá em paralelo ao avanço da IA, acelerando o desenvolvimento de novos fármacos e terapias, bem como lidando com a enorme quantidade de dados que a ciência multiômica está gerando.

 

Conclusão

A Illumina é uma das principais ações “pá e picareta” do setor de biotecnologia, liderando a redução de custos da análise genômica. Agora está evoluindo para uma empresa de multiômicas completa, aproveitando sua reputação estelar existente e parque instalado de sequenciadores para expandir nos novos setores -ômicos chave como transcriptômica e proteômica.

Também será uma ferramenta analítica chave para clínicos, com importância crescente ao longo do tempo, começando com a triagem de biópsia líquida para câncer invisível e silencioso usando apenas amostras de sangue.

Em longo prazo, novos marcadores e insights sobre nossos corpos provavelmente criarão demanda adicional por análises genômicas e multiômicas, tornando‑se parte das ferramentas preventivas para nos manter saudáveis e detectar problemas de saúde antes mesmo que os sintomas apareçam.

A ação da empresa tem sido, porém, desafiadora para os investidores, com um setor de biotecnologia em declínio combinado com decisões menos que ideais sobre a Grail por parte da gestão da empresa.

Com novas pessoas no comando e a Grail desinvestida (novamente), o caminho de volta à excelência técnica em análise biológica está agora claro, assim como a linha de ferramentas de software, proteômica, biologia espacial e transcriptômica para os próximos dois anos.

Últimas Notícias sobre Illumina

mm

Jonathan é um ex-pesquisador bioquímico que trabalhou em análise genética e ensaios clínicos. Ele agora é um analista de ações e escritor de finanças com foco em inovação, ciclos de mercado e geopolítica em sua publicação The Eurasian Century.