Biotecnologia
Twist Bioscience (TWST): DNA On-Demand Com Silício
Como a Tecnologia de Chip de Silício Impulsiona a Biotecnologia
À primeira vista, os mundos da tecnologia de silício e da biotecnologia estão bastante distantes.
Por um lado, as tecnologias relacionadas à TI lidam com sistemas totalmente criados pelo homem. Do ponto de vista de investimento, elas muitas vezes se concentram mais em software (sistemas operacionais, SaaS, mídias sociais e ecossistemas de lojas de aplicativos) do que em hardware (embora o recente surgimento da IA e da Nvidia como a empresa mais valiosa do mundo tenha mudado um pouco isso).
Enquanto isso, a biotecnologia é toda sobre entender um sistema natural ultra-complexo já existente. Portanto, desvendar o mistério da biologia exige muitos experimentos científicos físicos, desde culturas de células e laboratórios até ensaios clínicos envolvendo milhares de pessoas.
Do ponto de vista de investimento, a biotecnologia é muitas vezes sinônimo da indústria farmacêutica, pois a maior parte das receitas do setor de biotecnologia vem de medicamentos que salvam vidas, como medicamentos contra o câncer, insulina e medicamentos para pressão arterial.
Os dois setores “tecnológicos”, no entanto, têm uma sobreposição oculta: o progresso na tecnologia de hardware de silício é fundamental para o recente boom na capacidade de biotecnologia. Por exemplo, as máquinas de sequenciamento de genoma da Illumina (ILMN ) usam lasers avançados e chips de silício para ler um genoma inteiro por menos de $200 por genoma.
Quanto mais chips de silício foram fabricados, mais eficiente se tornou a Sequenciação de Nova Geração (NGS).
Em apenas 10 anos, o custo por genoma diminuiu a ponto de se tornar um teste relativamente barato entre as opções de testes disponíveis para profissionais de saúde.
Fonte: Illumina
Outra empresa agora está usando tecnologia de chip de silício para mudar completamente o que é possível alcançar com biotecnologia, tornando o DNA tão fácil de “escrever” quanto o código de computador: Twist Bioscience.
(TWST )
Escrita de DNA Sob Demanda
DNA, RNA e Proteínas
As células vivas são controladas por um conjunto complexo de instruções codificadas no genoma do organismo, na forma de sequências de DNA.
Esses genes são “lidos” e convertidos em mRNA, que é então usado para produzir proteínas (incluindo enzimas). Se as células fossem fábricas, os genes seriam o projeto, o mRNA seria as instruções da gerência e as proteínas seriam as máquinas e ferramentas que equipam a fábrica.
Por muito tempo, os biólogos só podiam duplicar sequências genéticas existentes por meio da tecnologia PCR. Eles então aprenderam lentamente a modificar sequências de DNA, de forma cada vez mais controlada, ao ponto em que podiam fabricar quase qualquer sequência genética sob demanda.
O mercado de síntese de DNA cresceu rapidamente, alcançando $4,5 bilhões em 2024, e espera-se que continue crescendo a uma taxa de crescimento anual composto de 17,5% entre 2025 e 2032.
Fonte: Fortune Business Insights
Embora inicialmente dominado por pesquisadores de biologia e medicina, a síntese de DNA agora é usada principalmente para fins diagnósticos e terapêuticos, uma tendência que deve persistir no futuro.
Fonte: Fortune Business Insights
Isso foi, no entanto, um processo trabalhoso, que exigia muito projeto por cientistas de nível de PhD, trabalho manual e produtos químicos caros. Portanto, embora a capacidade de geração de sequências aumentasse juntamente com a capacidade de leitura do genoma, um volume maior de escrita de DNA ainda estava fora de alcance.
Fonte: MDPI
Da Síntese de Coluna para Chips de Silício (9.600 Genes/Execução)
Com chips de silício miniaturizados, tornou-se progressivamente possível manipular o DNA em quantidades muito pequenas e sintetizá-lo da mesma maneira.
Isso significa que a síntese de DNA agora pode ser feita na escala nanométrica, com um nível de controle sem precedentes, com um chip de silício capaz de produzir quase 10.000 genes de uma vez, em vez de um de cada vez com os métodos clássicos.
Fonte: Twist Bioscience
Esse é um método que não apenas é mais produtivo, mas também pode e realmente deve ser totalmente automatizado, acelerando a produção e reduzindo os custos de mão de obra associados.
Visão Geral da Twist Bioscience
Fundada em 2013, a Twist foi uma pioneira no uso de síntese de DNA em chips, parte do campo em crescimento da biologia sintética.
12 anos depois, a empresa está gerando quase $100 milhões em receita trimestral ($96,1 milhões no 3º trimestre de 2025, um aumento de 18% em relação ao ano anterior), com o objetivo de atingir a marca de $1 bilhão em receita anual.
“No terceiro trimestre do ano fiscal de 2025, entregamos outro trimestre de receita recorde.
Adicionamos centenas de novos clientes e lançamos a primeira de uma série de expansões planejadas do portfólio SynBio, criando as bases para um crescimento robusto e sustentado no futuro.”
Fonte: Twist Bioscience
A Twist emprega cerca de 1.100 pessoas. É sediada em São Francisco, com outros escritórios nos EUA, Israel, China, Singapura e Coreia. A maior parte da produção é feita em São Francisco ou na fábrica de $100 milhões da empresa em Wilsonville, Oregon, que oferece uma superfície de 210.000 pés quadrados.
“Precisamos planejar o espaço com 18 a 24 meses de antecedência. Embora estejamos focados em construir com sucesso o local inicial em Portland para entregar produtos iniciais em 2022, acreditamos que é fundamental planejar o crescimento de longo prazo que vemos à frente.”
Emily M. Leproust (em 2021) – CEO e co-fundadora da Twist Bioscience
A maioria das receitas da empresa vem dos mercados da América do Norte, mas as vendas na Europa também estão crescendo rapidamente.
Fonte: Twist Bioscience
Divisões da Twist Bioscience
As subdivisões da empresa são todas baseadas em uma tecnologia fundamental comum, sua plataforma de DNA em silício, mas com diferenças significativas em produtos finais e mercados abordados.
Fonte: Twist Bioscience
NGS
A atividade de sequenciamento de nova geração é a maior da empresa, responsável por mais da metade das receitas totais.
Isso permite a análise de sequências de DNA complexas, incluindo tarefas como biópsia líquida, a detecção do material genético de células cancerígenas em uma amostra de sangue simples.
No 3º trimestre de 2025, a NGS cresceu 27% em relação ao ano anterior, tornando-se o principal motor de crescimento das receitas da empresa. Como resultado, este segmento deve se tornar ainda mais proeminente no futuro próximo.
O novo “Twist cfDNA Pan-Cancer Reference Standard v2” da empresa é capaz de detectar 458 variantes de câncer naturais únicas (DNA de tumor circulante, ou ctDNA), cobrindo 84 genes diferentes envolvidos no câncer.
Fonte: MedLine Plus
Outros produtos de NGS produzidos pela Twist incluem ferramentas que vão além da leitura de sequências genéticas, por exemplo:
- Exoma 2.0, para detectar doenças raras e hereditárias.
- Painel de Genotipagem Twist – Humano 600k, para identificar o driver genético de doenças ligadas a vários genes.
- Painel MRD Rapid 500, que detecta um pequeno número de células cancerígenas malignas que permanecem no corpo após uma terapia de câncer bem-sucedida, um fator de risco importante para recorrência.
- Painel de Metiloma Humano Twist, para aplicações desde metástase de câncer, desenvolvimento humano e genômica funcional.
“A sequenciação do cfDNA nos dá a chance de aprender muito mais sobre o status do câncer — que tipo de câncer está presente, é provável que responda à terapia de linha de frente e há alguma mutação emergente que possa afetar essa resposta?”
Mark Murakami – Médico e professor assistente de medicina na Harvard Medical School
SynBio
A SynBio vai além da leitura genética (NGS), para ferramentas mais especializadas para necessidades de pesquisa biotecnológica ou médica específicas. Por exemplo:
- Bibliotecas TCR, usadas para terapia de células adaptativas (ACT), usam receptores de células T projetados para direcionar antígenos específicos de tumor.
- Bibliotecas de Baixa Diversidade Espalhadas (SOLD), para analisar um banco de dados de variações em proteínas.
- Oligopools, fragmentos de genes, e vetores, garantindo a produção de sequências genéticas de alta qualidade e eliminando a necessidade de os pesquisadores gerá-las por conta própria, muitas vezes a um custo mais alto e nível de qualidade mais baixo.
- Desenvolvimento e Produção de Antígenos e Anticorpos Personalizados, desde 1.000 antígenos prontos para uso até a produção personalizada de outros antígenos usando vetores de imunização proprietários para produção em camundongos.
BioPharma Solutions
Este segmento é o menor em termos de receita e consiste essencialmente em ferramentas desenvolvidas internamente para as necessidades de P&D da Twist, posteriormente reutilizadas como serviços. Isso inclui, por exemplo:
- Humanização de Anticorpos In Silico e Camundongos Transgênicos Humanizados (HuTg), usando AIs de aprendizado de máquina para transformar anticorpos desenvolvidos em camundongos em anticorpos funcionais humanos.
- Plataforma de Camundongos DiversimAb, projetada para entregar a máxima diversidade de anticorpos.
Este segmento reflete o potencial do foco de longo prazo da empresa em P&D, com muitas das outras atividades decorrentes de programas de pesquisa iniciados há muitos anos.
Fonte: Twist Bioscience
Outras Aplicações
AgriBio
Nem todas as aplicações da biologia sintética e da produção de sequências de DNA em chips são biomédicas. Outro campo importante em expansão é a agricultura e a produção de alimentos.
Esses métodos podem ser usados para melhorar plantas, bem como animais, como a capacidade de plantas e animais sobreviverem ou até prosperarem apesar de temperaturas extremas, seca, salinidade ou pressão de pestes.
Ferramentas de biologia sintética também podem identificar novos genes e usá-los para engenharia de microrganismos que fixem nitrogênio com mais eficiência, sequestrem mais carbono e cresçam em condições adversas.
Por fim, as ferramentas de NGS podem ser usadas para a detecção rápida e vigilância de patógenos de plantas e animais.
Armazenamento de Dados
Uma aplicação ainda mais inovadora das ferramentas da Twist Bioscience é o armazenamento de dados, com o DNA potencialmente substituindo a memória baseada em silício para algumas aplicações, demonstrando ainda mais a interconexão da tecnologia de silício e biotecnologia.
O DNA é na verdade um meio de informação extraordinariamente denso, com uma densidade de informação de DNA de 1,47 terabits/mm² ou 950 terabits/polegada², ou mais de 800 vezes a densidade dos discos rígidos de computador.
Os custos decrescentes e as melhorias na precisão da síntese de DNA sintético, em grande parte impulsionados pela Twist Bioscience, agora tornam possível o armazenamento de dados de alta qualidade em DNA.
O armazenamento de dados em DNA é estável por um período muito longo, sem exigir materiais caros ou poluentes. O armazenamento também não requer energia.
Os meios de comunicação tradicionais se deterioram com o tempo — mesmo em ambientes controlados com rigor. O armazenamento de dados sintéticos em DNA é estável em um ambiente de escritório normal com confiabilidade de 99,99999999999%.
A Aliança de Armazenamento de Dados em DNA foi recentemente formada e inclui a empresa de síntese de DNA Twist Bioscience, a empresa de sequenciamento genômico Illumina, a empresa de armazenamento de dados Western Digital, Microsoft, Lenovo e muitos outros.
Essa tecnologia foi desmembrada em uma empresa separada em maio de 2025, sob o nome Atlas Data Storage, que, por sua vez, arrecadou $155 milhões em financiamento de sementes.
A Atlas licenciará a tecnologia de armazenamento de dados em DNA existente da Twist e perseguirá a comercialização por meio de programas de acesso antecipado.
“A oportunidade de criar um meio de armazenamento completamente novo não surge com frequência. Na Atlas Data Storage, estamos pioneiramente usando o DNA para armazenamento de alta capacidade.
O DNA permite armazenamento de dados altamente escalável, ultra-denso, seguro e permanente, e o potencial para redefinir o armazenamento é tremendo. A Atlas tem a equipe certa e a tecnologia certa para realizar essa promessa.”
Varun Mehta, CEO da Atlas Data Storage.
Embora mais estável e eficiente em termos de energia, ler o DNA ainda é muito mais complexo do que ler um disco rígido. Portanto, o armazenamento de dados em DNA provavelmente é mais adequado para dados de arquivo e outros dados que não são consultados com frequência no futuro previsível.
Fonte: Atlas Data Storage
Canal de Vendas Inovador
Se a inovação tecnológica está no cerne da Twist Bioscience, a empresa também é muito inovadora quando se trata de seu canal de vendas.
Tradicionalmente, pedir sequências de DNA ou RNA personalizadas é um processo bastante lento e complexo, que exige tempo e profissionais experientes, e é muito difícil estimar os custos finais.
Em vez disso, a Twist oferece um serviço online com estimativa instantânea de se a sequência pode ser produzida, cotações automatizadas e acompanhamento de pedidos automatizado.
Fonte: Twist Bioscience
Fonte: Twist Bioscience
Como os cientistas e profissionais de saúde raramente gostam de etapas burocráticas adicionais que impedem sua pesquisa, ou realmente qualquer interação com vendedores, isso se torna uma forte vantagem competitiva para a empresa.
Twist tem algumas ferramentas internas muito boas que a equipe de design usa para nos ajudar a melhorar a eficiência do desenvolvimento de painéis iniciais.
É por isso que continuamos a usar a Twist, porque realmente apreciamos a cobertura consistente do lado da química, e trabalhar com a equipe de design foi um verdadeiro prazer. Isso conta muito para mim.
Mark Murakami – Médico e professor assistente de medicina na Harvard Medical School
A empresa também fornece ferramentas online para otimização da sequência genética pedida, com recursos ergonômicos raramente disponíveis em ferramentas desenvolvidas na academia.
Fonte: Twist Bioscience
A facilidade de uso também ajuda na integração de novos clientes, com a empresa vendo o aumento dos gastos dos clientes ao longo do tempo, “de um gene de $100 para um projeto de descoberta de $250.000”.
Para volumes de pedidos maiores, também é possível integrar com a API da empresa para integração de compras, lista de IPs branca segura e previsões orçamentárias.
Biotecnologia Verde
Graças ao volume muito menor de compostos químicos usados em seus chips de silício em comparação com os métodos tradicionais, a síntese de DNA da Twist também é muito mais verde.
Por exemplo, os oligopanels de NGS da empresa emitem quase 3.000 vezes menos CO2 do que os métodos mais antigos.
Fonte: Twist Bioscience
O mesmo se aplica à capacidade de escrita de DNA da SynBio, que é surpreendentemente poluente para a abordagem convencional, equivalente a 59 milhas dirigidas com um carro para produzir um gene, em comparação com 0,092 milhas com a Twist Bioscience.
Fonte: Twist Bioscience
À medida que a indústria passa de uma demanda de baixo volume e focada em P&D para um consumo muito maior para diagnóstico, terapia e monitoramento ambiental, as emissões de carbono e a poluição associadas se tornarão uma preocupação crescente.
Isso pode impactar a escolha do parceiro de fabricação ao considerar opções para síntese de DNA, especialmente no que diz respeito ao impacto no perfil ESG de uma empresa.
Deslize para rolar →
| Métrica | Síntese de 96 poços legada | Síntese de chip de silício da Twist | Notas / Fonte |
|---|---|---|---|
| Genes por execução | ~1 | ~9.600 | Visão geral da tecnologia da empresa. :contentReference[oaicite:23]{index=23} |
| Oligos por chip | ~96 | >1.000.000 | Páginas de tecnologia e blog da empresa. :contentReference[oaicite:24]{index=24} |
| Uso de reagentes por gene | Referência | ≈-99,8% | Relatório de ESG / notas de sustentabilidade. :contentReference[oaicite:25]{index=25} |
| Painel de NGS CO₂ vs legado | Maior | Até ~3.000× menor | Slides de investidores (perfil ambiental). :contentReference[oaicite:26]{index=26} |
Conclusão
A impressão de DNA sob demanda por milhares a um baixo custo está revolucionando o que a biotecnologia pode fazer.
Por exemplo, a detecção de câncer pode em breve precisar apenas de uma amostra de sangue, em vez de métodos de triagem caros, desagradáveis e muitas vezes pouco confiáveis, como scanners e biópsias.
Da mesma forma, a possibilidade de escrever genomas inteiros de sequências genéticas muda radicalmente o potencial para engenharia genética de plantas, animais ou talvez um dia pessoas, especialmente quando combinada com métodos de engenharia genética, como CRISPR, para inserir as sequências artificiais em organismos vivos.
Isso pode até se tornar uma forma de armazenar dados para a posteridade.
Isso torna a Twist Bioscience um possível fornecedor-chave para a maioria das empresas farmacêuticas do mundo, que confiarão em empresas como a Twist para fornecer-lhes uma abundância de sequências de DNA e RNA sintéticas baratas e confiáveis.
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