Top 10 Biotech Big Data Companies

Mer Data För Bättre Medicin

Ju mer vi lär oss om biologi, desto mer inser vi allt vi inte vet. Det började med den genetiska revolutionen och den första mänskliga genomen som sekvenserades i början av 2000-talet.

Genomik har nu förenats med andra datamängder som transcriptomik, proteomik, metabolomik, mikrobiom etc. och bildar en ny “multiomics”-vetenskap. Vi diskuterade denna utveckling mer i detalj i “Multiomics Are The Next Step In Biotechnology“.

Dessa nya verktyg har skapat en flod av data som ger detaljerad information om cellernas inre aktiviteter, ibland ner till atomnivå. En viktig drivkraft för denna datatillväxt har varit priskollapsen för sekvensering av gener och andra biologiska material som proteiner.

Källa: ResearchGate

Detta har skapat entusiasm för “Big Data”-potentialen inom bioteknik, som efterliknar big data-konceptet från andra, mer IT-drivna områden.

Redan 2018 frågade tidningen Barron’s ” Will Big Data Lead to Big Biotech Returns?” och branschen började fråga “Implementing Large-Scale Data Processing and Analysis for Bioprocessing”

Flera företag är väl positionerade för att dra nytta av drivkraften att skapa och analysera biologiska data i stor skala.

AI Merging With Big Data?

En ny utveckling under de senaste åren har varit framväxten av AI. Medan AI gjorde sitt intåg i det allmänna medvetandet främst 2023, med stora språkmodeller som ChatGPT, började bioteknikbranschen att anta AI många år tidigare.

Och det är logiskt, eftersom data och AI har en sorts symbiotisk relation:

• Träning av AI-modeller kräver mycket data med hög kvalitet och annoteringar.
• AI kan hjälpa till att sortera ut massiva datamängder utan direkt mänsklig inblandning och koppla samman punkter där manuell analys inte skulle vara möjlig.

Resultatet är att många av de tidigare stora dataföretagen inom bioteknikbranschen nu också blir AI-företag.

Till skillnad från vissa AI-tillämpningar som fortfarande letar efter en affärsmodell (som bildgenerering), har läkemedelsupptäckt och medicinsk forskning en ganska rak väg från AI-modell till kommersialisering.

Top 10 Big Data Biotech Stocks

1. Illumina

Illumina är det ledande genomicsföretaget, långt det största och mest etablerade i branschen, med 1,2 miljarder dollar i intäkter, som växte med 11% årlig tillväxt under de senaste 5 åren.

Detta gör det också till den främsta leverantören av genomicsdata till hela bioteknikbranschen.

Liksom de flesta företag som sekvenserar gener, tjänar Illumina pengar när de säljer sekvenseringsmaskiner, men främst när de säljer konsumtionsvaror som används av sekvenseringsmaskinerna. Intäkter per maskin växer vanligtvis över tiden allteftersom den används till full kapacitet.

Företagets nya modell av gensekvenseringsmaskin, NovaSeqX, är en succé, med 352 sålda 2023. Detta har accelererat antagandet av massiv gensekvensering bland Illuminas kunder med fler multiomicsanalyser och en större skala för enstaka celler och spatiala analyser.

NovaSeqX-försäljningen kommer ovanpå en mycket stor sektor för gensekvenseringsmaskiner, med över 25 000 system installerade.

Källa: Illumina

Grail-problem

När man diskuterar Illumina krävs en lång förklaring för en ny genomics-tillämpning, cancerdetektering i ett blodprov som kallas vätskebiopsi.

Illumina arbetade med att utveckla denna teknik och sålde sedan av den till ett företag som heter Grail.

Grail är mycket framgångsrikt ur både teknisk och kommersiell synvinkel. I Q2 2023 skrev 7 500 vårdgivare ut Grails tester, och passerade därmed milstolpen på 100 000 genomförda tester. Det upptäckte också 92% av canceråterfall i 6 olika blodcancerformer.

Flera år senare skulle Illumina återköpa detta företag till ett mycket högre pris.

Detta orsakade flera problem. För det första uttryckte regulatoriska myndigheter i både USA och EU oro över monopolfara, med Illumina som leverantör av gensekvenseringsmaskiner till många av Grails konkurrenter. Detta resulterade i en bot på 432 miljoner euro från EU.

Ett annat problem kom från villkoren för den dyra avyttringen av Grail, kapitalanskaffning och återinkorporering i Illumina.

Activist-investorn Carl Icahn har attackerat företagets styrelse och antydde att potentiellt oärliga eller skadliga affärer hade genomförts till förmån för insiderpersoner och till skada för företagets aktieägare. SEC undersökte också frågan. Du kan också läsa mer om dessa misstankar och anklagelser i denna artikelserie av Non-GAAP investing.

Till slut togs beslutet att avyttra Grail igen, med styrelsen som godkände beslutet den 4 juni 2024.

Grail-sagan har orsakat mycket problem för Illumina och dess aktieägare. Detta påverkade dock inte företagets position inom gensekvensering.

Till slut är det troligt att Grails cancerceller kan växa till en enorm affär och få läkare att använda många Illumina-gensekvenseringsmaskiner och konsumtionsvaror.

Illumina förvärvade också 2023 det bioinformatiska programvaruföretaget Partek, vilket utvidgade företagets erbjudande bortom sekvenseringsmaskiner och deras konsumtionsvaror.

2. Schrödinger, Inc.

Företaget specialiserar sig på fysikbaserade modeller för att hitta den bästa möjliga molekylen för ett visst mål, med balans mellan motstridiga mått som effektivitet, löslighet, halveringstid, syntetiserbarhet etc.

Det använder också maskinlärande, men tillägget av en fysikbaserad modell gör att det kan testas i helt nya områden där det inte finns någon datamängd för att “träna” AI. Detta gör att Schrödinger kan gå från 1 miljard potentiella molekyler till bara 8 solida kandidater på några dagar, uteslutande genom digital beräkning.

Källa: Schrödinger

Schrödinger undertecknade ett 5-årigt samarbetsavtal med Bayer 2020 för intäkter på 10 miljoner dollar. Idén bakom avtalet är att använda Schrödingers teknik tillsammans med Bayers in-silico-prediktionsmodeller.

Ett annat nyligt partnerskap är med Lilly, som har upp till 425 miljoner dollar i totala milstolpsbetalningar för framgångsrik upptäckt.

Tidigare samarbeten inkluderade Takeda, Sanofi Bristol Myers Squibb och andra mindre läkemedelsföretag.

Källa: Schrödinger

Sammantaget bygger Schrödinger upp en växande portfölj, inklusive allt fler egna och helägda molekyler. Även om företaget fortfarande inte är lönsamt, fokuserar det på expansion och FoU-utgifter för att förbättra sin teknik.

Företaget undersöker också möjligheten att expandera till nya sektorer bortom läkemedelsupptäckt, som komplexa bioläkemedel eller till och med material som kemikalier, batterier eller polymerer.

Källa: Schrödinger

Investorerna kommer att vilja hålla ett öga på de nya samarbetena, eftersom de kommer att återspegla framstegen i Schrödingers teknik, såsom bedömt av branschledarna, samt eventuella framgångar i att expandera kärntekniken till nya marknader.

3. Exscientia

Företaget använder AI för att utveckla precisionsläkemedel. Det kör en “fullständig” AI-läkemedelsupptäcktsteknik med dedikerad programvara i varje skede av läkemedelsupptäcktsprocessen.

Källa: Exscientia

Exscientias teknik minskar tiden med 70% för att gå från ett biologiskt mål till att hitta ett motsvarande läkemedel och en 80% mer kapitalintensiv process.

Detta resulterade i 4 föreningar i tidiga kliniska faser, 30 program totalt och 6,5 miljarder dollar i intäkter från milstolpar med partners. Huvudfokus har varit onkologi (cancer) och inflammatoriska sjukdomar.

Källa: Exscientia

Detta kan vara ett intressant alternativ för investerare som tittar på ett etablerat AI-läkemedelsupptäcktsföretag med en mycket stor kassa och flera pågående partnerskap för extra säkerhet.

4. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics är en ledare inom spatial biologi, som studerar genomen och transkriptomet i 3D, vilket möjliggör visualisering av geners aktivitet på cellulär eller till och med intracellulär nivå.

Företaget grundades 2012, med Serge Saxonov som en av grundarna, chef för FoU på det personliga genometikföretaget 23andMe.

10x Genomics växte med en kombination av FoU (1 miljard dollar + investerat i FoU hittills) och förvärv. Framför allt var dess Visium-plattform förvärvad genom förvärvet av Spatial Transcriptomics 2018.

Källa: 10x Genomics – 10x Genomics förvärvstidslinje

Detta är också hur 10x Genomics förvärvade sin Xenium-plattform genom förvärvet av Readcoor och Cartana 2020.

2020 lanserade det också Chromium-plattformen, som uppdaterades året efter till Chromium X.

Genom förvärvet av Tetramer Shop 2021 lanserade 10x Genomics BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) 2022. Det möjliggör för forskare att identifiera beståndsdelar i immunsystemet i detalj. Detta kan ha stor inverkan på forskning om immunitet och nya sjukdomar.

Intäkterna ökade med 17% från år till år i Q2 2023, driven av Xenium-försäljning, med 100 enheter sålda i augusti 2023.

Företaget vann också en avgörande seger mot sin främsta rival, Nanostring, i september 2023. Nanostring är för närvarande förbjudet att sälja sina CosMx Spatial Molecular Imager (SMI)-instrument i större delen av EU på grund av intrång i 10x Genomics patent.

Företaget är fortfarande i ett tidigt skede, något liknande de tidiga dagarna av Illumina. För närvarande är spatial biologi begränsad till den akademiska och grundläggande forskningsvärlden. Men som många biotekniker kan det en dag bli allmänt, långsamt bli ett medicinskt verktyg och sedan en “rutinmässig” test. I vilket fall som helst bör den växande poolen av installerade maskiner driva försäljning av konsumtionsvaror och intäktsökning.

5. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore använder en unik gensekvenseringsteknik som förlitar sig på flödesceller. Det möjliggör att DNA “läses” när det korsar nanoporerna, inte genom kemiska medel utan direkt genom att mäta en elektrisk ström.

Källa: Oxford Nanopore

En annan unik fördel med företagets teknik är att den kan läsa längre genetiska sekvenser än konventionella sekvenseringsmetoder. Långa sekvenser och realtidsläsning kan hjälpa till att få bättre och snabbare resultat, vilket är viktigt för canceralys eller infektiösa sjukdomar som antibiotikaresistenta bakterier.

Slutligen möjliggör den elektriska mätningen mindre och mer bärbara sekvenseringsmaskiner, en förbättring från de massiva maskinerna som användes tidigare. Detta gör att företaget kan producera en mängd olika sekvenseringsmaskiner, inklusive långsammare, mindre och billigare maskiner, som börjar på 1 000 dollar. Detta kunde radikalt expandera sekvenseringsmarknaden, med mobil eller lågkostnadssekvensering inte tidigare ett alternativ.

På grund av sin radikalt nya teknik är det oklart var Oxford kommer att passa in i ett mer moget gensekvenserings ekosystem.

Det kan helt ersätta den befintliga tekniken för kemisk/optisk läsning av genomer.

Eller det kan bli en framgångsrik men nischad tillämpning för lågvolym- eller mobil sekvensering eller för sekvensering som kräver högprecisionsläsning av långa genetiska sekvenser.

Företaget planerar också att expandera till läsning av proteiner, post-transkriptionell modifiering av proteiner eller små molekyler och andra mätningar i livsvetenskapens yttersta gräns.

6. Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

Företaget producerar organismer på beställning för specifika tillämpningar. Det har diversifierat sina tillämpningar kraftigt med många forskningsprogram och partnerskap:

• Kannabinoider
• mRNA-vaccinproduktion och nukleinsyramedicin
• Matproteiner
• Biologisk gödselframställning i partnerskap med Bayer
• Programmerbara mikrober för tarmsjukdomar
• Mikroplastnedbrytning
• Biosäkerhet och patogenupptäckt
• Avfallshantering och återvinning

Många av dessa modifieringar förlitar sig på CRISPR eller liknande genediteringstekniker, särskilt dess CAR-T-cancercellterapier.

Genom att tillhandahålla en färdig plattform för cellteknik blir Ginkgo en viktig tjänsteleverantör inom bioteknikbranschen, som går utöver läkemedelsindustrin och in i jordbruk, biosäkerhet och industriella kemiska processer.

Det ger expertis och hastighet och kan hjälpa till att minska fasta kostnader och mängden kapital som behövs för ett forskningsprojekt.

Detta visas av den mycket varierade uppsättningen kunder och partners som företaget har haft under de senaste åren.

Källa: Gingko Bioworks

Det som gör Gingko till ett stort datadriven företag är den unika bredden bland otaliga tillämpningar och organismtyper av dess cellbanker, datamängder och experiment.

Det är ett attraktivt aktiealternativ för investerare som vill satsa på genditering och cellteknik, men inte en specifik tillämpning. Detta är också typiskt mer intressant för tillväxtfokuserade investerare.

Den stora majoriteten av CRISPR-företag fokuserar på humanmedicin och genetiska sjukdomar, vilket lämnar Gingko möjligheter öppna för jordbruk, bioteknik, energi och bioprodukter (inklusive kannabinoider).

Tillsammans med den snabba expansionen av genetiska datamängder, genditeringsverktyg och AI (inklusive öppen källkod), kan detta visa sig vara en enorm möjlighet för Gingko Bioworks.

7. BenevolentAI SA (BAI.AS)

BenevolentAI använder AI-aktiverad läkemedelsupptäckt för att utveckla behandlingar för atopisk dermatit samt potentiella behandlingar för kroniska sjukdomar och cancer.

Till skillnad från andra företag som använder AI för att förutsäga cellaktivitet eller proteiners 3D-konfiguration, undersöker Benevolents BenAI-motor den befintliga databasen med 35+ miljoner vetenskapliga artiklar för att låsa upp nya insikter.

Det integrerar sedan dessa potentiella fynd i en process som inkluderar experimentell validering av idén, in-silico-analys och indikationsexpansion/läkemedelsåteranvändning.

Källa: Benevolent

Idén är att många befintliga läkemedel eller kända biologiska mekanismer kan återanvändas för nya behandlingar. Sammantaget bör en sådan strategi ge upphov till nya terapier snabbare, eftersom en stor del av det regulatoriska arbetet redan är gjort (t.ex. fas I av kliniska prövningar har visat läkemedlets säkerhet).

Företaget har ett pågående samarbete med AstraZeneca för att utveckla läkemedel för fibros och kronisk njursjukdom (ursprungligt avtal från 2019), utökat till att omfatta hjärtsvikt och systemisk lupus erythematosus (SLE) 2022.

Det har också samarbetat med Merck KGaA för att utnyttja dess expertis inom onkologi och neuroinflammation och stödja företagets AI-drivna läkemedelsupptäcktsplaner genom att fokusera på att hitta livskraftiga småmolekylkandidater.

Tidigare uppnådde det en ny indikationsexpansion som ledde till FDA-godkännande med Eli Lilly för baricitinib, som en potentiell behandling för COVID-19.

8. AbCellera

AbCellera är specialiserat på att utveckla nya kategorier av antikroppsmedicin.

Särskilt arbetar det med GPCR- och jonkanalsplattformen, en terapeutisk måltavla som tidigare inte kunde utvecklas med antikroppar. En annan plattform är T-cellsaktiverare, som förbättrar effektiviteten och minskar toxiciteten hos antikroppsbehandlingar mot cancer.

Källa: AbCellera

Under 10 år har företaget utvecklat 100+ terapeutiska program med en stor uppsättning partners, varav 50% inom onkologi. 13 molekyler har redan nått kliniska prövningar, varav 2 redan godkänts för behandling.

Källa: AbCellera

En viktig del av AbCelleras process är tillgång till ett stort urval av möjliga antikroppar. Och sedan välja rätt med höghastighets single-cell screening som drivs av maskinseende.

9. Terapier

Bioxcell fokuserar på ett koncept som de kallar “läkemedelsåteruppfinning”. Läkemedelsåteruppfinning använder AI för att analysera läkemedel som redan har visat sig vara säkra men övergivits av sina utvecklare av olika skäl.

Det undersöker också godkända produkter för nya tillämpningar.

Källa: Bioxcell

Konceptgenerering med stort datadriven och AI tar bara 6 månader (istället för flera år för nya molekyler), följt av 12 månaders validering av hypotesen som använder datorseende, djupinlärande, beslutsmatris och in-silico-validering.

Läkemedelsåteruppfinning har sett anmärkningsvärda framgångar nyligen, särskilt när den kombineras med omformulering för att ta bort bieffekter eller förbättra låg effektivitet som tidigare hade lett till att läkemedelskandidaterna övergavs.

Detta modell har redan burit frukt, med godkännandet av IGALMI (för behandling av agitation associerad med schizofreni eller bipolära störningar) på mindre än 4 år från projektstart till godkännande.

I fallet med IGALMI löstes den tidigare dåliga biotillgängligheten genom att ändra administreringsmetoden för läkemedlet och kombinera det med en metabolisk stabilisator.

Källa: Bioxcell

Företaget har redan två avancerade program i fas 3 av kliniska prövningar, samt 5 andra program i pipeline.

Det första programmet är för agitation associerad med Alzheimers demens (AAD) med en ny agent, en ny formulering av latrepirdin, en antihistaminmedicin (allergier).

Det andra är en utvidgning av IGALMI:s tillämpning, för agitation associerad med bipolära störningar eller schizofreni i en hemmiljö.

Källa: Bioxcell

Bioxcells framgång med IGALMI visar potentialen för stort datadriven, som kan utvidgas bortom ny läkemedelsupptäckt och in i förbättring av den befintliga arsenalen av läkemedel, antingen genom omformulering eller genom att hitta nya tillämpningar för kända säkra läkemedel.

10. Recursion Pharmaceuticals

Recursion Pharmaceuticals använder AI i läkemedelsupptäckt,

Företagets tillvägagångssätt syftar till att betydligt minska den tid och kostnad som krävs för att ta fram nya läkemedel till marknaden.

Att skapa solida datamängder har varit fokus för företaget sedan starten, i syfte att lösa flera problem med biologiska data:

• Analog data, från fax till pdf eller skannade utskrifter.
• Isolerade data, med lite eller inga annoteringar.
• Svåra att replikera forskningsresultat.

För att lösa dessa problem skapade Recursion en av världens största automatiserade våta laboratorier och digitaliserade miljontals av sina egna experiment (2,2 miljoner experiment per vecka).

De äger också en av världens snabbaste superdatorer för att träna sina stora språkmodeller och AI för läkemedelsupptäckt. Modellerna tränades på en bibliotek med över 2 miljarder bilder och härledde 6 biljoner relationer mellan alla möjliga kombinationer av gener och föreningar.

Källa: Recursion

Recursion etablerade ett partnerskap med AI-ledaren Nvidia och kan släppa några av sina AI-modeller till kommersiella partners via Nvidias nya BioNeMo-plattform. Det ger också Recursion prioriterad tillgång till Nvidias senaste GPU:er via NVIDIA DGX ™ Cloud.

Recursions egen FoU-pipeline är mestadels fokuserad på sällsynta sjukdomar och onkologi, med 3 läkemedelskandidater i fas 2 av kliniska prövningar.

Källa: Recursion

För mer komplexa sektorer, som neurovetenskap, olämplig onkologi, föredrar företaget att etablera partnerskap med etablerade företag inom dessa sektorer.

Till exempel Roche inom neurovetenskap och Bayer inom olämpliga onkologiska mål.

Slutligen har företaget etablerat relationer för att licensiera ut sin teknik och data, särskilt när datautbyte kan förhandlas för att öka den information som båda företagen kan använda i framtiden.