Spatialbiologi: Nanostring vs 10x Genomics

Det finns fortfarande nya gränsområden inom biologi

I tidigare artiklar diskuterade vi uppkomsten av Next-Generation-Sequencing (NGS) och dess potential att revolutionera medicinen. Bioteknik och medicin blir alltmer exakta tack vare billigare verktyg för sekvensering av DNA, användning av RNA och syntes av proteiner. Tillverkarna av dessa verktyg diskuterades i “Illumina vs Pacific Bioscience: Välj rätt Next Generation Genome Sekvenseringsföretag”

Det finns dock fortfarande viss data som saknas. Verktyg som NGS-sekvenserare samlar fortfarande in data från tusentals eller till och med miljontals celler samtidigt. Men forskare behöver ofta ta reda på vad som händer i en enda cell i taget, med en noggrannhet på nanometerskalan.

Detta är nu möjligt tack vare uppkomsten av ett nytt vetenskapsområde: spatialbiologi.

Spatialbiologi

I stället för att titta på “blandningen” av molekyler i ett prov kan spatialbiologi bestämma var i en vävnad eller en enskild cell en molekyl av intresse, som en specifik sekvens av RNA, är belägen. Och detta är antingen i 2D eller 3D.

Detta kommer att berätta för forskare hur celler interagerar med varandra, hur försvarsmekanismer aktiveras, hur en cell reagerar på kontakt med ett virus och mycket mer.

Detta har också fördelen att ge mycket känsligare data. Medan data om något som händer i bara några celler kan drunkna i ett större prov, kan spatialbiologins riktade tillvägagångssätt avslöja de viktiga rollerna för lokaliserade fenomen eller sällsynta celltyper.

Du kan läsa mer detaljerat om spatialbiologins unika fördelar i denna FAQ från Nanostring.

Källa: Yahoo Finance

Investeringspotentialen för spatialbiologi

På 2000-talet initierade genomssekvensering en revolution som nu förvandlas till genterapier, gengenredigering, mRNA-vacciner etc… på 2020-talet. Detta förvandlade Illuminas $16/aktie vid dess IPO på 2000-talet till $495/aktie 2021 vid dess topp (och fortfarande $190-$220 sedan)

2020 utsåg Nature Methods spatial transkriptomik till “metod för året”.

Det är möjligt att de första dedikerade maskinerna för spatialbiologi i vår tid kommer att ses som den tidiga fasen av en annan revolution som kommer att ta över fullständigt i slutet av 2030-talet. Det brukar löna sig att vara tidigt i ny teknik.

Detta är också ett sätt för startups och innovatörer att springa förbi etablerade konkurrenter. Det kan vara mycket svårt att slå en $35 miljarder dollar stor företag som Illumina på sin egen hemmaplan som NGS. Men spelplanen är mer jämn för nya tekniker där den större konkurrenten inte har några nyckelpatent, som spatialbiologi.

Vissa uppskattningar sätter den totala adresserbara marknaden för spatialbiologi till $16 miljarder, eftersom de flesta genetiska och molekylära biologiska forskningar fortfarande utförs med äldre, mindre kraftfulla tekniker.

Källa: Nanostring

För närvarande är de två ledande företagen i segmentet 10x Genomics och Nanostring.

10x Genomics-teknik

Företaget grundades 2012, med bland annat Serge Saxonov, chef för FoU på det personliga genometestföretaget 23andMe, som en av grundarna. Företaget fokuserade initialt på enstaka cellers genuttryck innan de utvidgade till spatialbiologi med Visium Spatial.

10x Genomics växte med en kombination av FoU ($1 miljard + investerat i FoU hittills) och förvärv. Framför allt förvärvades Visium-plattformen genom förvärvet av Spatial Transcriptomics 2018.

10x Genomics förvärvstidslinje

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

2020 lanserade de också Chromium-plattformen, uppdaterad året efter till Chromium X.

Genom förvärvet av Tetramer Shop 2021 lanserade 10x Genomics BEAM 2022.

Visium

Visium är en av de ledande teknologierna för vävnadsrumsbiologi. Den används för närvarande av tusentals kunder och nämns i 440 publikationer. I Q3 2022 sålde 10x Genomics över 100 Visium-maskiner.

Chromium

Chromium fokuserar på enstaka cellers data, med en noggrannhet på nanometerskalan. 4 150 instrument har sålts och utgör den största delen av 10x Genomics installerade maskinpark.

Xenium

Xenium är en plattform som möjliggör samtidig analys av både RNA och proteiner med komplett och exakt spatial data. Detta är något mycket kraftfullt för forskare, med tusentals olika molekyler som undersöks samtidigt. Detta är troligen den riktning som 10x Genomics maskiner kommer att ta i framtiden för alla analyser.

BEAM

BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) är en ny teknik som möjliggör för forskare att identifiera immunsystemets komponenter i detalj. Detta kan vara mycket betydelsefullt i forskning om immunitet, patogener och nya sjukdomar som Covid-19.

du kan läsa de tekniska detaljerna i detta dokument

Mjukvara

10x Genomics erbjuder ett fullständigt mjukvarusortiment för att analysera data producerad av deras utrustning i 5 olika kategorier och erbjuder också molnfunktioner och anpassade design.

Nanostring-teknik och produkter

Nanostring lanserades 2003 för att utnyttja den digitala molekylära barcoderingstekniken som uppfanns vid Seattle Institute for Systems Biology.

nCounter

2008 lanserade de sin första produkt, nCounter.

Detta var ett stort framsteg inom transkriptomik (studiet av mRNA). Tidigare och alternativa metoder var antingen långsammare eller mer komplexa. De introducerade också många fel och hade lägre kvalitetsresultat. Nanostring sammanfattade det enkelt: “Snabbare än NGS (Next Generation Sequencing), enklare än qPCR.

Källa: Nanostring

GeoMx och CosMX

nCounter drev företaget framåt medan de utvecklade nästa steg. 2019 lanserade de GeoMx DSP, följt av CosMx SMI.

GeoMx är utformat för att studera RNA-uttryck i hela vävnader och kan också analysera 150+ proteiner, fler mål än 10x Xenium.

CosMx Single Molecular Imager (SMI) kan i stället titta på en enskild cell och vad som händer inuti för RNA och upp till 64 proteinmål, och möjligen upp till 120 i 2024.

Båda introducerade en kraftfull och automatiserad process för spatialbiologi. Innan dess skulle mindre känsliga, mer kostsamma och mer arbetsintensiva metoder ha behövts. I detta segment är GEoMX den marknadsledande spatiala profilen.

De kan också använda FFPE-vävnadsprover, det vanligaste vävnadsprovet i medicinsk forskning. Detta innebär att miljontals befintliga prover som arkiverats av forskare över hela världen kan analyseras igen för nya insikter. Denna expertis härrör direkt från Nanostrings erfarenhet inom detta område genom sin nCounter-legacyprodukt.

Således var Nanostring instrumentellt för explosionen i vetenskapliga publikationer som använder spatialbiologi. Inte mindre än 7 117 publikationer nämner Nanostring-maskiner från olika områden som cancerforskning, infektionssjukdomar (inklusive Covid-19), immunologi, jordbruk eller neurologi.

AtoMx

Företaget utvecklar också dedikerad mjukvara för att hjälpa forskare. De lanserade AtoMx, en SaaS-lösning (Software as a Service), i Q4 2022. Detta bör hjälpa forskare att analysera sina data, dela dem med kollegor och skapa stora, offentligt eller privat tillgängliga databaser för spatialbiologisk forskning.

Ekonomi och värderingar

10x Genomics

10x Genomics är med stor marginal det största företaget av de två som diskuteras i denna artikel. De har totalt 1 200 anställda, och deras marknadsvärde uppgår till 5,7 miljarder dollar.

Deras intäkter var 516 miljoner dollar i det senaste kvartalet, en ökning med 9 procent jämfört med föregående år. 85 procent av deras intäkter kommer från förbrukningsvaror som används av tidigare sålda maskiner. Nettoresultatet var 6 miljoner dollar i Q4 2022, första gången företaget nådde ett positivt nettoresultat sedan det gick till börsen 2019.

På grund av mycket stora investeringar i FoU och anläggningstillgångar (-131 miljoner dollar) har företaget ett negativt fritt kassaflöde på -165 miljoner dollar. De har en kontantkudde på 429 miljoner dollar. Företaget har en netto skuld på -335 miljoner dollar, bättre än -505 miljoner dollar 2021.

Företagets försäljningsprisförhållande ligger på 11, vilket inte är billigt men förväntat för ett företag som värderas efter sin tillväxtpotential. Deras värdering är ändå ganska rimlig för ett tillväxtföretag som precis börjar gå med vinst. Någon ytterligare utspädning av befintliga aktieägare kan förväntas, eftersom företaget kommer att behöva mer kontanter om 1-2 år för att accelerera tillväxten och finansiera FoU + anläggningstillgångar.

Sammanfattningsvis är 10x Genomics troligen att bli riktigt lönsamt först när spatial genomics blir allmänt använd i de flesta forskningslaboratorier i stället för att vara den mest avancerade tekniken som finns tillgänglig idag. Ett ytterligare tillväxtsteg kan förväntas i framtiden när spatial genomics börjar användas för medicinsk diagnostik.

Nanostring

NanoString är mindre än 10x Genomics, med färre än 800 anställda. Deras marknadsvärde är också 1/13 av 10x Genomics, på 413 miljoner dollar.

Deras intäkter var 34 miljoner dollar i Q4 2022, med ett nettoförlust på 44 miljoner dollar. Under de senaste fyra kvartalen var intäkterna 127 miljoner dollar och nettoförlusterna 115 miljoner dollar. Intäkterna var ungefär jämnt fördelade mellan nCounter och spatialbiologiprodukter. 80-85 procent av intäkterna kommer från tjänster och förbrukningsvaror för tidigare sålda enheter. Det fria kassaflödet var -31 miljoner dollar i Q4 2022 och var ett ackumulerat -239,9 miljoner dollar under de senaste två åren. De har också en netto skuld på 114 miljoner dollar.

Tillgängligt kontant kapital har minskat från 410 miljoner dollar i Q1 2021 till bara 197 miljoner dollar i Q4 2022. Företaget kommer att behöva höja mer pengar vid nuvarande förbränningstakt om 12-18 månader.

Nanostrings försäljningsprisförhållande är relativt lågt på 3,1. Det återspeglar troligen deras senaste förluster, negativa kassaflöde och det förestående behovet av att höja mer kapital snart. Den dramatiska nedgången i aktiekursen sedan 2021 kan tvinga en större än planerad utspädning av befintliga aktieägare.

På samma sätt som 10x Genomics är vägen till lönsamhet genom att de flesta forskningslaboratorierna antar spatialbiologi som en rutin i sin arbetsprocess.

Nanostring eller 10x Genomics?

Båda företagen har imponerande teknik, som bringar revolutionerande ny förståelse för RNA- och proteomanalys. Det råder liten tvekan om att spatialbiologi snart kommer att bli det favoritverktyget för forskare inom onkologi, neurologi och andra områden där diskreta och transienta genuttryck är nyckeln till att lösa dödliga sjukdomar.

De två företagens konkurrenssituation verkar vara formad på ett liknande sätt som den tidiga Illumina vs PacBio-rivaliteten. Om denna analogi står sig, kan den mindre konkurrenten ha svårt att hålla jämna steg och bli lönsam, eftersom de måste matcha FoU-budgeten trots lägre totala intäkter. Den högre inkomsten tillåter den större konkurrenten att förvärva lovande startups och integrera deras tekniker i sina egna maskiner.

Ur ett investeringsperspektiv verkar 10x Genomics säkrare. De börjar bli lönsamma och har fler anställda, kontanter, kassaflöde och FoU-budget för att fortsätta framåt.

Det är dock prissatt mycket högre än Nanostring baserat på försäljningsprisförhållande. Så Nanostring är troligen att överträffa i termer av avkastning på investerat kapital OM de lyckas stänga gapet i totala försäljning med 10x Genomics. Om denna förutsättning uppfylls kan Nanostring överträffa sin större rival och kompensera för inkommande aktieägares utspädning.