En İyi 10 Biyoteknoloji Büyük Veri Şirketi

Daha İyi İlaç İçin Daha Fazla Veri

Biyolojiyi öğrendikçe henüz bilmediğimiz şeylerin kapsamını da görüyoruz. Genomik devrimi ve 2000’lerin başındaki insan genomu çalışmaları, bu dönüşümün önemli aşamalarıydı.

Genomik verilerine transkriptomik, proteomik, metabolomik ve mikrobiyom gibi veri katmanlarının eklenmesi, çoklu omik yaklaşımlarını geliştirdi. Bu değişimi ”Multiomics, Biyoteknolojide Bir Sonraki Adım” başlıklı yazımızda daha ayrıntılı ele aldık.

Yeni araçlar hücrelerin yapısı ve işleyişi hakkında çok büyük veri kümeleri üretiyor. DNA dizileme maliyetinin düşmesi bu büyümeyi hızlandırdı. Proteinler ve diğer moleküller için kullanılan ölçüm yöntemleri ve maliyetler ise DNA dizilemeyle birebir aynı değildir.

Kaynak: ResearchGate

Böylece bilgi teknolojilerindeki büyük veri yaklaşımının biyoteknolojiye uygulanmasına yönelik ilgi arttı.

Barron’s dergisi 2018’de ”Büyük Veri, Büyük Biyoteknoloji Getirilerine Yol Açacak mı?” sorusunu sorarken sektörde de ”Biyoproses için Büyük Ölçekli Veri İşleme ve Analizinin Uygulanması” gibi başlıklarla yöntemler tartışılıyordu.

Birçok şirket, biyolojik verilerin büyük ölçekte üretilmesi ve analiz edilmesi için araçlar geliştiriyor.

Yapay zekâ ve büyük veri

Üretken yapay zekâ ve büyük dil modelleri 2022–2023 döneminde geniş kitlelerin dikkatini çekti. Biyoteknolojide ise makine öğrenmesi daha önce de kullanılıyordu. Veri ile yapay zekâ birbirini destekleyebilir:

• Model eğitimi, amaca uygun, kaliteli ve yeterince açıklanmış verilere ihtiyaç duyar.
• Yapay zekâ büyük veri kümelerinde örüntüler bulmaya yardımcı olabilir. Ancak sonuçların uzman değerlendirmesi ve deneylerle doğrulanması gerekir.

Bu nedenle büyük veriyle çalışan birçok biyoteknoloji şirketi yapay zekâyı da kullanıyor. Bununla birlikte, bir hesaplama modelinden onaylı ve gelir getiren bir ilaca geçiş kolay veya doğrudan değildir: deneysel doğrulama, klinik çalışmalar, düzenleyici değerlendirme ve finansman gerekir.

Büyük veriyle çalışan 10 biyoteknoloji şirketi

1. Illumina

Illumina, genom dizileme cihazları ve ilgili ürünlerde büyük bir sağlayıcıdır. 2023’te konsolide yıllık geliri yaklaşık 4,5 milyar dolardı; 1,2 milyar dolarlık bir dönem rakamı yıllık gelir olarak sunulmamalıdır.

Cihazları birçok araştırma ve biyoteknoloji kuruluşunun genomik veri üretmesinde kullanılır. Bu, sektördeki tüm verilerin tek sağlayıcısı olduğu anlamına gelmez.

Illumina hem cihaz satışlarından hem de cihazlarda kullanılan sarf malzemelerinden gelir elde eder. Kullanım yoğunluğu arttıkça sarf tüketimi artabilir, ancak cihaz başına gelir her zaman otomatik olarak yükselmez.

NovaSeq X serisinin 2023’teki sevkiyatları 352 sisteme ulaştı. Yeni cihazlar yüksek hacimli dizilemeyi destekler; tek hücre ve uzamsal analizlerde ise uygun örnek hazırlama ve analiz araçları da gerekir.

Bu seri, şirketin daha önce oluşturduğu geniş dizileme cihazı tabanına ekleniyor. Kurulu cihaz sayısı ile aktif kullanımda olan cihaz sayısı aynı ölçüt değildir.

Kaynak: Illumina

Grail Sorunları

Illumina’nın geçmişini değerlendirirken, kanda tümör kaynaklı sinyalleri araştıran sıvı biyopsi teknolojisi ve GRAIL de önem taşır.

GRAIL, Illumina’dan ayrılarak bağımsız bir şirket olarak kuruldu; Illumina daha sonra şirketi yeniden satın aldı.

GRAIL, Galleri adlı çoklu kanser erken tespit testini geliştirdi. Ayrı bir 2023 araştırmasında, nüks etmiş veya tedaviye dirençli altı hematolojik kanser grubundan alınan örneklerde metilasyon temelli test yaklaşık %92 tespit oranı gösterdi. Bu, tüm kanser nükslerinin %92’sini saptayan onaylı genel bir tarama testi anlamına gelmez.

Illumina, GRAIL’i 2021’de yeniden bünyesine kattı.

ABD ve AB makamları, Illumina’nın GRAIL rakiplerine de dizileme teknolojisi sağlaması nedeniyle rekabet kaygıları dile getirdi. AB 432 milyon avroluk ceza uyguladı; ancak Eylül 2024’teki yargı kararı sonrasında ilgili kararlar geri çekildi ve ceza ödenebilir olmaktan çıktı.

İşlemin maliyeti, finansmanı ve şirket yönetimi de yatırımcılar arasında tartışma yarattı.

Aktivist yatırımcı Carl Icahn şirket yönetimini eleştirdi ve işlemlerin hissedarlar yerine bazı içeridekilerin çıkarlarını gözettiğini öne sürdü. Bunlar iddia niteliğindedir; soruşturma veya eleştiri, usulsüzlüğün kanıtlandığı anlamına gelmez. Konuyla ilgili görüşler Non-GAAP Investing yazı dizisinde de tartışılıyor.

GRAIL’in yeniden ayrılması kararlaştırıldı; yönetim kurulu ayrılma işlemini 4 Haziran 2024’te onayladı. Ayrılma 24 Haziran 2024’te tamamlandı ve Illumina %14,5 azınlık payını korudu.

GRAIL süreci Illumina ve hissedarları için mali ve hukuki belirsizlikler yarattı. Illumina’nın dizileme alanında büyük bir sağlayıcı olması bu riskleri ortadan kaldırmaz.

Kan testlerinin daha yaygın kullanılması dizileme ürünlerine talep yaratabilir. Bunun büyüklüğü klinik fayda, ödeme kapsamı, düzenleyici durum ve rekabete bağlıdır.

Illumina, biyoinformatik yazılım şirketi Partek’i satın alarak cihaz ve sarf malzemelerinin ötesindeki analiz araçlarını genişletti.

2. Schrödinger, Inc.

Schrödinger, etkinlik, çözünürlük, yarı ömür ve sentezlenebilirlik gibi özellikleri dengeleyerek molekül tasarımına yardımcı olan fizik tabanlı hesaplama modelleri geliştirir.

Makine öğrenmesini fizik tabanlı yöntemlerle birleştiren Schrödinger (SDGR ), çok büyük sanal molekül kümelerini önceliklendirebilir. Ancak hesaplanan adaylar deneysel ve klinik doğrulama gerektirir; belirli bir örnekteki milyarlarca molekülden birkaç adaya eleme sonucu her proje için garanti değildir.

Kaynak: Schrodinger

Schrödinger, Bayer ile 2020’de yaklaşık 10 milyon avro ödeme öngören beş yıllık teknoloji işbirliği imzaladı. Amaç, şirketin molekül tasarım araçlarını Bayer’in bilgisayar tabanlı tahmin modelleriyle birleştirmekti.

2022’de duyurulan Lilly işbirliği, peşin ödemenin yanında toplam 425 milyon dolara kadar koşullu keşif, geliştirme ve ticari kilometre taşı ödemeleri ile telif hakkı payları içeriyordu. Bu tutar gerçekleşmiş gelir değildir.

Şirketin işbirliği geçmişinde Takeda, Sanofi (SNW.DE ) (SNY ), Bristol Myers Squibb ve başka ilaç şirketleri bulunuyor.

Kaynak: Schrodinger

Schrödinger hem yazılım satışı hem de ilaç geliştirme işbirliklerinden gelir elde eder ve kendi adaylarını da geliştirir. Araştırma ve geliştirme harcamaları nedeniyle gelir büyümesi tek başına sürekli kârlılık anlamına gelmez.

Şirket, biyofarmasötikler ve kimyasallar, piller ve polimerler gibi malzeme uygulamalarında da hesaplama yöntemleri geliştiriyor.

Kaynak: Schrodinger

Yeni işbirlikleri, yazılım talebi ve deneysel sonuçlar değerlendirmede önemlidir. Bir ortaklık duyurusu tek başına teknolojinin klinik başarısını veya yeni pazardaki kârlılığı kanıtlamaz.

3. Exscientia

Exscientia, yapay zekâyı hassas tedavi adayları geliştirmek için kullanıyordu. Yazılımı hedef seçimi, molekül tasarımı ve deneylerin önceliklendirilmesi gibi aşamaları destekliyordu.

Kaynak: Exscientia

Şirket, bazı projelerinde hedef seçimi ile aday belirleme arasındaki süreyi ve gereken kaynakları azalttığını bildiriyordu. Bu tür oranlar belirli karşılaştırmalara dayanır; klinik geliştirme süresini veya tüm projelerin maliyetini otomatik olarak aynı ölçüde azaltmaz.

Exscientia’nın portföyünde erken klinik adaylar ve ortaklı araştırma programları bulunuyordu. Milyarlarca dolarlık potansiyel kilometre taşı toplamları, kazanılmış gelir değildir. Onkoloji ve enflamatuvar hastalıklar önemli çalışma alanlarıydı.

Kaynak: Exscientia

Nakit durumu ve ortaklıklar değerlendirilirken devam eden araştırma giderleri ve klinik riskler de dikkate alınmalıdır. Exscientia, 20 Kasım 2024’te tamamlanan birleşmeyle Recursion’ın tamamen sahip olduğu bağlı ortaklığı oldu; yıl sonu itibarıyla ayrı bir halka açık yatırım seçeneği olarak sunulmamalıdır.

4. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics (TXG ), tek hücre ve uzamsal biyoloji araçları geliştirir. Bu araçlar gen ifadesinin hangi hücrelerde ve dokunun hangi bölgelerinde gerçekleştiğini incelemeye yardımcı olur; her ölçüm doğrudan üç boyutlu veya hücre içi görüntüleme değildir.

2012’de kurulan şirketin kurucuları arasında, daha önce 23andMe’de araştırma ve geliştirme yöneticiliği yapan Serge Saxonov bulunur.

10x Genomics kendi araştırmalarının yanında satın almalarla da büyüdü. 2018’de Spatial Transcriptomics’i satın alması Visium platformunun gelişimine katkıda bulundu.

Kaynak: 10x Genomics – 10x Genomics’in satın alma geçmişi

2020’de ReadCoor ve Cartana’nın satın alınması da Xenium platformunun geliştirilmesini destekledi.

Şirketin tek hücre analizinde kullanılan Chromium platformu 2020’den önce piyasadaydı. Daha sonraki sürümler arasında 2021’de tanıtılan Chromium X yer alır.

2021’de Tetramer Shop’un satın alınmasının ardından geliştirilen BEAM (barkodla antijen eşleştirme), bağışıklık hücrelerinin antijen tanımasını araştırmak için kullanılır. Araştırma aracı olması, onaylı tanı testi olduğu anlamına gelmez.

2023’ün ikinci çeyreğinde gelir yıllık %17 arttı; Xenium sevkiyatları Ağustos 2023’te 100 sistem eşiğini geçti.

Şirket Eylül 2023’te NanoString’e karşı geçici bir ihtiyati tedbir kararı aldı. Ancak CosMx ürünlerini etkileyen bu AB kararı 26 Şubat 2024’te temyizde kaldırıldı. Önceki satış kısıtlamasını hâlen geçerli bir yasak olarak sunmak doğru değildir.

Uzamsal biyoloji araçları ağırlıklı olarak araştırmada kullanılıyor. Gelecekte klinik uygulamalar gelişebilir, ancak bu kullanım ayrıca doğrulama ve düzenleyici değerlendirme gerektirir. Daha geniş cihaz tabanı sarf satışlarını destekleyebilir; kullanım düzeyi ve rekabet de önemlidir.

5 . Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore, DNA veya RNA’nın nanoporlardan geçerken elektrik akımında oluşturduğu değişimleri ölçen dizileme teknolojisi kullanır. Yazılım bu sinyalleri baz dizisine dönüştürür. Gerçek zamanlı veri üretimi önemli bir özelliktir, fakat bilgisayarların genetik veri okuması ilk kez bu teknolojiyle başlamamıştır.

Kaynak: Oxford Nanopore

Uzun okumalar, karmaşık genom bölgeleri ve yapısal değişimler hakkında bilgi sağlayabilir. Sonuçların yararı ve doğruluğu örnek, iş akışı ve kullanılan modele bağlıdır; her kanser veya enfeksiyon analizinde otomatik üstünlük anlamına gelmez.

Nanopor ölçümü küçük ve taşınabilir cihazlara da uygundur. Düşük başlangıç fiyatlı paketler bulunabilir, ancak akış hücreleri, reaktifler, örnek hazırlama ve bilgisayar giderleri toplam maliyete eklenir.

Oxford Nanopore’un uzun okumaları ve taşınabilirliği, onu farklı uygulamalarda konumlandırır.

Teknoloji kısa okuma yöntemlerinin bazı kullanım alanlarını tamamlayabilir veya onlarla rekabet edebilir.

Hangi yöntemin tercih edileceği okuma uzunluğu, doğruluk, verim, maliyet ve klinik doğrulama gibi ihtiyaçlara bağlıdır.

Nanoporların proteinler ve başka moleküllerin ölçümünde kullanımı da araştırılıyor. Bu araştırmaların hepsi mevcut, rutin ticari testler değildir.

6 . Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

Ginkgo Bioworks, belirli uygulamalar için hücre ve organizma mühendisliği hizmetleri geliştirir. Araştırma ve ortaklık alanları arasında şunlar bulunur:

• Kannabinoidler
• mRNA aşı üretimi ve nükleik asit ilaçları
• Gıda proteinleri
• Bayer ile ortaklıkta biyolojik gübre üretimi
• Bağırsak hastalıkları için programlanabilir mikroplar
• Mikroplastik biyoremediasyonu
• Biyogüvenlik ve patojen tespiti
• Atık ve kirleticilerin geri dönüştürülmesi

Bazı projeler CRISPR veya başka genetik mühendislik araçlarını kullanır. Örneğin şirket CAR-T hücre tedavilerine yönelik mühendislik çalışmalarına katkıda bulunmuştur.

Ginkgo’nun platformu ilaç araştırmaları, tarım, biyogüvenlik ve endüstriyel biyoloji projelerine hizmet sunmayı amaçlar.

Ortak altyapı bazı projelerde uzmanlığa erişimi kolaylaştırabilir ve başlangıç yatırımlarını azaltabilir. Bunun her projede daha düşük toplam maliyet sağlayacağı garanti değildir.

Şirketin farklı sektörlerdeki ortaklıkları platformun uygulama kapsamını gösterir.

Kaynak: Ginkgo Bioworks

Ginkgo’nun büyük veri yaklaşımı, farklı organizmalar, hücre tasarımları ve deneylerden elde edilen sonuçların yeniden kullanılmasına dayanır.

Bu iş modeli tek bir ilaç adayından daha geniş uygulamalar sunabilir. Bununla birlikte, sözleşme yapısı, gelir kalitesi, araştırma harcamaları ve finansman ihtiyacı yatırım açısından önemlidir.

Gen düzenleme yalnızca insan hastalıklarıyla sınırlı değildir. Tarım, endüstriyel biyoloji ve biyolojik ürünler de potansiyel kullanım alanlarıdır.

Büyüyen veri kümeleri, geliştirilmiş deney araçları ve yapay zekâ yeni fırsatlar yaratabilir; bunlar ticari başarıyı veya kârlılığı garanti etmez.

7. BenevolentAI SA (BAI.AS)

BenevolentAI, hastalık mekanizmaları ve ilaç hedefleri araştırmak için yapay zekâ kullanır. Atopik dermatit adayı BEN-2293’ün 2023 Faz IIa çalışması güvenlilik sonlanımını karşıladı, ancak temel ikincil etkinlik sonlanımlarını karşılamadı; ardından bu adaya ek harcama yapılmaması kararlaştırıldı.

Şirketin BenAI motoru bilimsel yayınlar ve başka biyomedikal veriler arasında ilişkiler araştırır. Veri tabanındaki yayın sayısı zaman içinde değişir ve sonuçların doğruluğunu tek başına göstermez.

Ortaya çıkan hipotezler deneysel doğrulama, bilgisayar analizleri ve gerektiğinde mevcut ilaçlar için yeni kullanım alanları araştırılmasıyla sınanır.

Kaynak: Benevolent

Bir ilacın başka amaçla kullanılması bazı geliştirme adımlarını kolaylaştırabilir. Ancak önceki bir endikasyondaki güvenlilik verileri yeni hasta grubu, doz, uygulama yolu veya kullanım için yeterli olmayabilir. Etkinlik ve düzenleyici gereklilikler ayrıca değerlendirilir.

Şirketin 2019’da başlayan AstraZeneca işbirliği (AZN ) fibrozis ve kronik böbrek hastalığı hedeflerini kapsıyordu; 2022’de kalp yetmezliği ve sistemik lupus eritematozus da eklendi.

Ayrıca Merck KGaA ile ortaklık (MRK.DE ) kapsamında onkoloji ve nöroenflamasyon alanlarında küçük molekül adayları araştırıldı.

BenevolentAI, barisitinibin COVID-19 için yeniden değerlendirilmesine yönelik hipotezin geliştirilmesine katkıda bulundu. Lilly’nin klinik çalışmaları ve düzenleyici değerlendirme sonrasında FDA belirli hastanede yatan yetişkinler için onay verdi. Bu başarı, her yeniden konumlandırma önerisinin etkili olduğu anlamına gelmez.

8. AbCellera

AbCellera, antikor temelli ilaç adaylarının keşfi ve geliştirilmesine yönelik araçlar ve ortaklıklar kurar.

Önemli çalışma alanlarından biri GPCR ve iyon kanalı platformudur. Bunlar antikor geliştirmesi zor hedeflerdir; daha önce hiçbir antikorun geliştirilemediği şeklinde mutlak bir iddia doğru olmaz. Bir diğer alan T hücresini yönlendiren antikorlardır. Amaç, bağışıklık hücrelerini tümöre yönlendirirken etkinlik ve güvenlilik dengesini iyileştirmektir; tüm adaylarda daha düşük toksisite kanıtlanmış değildir.

Kaynak: AbCellera

Şirket çok sayıda ortaklı tedavi programı geliştirmiştir. Geçmişte iki COVID-19 antikoru acil kullanım yetkisi aldı; bu, tam ilaç onayıyla aynı değildir ve yeni varyantlar nedeniyle bu ürünlerin ABD’deki kullanım yetkileri daha sonra sınırlandı veya kaldırıldı. Geçmiş klinik aday sayıları güncel portföyle karıştırılmamalıdır.

Kaynak: AbCellera

AbCellera geniş antikor koleksiyonları oluşturur ve yüksek verimli tek hücre taramasıyla uygun adayları seçmeye çalışır. Makine görüşü bu süreçte kullanılan araçlardan biridir.

9. BioXcel Therapeutics

BioXcel Therapeutics, “ilaç yeniden inovasyonu” adını verdiği yaklaşımda yapay zekâyı bilinen moleküllerin yeni formülasyonlarını ve kullanım alanlarını araştırmak için kullanır. Önceden insanlarda denenmiş bir molekül her dozda ve endikasyonda güvenli kabul edilemez.

Onaylı ürünler için yeni uygulamalar da araştırılır.

Kaynak: BioXcel Therapeutics

Şirket, hesaplama yöntemleri ve deneysel doğrulamayla adayları daha hızlı önceliklendirmeyi amaçlar. Kavram geliştirme için verilen altı veya on iki aylık örnek süreler, tam klinik geliştirme ve ruhsatlandırma süresi değildir.

Yeniden formülasyon, uygun durumlarda emilim veya uygulama sorunlarını çözebilir. Yan etkilerin tamamen ortadan kalktığı veya önceki başarısızlığın mutlaka aşılacağı sonucuna varılamaz.

Bu yaklaşımın bir örneği, IGALMI adlı deksmedetomidin filminin 2022’de FDA tarafından yetişkinlerde şizofreni veya bipolar I/II bozuklukla ilişkili akut ajitasyon için onaylanmasıdır. İlk onayda sağlık çalışanı gözetimi ve izlem gerekiyordu.

IGALMI, deksmedetomidini dil altından veya yanak içinden uygulanan bir filmle verir. Bir “metabolik stabilizatör” ile birleştirildiği iddiası doğru değildir. Hipotansiyon, bradikardi ve uyku hâli gibi önemli riskleri vardır.

Kaynak: BioXcel Therapeutics

2024’teki ileri geliştirme çalışmaları BXCL501’in yeni kullanım alanlarına odaklanıyordu. Bunlar onaylı endikasyonlardan ayrı araştırma programlarıydı.

Bunlardan biri Alzheimer demansıyla ilişkili ajitasyon için BXCL501, yani deksmedetomidin filmiydi. Bu programı latrepirdin adlı antihistaminikle özdeşleştirmek yanlıştır.

Diğeri, şizofreni veya bipolar bozuklukla ilişkili ajitasyonun ev ortamında tedavisiydi. 2024’te bu kullanımın güvenliliği ve etkinliği araştırılıyordu; mevcut onay evde gözetimsiz kullanımı otomatik olarak kapsamıyordu.

Kaynak: BioXcel Therapeutics

IGALMI örneği, bilinen bir molekülün yeni formülasyonuyla geliştirme yapılabildiğini gösterir. Bununla birlikte, yeni kullanım alanları için klinik kanıt, güvenlilik değerlendirmesi ve düzenleyici onay gerekir.

10 . Recursion Pharmaceuticals

Recursion Pharmaceuticals (RXRX ), ilaç keşfinde yapay zekâ ve otomatik deney sistemlerinden yararlanır.

Şirketin amacı, adayların seçimi ve doğrulanmasında zaman ve kaynak kullanımını iyileştirmektir. Bu, yeni ilaçların piyasaya çıkış süresinin kesin olarak kısalacağı anlamına gelmez.

Şirketin yaklaşımı biyolojik verilerdeki bazı sorunları gidermeyi hedefler:

• Faks, PDF veya taranmış çıktılarda kalan, yeniden kullanılması zor veriler.
• Birbirinden kopuk ve yetersiz açıklanmış veri kümeleri.
• Tekrarlanması zor deneyler ve sonuçlar.

Recursion, otomatik laboratuvarlarla standartlaştırılmış deneyler ve büyük görüntü veri kümeleri üretir. Haftalık kapasite açıklamaları, her hafta aynı sayıda tamamlanmış ve doğrulanmış deney yapıldığı anlamına gelmez.

Şirket, görüntü analizi ve başka makine öğrenmesi modellerini eğitmek için BioHive süperbilgisayarlarını kullanır. Her model büyük dil modeli değildir. Hesaplanan gen–bileşik ilişkileri de deneysel olarak kanıtlanmış tedavi etkileriyle aynı değildir.

Kaynak: Recursion

Recursion, NVIDIA (NVDA ) ile işbirliği yapıyor. Ocak 2024’te görüntü temelli Phenom-Beta modelini NVIDIA BioNeMo üzerinden dış kullanıma sundu. Ortaklık ayrıca hesaplama altyapısı ve model geliştirmeyi destekliyordu.

Recursion’ın ilaç geliştirme portföyünde nadir hastalıklar ve onkoloji yer alır. Adayların sayısı ve klinik aşaması zamanla değişir; erken veya orta aşamadaki bir aday henüz onaylı tedavi değildir.

Kaynak: Recursion

Nörobilim ve daha önce ilaç hedeflemesi zor olmuş onkoloji mekanizmaları gibi alanlarda şirket, büyük ilaç kuruluşlarıyla ortaklıklar kuruyor.

Örnekler arasında Roche ile nörobilim ve Bayer ile onkoloji araştırmaları bulunur.

Teknoloji ve veri lisanslama anlaşmaları da iş modelinin parçasıdır. Veri paylaşımının kapsamı sözleşmelere bağlıdır; olası kilometre taşı tutarları gerçekleşmiş gelirden ayrı değerlendirilmelidir.