Illumina (ILMN): Genomik Çağın Kazma ve Küreklerini İnşa Etmek

Genom Dizileme Maliyet Eğrisi

Tıbbın büyük bir kısmı boyunca doktorlar, semptomları gözlemlemek ve hafifletmeye çalışmakla sınırlıydı. Bu durum, genetik hastalıklar da dahil olmak üzere, vücuttaki işlev bozukluğundan kaynaklanan bulaşıcı olmayan hastalıklar için özellikle geçerliydi.

DNA yapısı ve işlevinin keşfiyle, 1962 Nobel Tıp Ödülü’ne layık görüldü, biyolojik sistemin gerçekten nasıl çalıştığını daha iyi anlamaya başladık. PCR teknolojisi, 1993 Nobel Tıp Ödülü’ne layık görüldü, yeni analiz yollarını açtı.

Bu daha da genişlediğinde tam genomların dizilemeye başlanmasıyla. İlk insan genomu 2003 yılında 13 yıllık yoğun çalışmanın ardından 3 milyar dolar maliyetle dizilmiştir. Hızla, tam genom dizilemesi daha da ucuzlamaya başladı. 2007 yılına gelindiğinde bir tam genomu “sadece” 1 milyon dolar maliyetle dizilebiliyordu. 2014 yılında ise sadece 1 000 dolar. Bugün maliyet yaklaşık 200 dolar seviyesinde ve hâlâ düşüyor.

Bu, Moore Yasası’nı andırıyor; mikroçip üzerindeki inç kare başına transistör sayısının her yıl iki katına çıkması ve bileşen başına üretim maliyetinin yarıya inmesiyle bilgisayarlar günlük hayatımızın bir parçası haline geldi.

Ancak genomik maliyetlerdeki düşüş çok daha çarpıcı oldu. Bu, NGS: Yeni Nesil Dizileme sayesinde mümkün oldu. Silikon çiplerin ilerlemelerini kullanıyor, ancak ikili kod okumak yerine genetik kodu okuyor. Silikon çip üretimi ilerledikçe NGS de daha verimli hâle geldi.

Son 10 yılda, genom başına maliyet öyle bir çöküş yaşadı ki, artık tıp profesyonellerinin elindeki test silahları arasında ucuz bir test haline geliyor.

Kaynak: Illumina

Bu devrimin merkezinde en büyük genom dizileme makinesi şirketi: Illumina yer alıyor.

Illumina Genel Bakış

Illumina Sayılarla

Genom dizileme makinelerinin açık ara en büyük üreticisi olan Illumina, alanda bir öncü olmuş ve on yıllar boyunca dizileme teknolojisini ileriye taşıdı.

Şu anda 165 ülkede 22 000+ kurulu dizileyici bulunuyor.

Illumina’nın dizileme makinelerinin tüketim maddelerinin yaklaşık yarısı klinik uygulamalarda, diğer yarısı ise kamu ve özel araştırma laboratuvarlarında kullanılıyor. Klinik uygulamalarda talebin yarısı onkolojiden, ardından gen-hastalık-testlerinden (GDT) geliyor.

Kaynak: Illumina

Illumina’nın gelirinin büyük kısmı Amerika ve Avrupa’dan geliyor, Çin’den sadece %7. Dolayısıyla Illumina’nın Çin’in “güvenilir olmayan varlık listesine” alınması, Trump’ın tarifelerine karşı bir misilleme olarak, büyük bir sonuç doğurması muhtemel görünmüyor. Ancak bu, şirketin 2028’e kadar hem cihazları hem de tüketim maddelerini kapsayan Çin‑yerelleştirilmiş üretim planlarını durdurabilir.

Kaynak: Illumina

Kısa Okuma Genomikleri

Illumina, kısa genetik dizi okuma üzerine odaklanmıştır. Bu, genomun küçük parçalarını tek tek okuyup, daha sonra bütün bir bütün hâline getirmek anlamına gelir.

Bu, karmaşık araştırma projelerinde tercih edilen uzun okuma dizilemesiyle aynı olmayabilir, ancak en yaygın kullanılan yöntem budur. Uzun okuma, Illumina’nın uzun süredir rakibi olan Pacific Bioscience (PACB ) tarafından giderek niş bir seçenek hâline gelmektedir.

Kısa okuma, genotipleme, genetik hastalıklarla ilişkili tek nükleotid varyantlarını keşfetme (en yaygın durum) ve sıvı biyopsi ile kanserin erken tespiti (bu teknoloji ve pazar hakkında aşağıda daha fazla bilgi) için kullanılan yöntemdir.

Şirket, klinik uygulamalarda NGS (Yeni Nesil Dizileme) talebinin %18 CAGR, araştırmada ise %6 CAGR büyüyeceğini ve 2033’e kadar klinik için 100 milyar dolar, araştırma için 25 milyar dolar toplam adreslenebilir pazar (TAM) oluşturacağını öngörüyor.

Kaynak: Illumina

İş Modeli ve Pazar Payı

Illumina, dizileme makinesini satarken bir miktar gelir elde eder, ancak gelirinin büyük kısmı bu makineleri çalıştırmak ve dizileme yapmak için kullanılan tüketim maddelerinden gelir. Bu tüketim maddeleri özel kimyasallar ve DNA zincirleridir; her dizileme makinesi genellikle yalnızca orijinal üreticinin sağladığı ürünlerle çalışır.

Örneğin, 2024 Q4’te toplam 1,1 milyar dolar gelirden 698 milyon dolar tüketim maddelerinden gelmiştir. Bu tekrarlayan gelirlerin büyük bir kısmı, 2023’ün sonunda piyasaya sürülen ve şu anda tamamen dağıtılmış olan Illumina’nın en yeni yüksek‑hızlı dizileme makinesi NovaSeq X ile ilişkilidir; bu makine toplam tüketim maddeleri gelirinin %2040’ını oluşturur.

Bu sadece Illumina için sabit bir gelir akışı yaratmakla kalmaz, aynı zamanda müşterilerini şirketle uzun vadeli bir ortaklık içinde kilitler.

Mevcut müşteriler, araştırma veya tıbbi protokollerini Illumina makineleriyle kalibre ettikleri için başka bir tedarikçiye geçmekte isteksiz olabilirler. Farklı makineler arasında sonuçları karşılaştırmak da zor olabilir.

Dolayısıyla herhangi bir yeniden tasarım maliyetli, zaman alıcı olur ve aynı zamanda dizileme yapan teknisyen ve araştırmacıların yeniden eğitilmesini gerektirir.

Tarihsel olarak, bu etkiler Illumina ekosisteminde mevcut müşterileri kilitlemek, Pacific Biosciences gibi rakiplerin pazara girmesini büyük ölçüde sınırlayan güçlü bir rekabet avantajı olmuştur.

Bunun bir yansıması olarak, Illumina 2024 yılında klinik genomik testlerinin %90’dan fazlasına sahiptir.

Dolayısıyla niş pazarlar ve belirli araştırma alanları (PacBio uzun okuma, Element Bioscience orta ölçekli, ya da Ultima Genomics düşük maliyetli dizileme) daha fazla rekabet görürken, Illumina hâlâ DNA ve genom dizileme pazarının büyük bir kısmını kontrol etmektedir.

Illumina’nın Finansal Performansı

Yeni nesil genomik teknolojilerindeki patlayıcı ilerlemeler ve CRISPR‑temelli ilk gen düzenleme ilacının onaylanması (CRISPR Therapeutics (CRSP ) – ilgili yatırım raporu için bağlantıyı takip edin) son yıllarda Illumina yatırımcıları için zorlayıcı oldu.

Bu, pandeminin yıllarında güçlü büyüme ve daha da güçlü beklentilerin ardından biyoteknoloji sektöründeki genel bir düşüşün izlenmesidir; 2021’de zirveye ulaşmıştır.

Kaynak: Google Finance

Bu hisse senedi rakamları şirketin büyümesini yansıtmaz; dizileme aktivitesinde %30 yıllık artış görülmüş, özellikle yüksek ve orta verimli cihazların benimsenmesi sayesinde.

Ve Illumina, sadece 2024 yılında araştırma ve geliştirmeye yaklaşık 1,2 milyar dolar harcayarak bir sonraki nesil dizileme teknolojisine hazırlanıyor.

Illumina’nın Geleceği

Multiomikler

Uygun fiyatlı ve otomatikleştirilmiş genom dizilemesinin ortaya çıkması, daha önce görülmemiş bir biyolojik veri seli yaratmıştır.

Paralel olarak, yaşam sistemlerinin karmaşıklığı multiomiklerin ortaya çıkmasına yol açtı; bu alan, biyolojik bilimlerin tüm -omik alt segmentlerini birleştirerek biyoteknolojide bir sonraki adım olarak görülüyor:

• Genomik: hücre çekirdeğindeki DNA dizisinin analizi.
• Transkriptomik: DNA talimatlarını taşıyan mRNA’nın analizi.
• Epigenomik: genetik diziyi etkilemeden genomun modifikasyonu, yani “epigenetik”.
• Proteomik: proteinlerin analizi, şekerlerle (post‑translasyonel) modifikasyonları dahil.
• Metabolomik: kimyasal bileşiklerin ve metabolizmanın analizi.
• Mikrobiyomik: vücut içinde veya üzerindeki tüm mikropların analizi.
• Tek‑hücreli multiomik: bireysel hücrelerde multiomik analiz.
• Uzamsal biyoloji: belirli mRNA, protein veya hücrelerin 3D konumunun analizi.

Kaynak:  Ark Research

Yeni alanlar ortaya çıkıyor; örneğin Agrigenomik (tarımsal verimi artırmak için genomik), Ekolojik genomik (ekosistemin sağlığını ve genetik çeşitliliğini doğru değerlendirme) ya da Sentetik Biyoloji (belirli bir amaçla yeni genler, özellikler veya bütün organizmalar yaratma) gibi.

Bu devasa veri selini anlamlandırmak için iki unsurun kavranması gerekir:

• Genomik, en iyi anlaşılmış veri seti olarak multiomiklerin merkezinde kalır; “talimat seti” tüm diğer biyolojik fenomenleri düzenler ve genellikle farklı multiomik veri setlerini birleştiren bağlayıcı unsur olur.
• Veri analizi ve yapay zekadaki eşzamanlı ilerleme, bu veri selini faydalı hâle getirmede muazzam bir yardımcıdır, özellikle genomik verilerle korelasyon kurarak.

Bu veri patlamasına yanıt olarak Illumina, çok hızlı bir şekilde bir yazılım şirketi hâline geliyor ve multiomik analizinin çeşitli noktalarında yerel olarak bütünleşik çözümler sunmayı hedefliyor.

Kaynak: Illumina

Bu aynı zamanda ulusal genomik programları, Nvidia (NVDA ), Broad Clinical Labs gibi birçok aktörle sıkı ortaklıklar kurularak genomik veri ve araçlarının bütünleştirilmesiyle gerçekleşiyor.

Kaynak: Illumina

Transkriptomik

Genomik dışında büyüyen bir alan da transkriptomiktir; DNA bilgilerini taşıyan mRNA moleküllerini ve bunların faydalı proteinlere dönüşümünü analiz eder. DNA, biyolojik makine parçalarının (proteinlerin) planı ise, mRNA bu parçaların ne kadar ve nerede üretileceğini belirten talimat setidir.

Dolayısıyla transkriptom, bir genin ne zaman, nerede ve ne kadar aktif olduğunu gösterir. Şimdiye kadar bu analizler çoğunlukla hedef genlerde yapılmıştır; tam transkriptom dizilemesi ise oldukça maliyetli bir öneri ve teknik zorluklar içerir.

Illumina, 2026 için yeni bir tam transkriptom makinesi duyurdu; bu makine transkriptomiyi uzamsal biyoloji ile birleştiriyor; bu sektör şu ana kadar çoğunlukla 10x Genomics (TXG ) tarafından kontrol ediliyordu.

Illumina uzamsal teknolojisi, araştırmacıların bir deneyde milyonlarca hücrenin uzamsal yakınlığını incelemesine olanak tanır; mevcut teknolojilerin dokuz katı daha büyük bir yakalama alanı ve dört katı daha yüksek çözünürlük sunar.

Tam uçtan uca bir çözüm olarak, tek‑hücre ve uzamsal araştırmacılar için en yüksek değeri daha uygun bir fiyat noktasında sunar. Uzamsal çözüm, ölçek ve doğruluk açısından sektör standartlarını aşmaktadır.

Kaynak: PR News Wire.

Bu çözüm, Illumina’s NextSeq ve NovaSeq dizileyicileriyle uyumlu olacak, büyük ölçekli programların maliyetini azaltmaya yardımcı olacaktır.

Bu agresif transkriptomik ve uzamsal biyoloji hamlesi, Illumina’nın 2025’in ilk yarısında proteomik çözümünü (protein analizi) başlatması ile çoklu‑omik analizindeki rolünü daha da güçlendirecek.

Sıvı Biyopsi

Bireysel tıpta tam genom ve karmaşık multiomik araştırmalarının yanı sıra, dizilemenin hızla büyüyen bir uygulaması kanser tedavisindedir.

Şu anda, biyopsi yoluyla toplanan kanser hücrelerinin tam genom dizilemesi, kanser tedavisinin kilit bir bileşeni hâline gelmiştir; onkologların bir hastada en iyi tedaviyi belirlemesine yardımcı olur ve Illumina’nın klinik pazardaki satışlarını artırır.

Ancak, erken kanser tespiti adı verilen yeni ve çok daha büyük bir pazar ortaya çıkmaktadır. Bu yöntem, kanserin anormal genetik dizilerini veya ctDNA’yı (dolaşan tümör DNA’sı) tespit eder.

Benzersizliği, organ‑spesifik radyografi ya da biyopsiye dayanmak yerine sadece basit bir kan örneği kullanmasıdır.

Ayrıca Çok‑Kanser Erken Tespiti (MCED) olarak da adlandırılan bu yöntem çalıştığı bilinmekte, ancak şimdiye kadar klinik ortamda kullanılacak kadar pahalı ve güvenilir olmamıştır; genel popülasyon taramalarında kanser tespiti için de daha az uygundur.

Daha güçlü dizileme araçları sayesinde bu durum hızla değişmektedir.

Kaynak: Ark Invest

Grail Hikayesi

Burada Illumina için işler biraz karmaşıklaşır. Şirket, sıvı biyopside öncüydü ve kendi derin genetik materyal tespiti uzmanlığını kullanarak Grail adlı bir departman oluşturdu.

Daha sonra bu şirketi Illumina’dan ayırdı; daha sonra IPO fiyatının çok üzerindeki bir bedelle tekrar satın alındı ve şimdi ABD ve AB rekabet otoriteleri tarafından bir kez daha bölünmeye zorlanıyor.

Dolayısıyla Grail artık Illumina’dan tamamen bağımsız, NASDAQ’da listelenen bir şirket (GRAL ) hâline geldi.

Tüm bu skandal, yatırımcıların Illumina yönetim kurulunun dürüstlüğünü sorgulamasına yol açtı ve son iki yılda Illumina hisse fiyatının zayıf performansına başka bir etken oldu. Özellikle aktivist yatırımcı Carl Icahn’ın şirketi sarsması, Illumina CEO’sunun istifasına yol açtı.

Bu artık geçmişte kalmıştır ve Grail, IPO’sundan bu yana güçlü bir performans sergilemekte; yeni sağlık sigortaları Grail çok‑kanser erken‑tespit testlerini kapsamına ekledi; örneğin ABD’nin en büyük sağlık planlarından biri TRICARE bu testleri kapsamaktadır.

Şirket, 2024’te 2022’ye göre neredeyse 3 kat daha fazla test satmış ve önümüzdeki yıllarda büyümenin devam etmesini, ABD dışındaki diğer ülkelere de yayılmasını bekliyor.

Grail, birçok sıvı biyopsi şirketinden sadece biridir; Illumina artık doğrudan sahip olmadığı için, diğer sıvı biyopsi şirketleri (Exact Sciences Corporation , Guardant Health (GH ), ya da Natera (NTRA )) Illumina’nın bir dizileme teknolojisini tercih etme olasılığı daha düşüktür. Sıvı biyopsi pazarı 2034’e kadar %13,9 CAGR ile büyümesi bekleniyor.

Kaynak: Precedence Research

Dolayısıyla, istenmeyen bir dikkat dağıtıcı olmasına rağmen, Grail’in bölünmesi Illumina’nın sıvı biyopsi teknolojilerinde kullanılan genetik dizileyicilerin ana sağlayıcısı olarak kalmasına yardımcı olabilir; test sağlayıcısı ne olursa olsun.

Uzun Vadeli Perspektif

Illumina, biyoteknoloji ve tıpta devam eden genom devriminin büyük bir katkıcısı olmuştur. Bu, artık ana akım bilinçte yer almaya başlıyor; nadir hastalıklar ve kanser taramaları için gen düzenleme tedavileri, bu yeni tıp yaklaşımından ortaya çıkan çok‑milyar dolarlık ilk pazarlar arasında yer alıyor.

Bunlar aynı zamanda Yeni Nesil Dizileme (NGS) teknikleri için hâlâ düşük pazar penetrasyonuna sahip alanlar; daha eski, daha az hassas, daha maliyetli ya da daha invaziv teknolojileri değiştirerek %10‑20 büyüme potansiyeline sahiptir.

Kaynak: Ark Research

Uzun vadede, genomik ve multiomik teknolojilerin günlük hayatımızın bir parçası hâline gelmesi muhtemeldir. Örneğin, her yeni doğan bebek, sağlık sigortası tarafından ilk gününden itibaren tam genomik analiz alabilir.

Bu veri, kullanılacak ilaçların ve dozajlarının ince ayarlanması, belirli kanser ya da diğer sağlık risklerinin değerlendirilmesi ve hatta en iyi yaşam tarzı tavsiyelerinin sağlanması için kullanılabilir.

Bu, aynı zamanda AI teknolojisinin yeni ilaç ve tedavilerin geliştirilmesini hızlandırması ve multiomik biliminin ürettiği devasa veri miktarını yönetmesiyle paralel olarak gerçekleşecektir.

Kaynak: Ark Research

Sonuç

Illumina, biyoteknoloji sektörünün önde gelen “kazma ve kürek” hisselerinden biri olarak, genomik analiz maliyetlerini düşürmede öncü hâlâ. Şimdi tam anlamıyla bir multiomik şirketine dönüşerek, mevcut parlak itibarını ve kurulu dizileyici parkını yeni -omik sektörlerine (transkriptomik ve proteomik gibi) genişletiyor.

Ayrıca, kanserin görünmez ve sessiz formlarını sadece kan örnekleriyle tespit eden sıvı biyopsi taramalarıyla zamanla artan bir öneme sahip olacak kritik bir analiz aracı hâline gelecek.

Uzun vadede, vücudumuzdaki yeni belirteçler ve içgörüler, genomik ve multiomik analizlere olan talebi daha da artıracak; bu da bizi sağlıklı tutmak ve semptomlar ortaya çıkmadan önce sağlık sorunlarını tespit etmek için önleyici araçların bir parçası hâline gelecek.

Şirketin hisse performansı ise yatırımcılar için zorlu olmuştur; biyoteknoloji sektörünün düşüşte olması ve şirket yönetiminin Grail ile ilgili ideal olmayan kararları bir araya gelmiştir.

Yeni yöneticiler ve Grail’in (tekrar) elden çıkarılmasıyla, biyolojik analizda teknik mükemmeliyete dönüş yolu artık net, aynı zamanda önümüzdeki iki yıl için yazılım, proteomik, uzamsal biyoloji ve transkriptomik araçlarının dizilimi de netleşmiştir.

Illumina ile En Son Haberler