MERCADO DE SEQUENCIAMENTO DE TERCEIRA GERAçãO ANALYSIS

O global Terceira geração Mercado de sequenciamento foi avaliado emUS$ 600,8 Mnem 2023 e está previsto para alcançar um valor deUS$ 2,297.3 Mnpor2030em umCAGR de 21,1%entre2023 e 2030. O mercado de sequenciamento de terceira geração (TGS) refere-se ao mercado de tecnologias e serviços relacionados com plataformas de sequenciamento de terceira geração. Estas plataformas oferecem vantagens sobre os métodos tradicionais de sequenciamento de segunda geração, fornecendo comprimentos de leitura mais longos, recursos de sequenciamento em tempo real, e a capacidade de sequenciar diretamente moléculas de DNA ou RNA.

As tecnologias TGS, como o sequenciamento de nanopore da Pacific Biosciences' Single Molecule Real-Time (SMRT) e o sequenciamento de nanopore da Oxford Nanopore Technologies, ganharam atenção significativa no campo da genômica pesquisa, diagnóstico clínico e outras aplicações. Eles permitem aos pesquisadores obter informações genômicas mais abrangentes e precisas, que tem implicações para a compreensão de doenças genéticas, medicina de precisão, pesquisa agrícola e estudos ambientais, entre outros.

Mercado de Sequenciamento de Terceira Geração

• América do Norte, particularmente os Estados Unidos, tem sido um mercado líder para tecnologias TGS, impulsionado por investimentos significativos em pesquisa genômica, avanços em saúde e a presença de grandes empresas de sequenciamento. Por exemplo, em setembro de 2022, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC), a organização nacional de saúde pública dos EUA, anunciou subsídios de 5 anos para cinco departamentos de saúde pública estadual. A rede Pathogen Genomics Centers of Excellence (PGCoE) será estabelecida como resultado dos prêmios. O objetivo da rede PGCoE é desenvolver e melhorar a inovação e a capacidade tecnológica em genômica patogénica, epidemiologia molecular e bioinformática, a fim de melhor prevenir, regular e responder a ameaças microbianas à saúde pública.
• Europa: Os países europeus também estiveram activos no mercado do TGS. Países como o Reino Unido, Alemanha e França fizeram investimentos significativos na pesquisa de genômica e abrigam instituições acadêmicas e de pesquisa proeminentes. A União Europeia apoiou iniciativas genômicas, que promoveram o desenvolvimento e a adoção de tecnologias TGS.
• Ásia Pacífico surgiu como um mercado em rápido crescimento para tecnologias TGS. Países como China, Japão e Coreia do Sul fizeram investimentos substanciais na pesquisa de genômica e têm uma indústria de biotecnologia em crescimento. Esses fatores contribuem para a adoção crescente de plataformas TGS e para o desenvolvimento de oportunidades de mercado regional.

Figura 1. Global Third Generation Sequencing Market Share (%), por Região, 2023

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Ponto de vista do analista:

O mercado de sequenciamento de terceira geração mostra perspectivas de crescimento promissoras ao longo dos próximos anos. O custo de redução do sequenciamento devido aos avanços tecnológicos é um grande impulsionador para este mercado. Espera-se que outras inovações reduzam os prazos de sequenciamento que irão aumentar as taxas de adoção em indústrias de saúde e ciências da vida. No entanto, o armazenamento e a análise de dados continuam sendo um desafio devido à complexidade das enormes quantidades de dados gerados através do sequenciamento de terceira geração. Transferência de dados, integração com outros conjuntos de dados e interpretações clínicas significativas exigem habilidades especializadas que atuam como uma restrição. Ásia Pacific região especialmente China é esperado para experimentar o maior crescimento devido ao aumento de investimentos de R&D e foco na medicina de precisão. América do Norte continuará a dominar devido à presença de grandes jogadores e projetos de pesquisa em grande escala.

Drivers para o Mercado de Sequenciamento de Terceira Geração:

• Aumento da demanda de tecnologias TGS: As tecnologias TGS oferecem comprimentos de leitura significativamente mais longos em comparação com os métodos tradicionais de sequenciamento de segunda geração. Isso permite aos pesquisadores obter informações genômicas mais completas e precisas, incluindo a capacidade de sequenciar regiões repetitivas longas, variações estruturais e genomas complexos. Por exemplo, em 07 de março de 2023, PacBio, um produtor líder de soluções de sequenciamento de alta qualidade, altamente precisas, anunciou que as primeiras remessas de clientes de sistemas de sequenciamento de longa distância Revio começarão em 8 de março de 2023. Como afirmado anteriormente, o sistema Revio incorpora avanços significativos na arquitetura de design, computação e sistema SMRT Cell. Isso, combinado com o poder confiável da química HiFi, permite um aumento dramático na produtividade e menores custos de sequenciamento, proporcionando exatidão excepcional e detecção direta de metilação.
• Sequenciamento em tempo real: As plataformas TGS fornecem recursos de sequenciamento em tempo real, permitindo que os pesquisadores monitorem o processo de sequenciamento como acontece. Este recurso permite a geração e análise rápidas de dados, facilitando aplicações como vigilância por doenças infecciosas, monitoramento de surtos virais e diagnóstico clínico sensível ao tempo.
• Sequenciamento direto: As tecnologias TGS têm a capacidade de sequenciar moléculas de DNA ou RNA diretamente, sem a necessidade de amplificação ou PCR (reação de cadeia de polimerase). Isso reduz o risco de viés ou erros introduzidos durante a amplificação e simplifica o fluxo de trabalho de sequenciamento, tornando-o mais eficiente e rentável.
• crescente demanda por medicina de precisão: O campo da medicina de precisão, que visa adaptar os tratamentos médicos a pacientes individuais com base em sua composição genética, está impulsionando a demanda por informações genômicas abrangentes. As tecnologias TGS desempenham um papel crucial no fornecimento de dados genéticos detalhados que podem ser usados para orientar decisões de tratamento personalizadas. Por exemplo, em 5 de janeiro de 2023, a QIAGEN, um provedor de soluções de testes moleculares, anunciou uma parceria estratégica exclusiva com a Helix, uma empresa de genômica populacional baseada na Califórnia, para melhorar o diagnóstico de companheiros para doenças genéticas. De acordo com os termos do acordo, a QIAGEN será o parceiro exclusivo de marketing e contratação da Helix nos EUA. A parceria irá alavancar a Plataforma de Laboratório Helix, que recebeu recentemente a primeira autorização de administração de alimentos e drogas da classe II dos EUA para uma plataforma de sequenciamento de exomas.

Mercado de Sequenciamento de Terceira Geração Oportunidades:

• Pesquisa genômica: As tecnologias TGS fornecem aos pesquisadores a capacidade de gerar sequências de leitura longa e capturar informações genômicas complexas. Isso abre novas oportunidades para avançar a pesquisa da genômica, incluindo a descoberta de novas variações genéticas, a compreensão dos mecanismos de regulação genética, e estudar a estrutura e a função dos genomas em maior detalhe. Por exemplo, em agosto de 2023, PacBio, um fornecedor líder de soluções de sequenciamento de alta qualidade e altamente precisas, e GeneDx, líder em melhorar os resultados da saúde através de insights genômicos e clínicos, anunciou uma colaboração de pesquisa com a Universidade de Washington para investigar as capacidades de seqüência de genoma completo HiFi (WGS) para aumentar as taxas de diagnóstico em pacientes pediátricos com condições genéticas.
• Diagnóstico clínico: As plataformas TGS oferecem aplicações potenciais em diagnósticos clínicos, especialmente na identificação e caracterização de variantes genéticas associadas a doenças. O TGS pode fornecer informações genéticas mais abrangentes e precisas, permitindo um diagnóstico melhorado, estratégias de tratamento personalizadas e monitoramento da resposta ao tratamento. Por exemplo, em 14 de abril de 2023, Oxford Nanopore Technologies plc, empresa que fornece uma nova geração de tecnologia de detecção molecular baseada em nanoporos, e bioMérieux SA, líder mundial em diagnósticos in vitro, anunciou uma colaboração para melhorar os resultados da saúde global, explorando oportunidades específicas para trazer nanopore sequenciamento para o mercado de diagnóstico de doenças infecciosas. As empresas estão trabalhando em conjunto para identificar e buscar oportunidades para melhorar o atendimento ao paciente através do acesso a pesquisas clínicas baseadas em nanopore e soluções de diagnóstico in vitro (IVD).
• Vigilância de Doenças Infecciosas: Plataformas TGS com capacidades de sequenciamento em tempo real oferecem oportunidades para identificação rápida e caracterização de patógenos infecciosos. Isso pode ajudar na vigilância e resposta a surtos, permitindo estratégias de intervenção oportunas e decisões de saúde pública informadas. De acordo com um artigo publicado pela OMS em 12 de julho de 2023, a Turquia está intensificando esforços para melhorar sua capacidade nacional de vigilância genômica. O programa, patrocinado pela União Europeia (UE) e realizado pelo Ministério da Saúde (MoH) e pelo Escritório do País da OMS em Türkiye, visa melhorar as capacidades laboratoriais para a detecção e vigilância de várias infecções, incluindo SARS-CoV-2, a fim de fortalecer a segurança da saúde no país.
• Agricultura e melhoria das culturas: As tecnologias TGS têm aplicações na agricultura, permitindo o sequenciamento de genomas vegetais e animais com alta precisão e resolução. Isso pode facilitar a identificação de variações genéticas associadas a traços desejáveis, resistência a doenças e melhoria do rendimento, levando a avanços na criação de culturas e gestão de gado.

Mercado de Sequenciamento de Terceira Geração Evolução:

• Avanços de Tecnologia: As tecnologias TGS estão em constante evolução, com avanços contínuos em química de sequenciamento, desempenho de instrumentos e ferramentas de análise de dados. Estes avanços visam melhorar a precisão, ler comprimentos, velocidade de sequenciamento e rentabilidade das plataformas TGS. As tendências incluem o desenvolvimento de novos químicos de sequenciamento, miniaturização de dispositivos de sequenciamento e algoritmos de base melhorados.
• Adoção crescente de plataformas TGS: A adoção de plataformas TGS vem aumentando de forma constante em várias indústrias e campos de pesquisa. Pesquisadores e profissionais de saúde estão reconhecendo os benefícios de sequenciamento de longo prazo e recursos de sequenciamento em tempo real oferecidos pelas tecnologias TGS. À medida que as tecnologias se tornam mais estabelecidas e acessíveis, espera-se que sua adoção continue a crescer. De acordo com um artigo publicado pela Science X, uma das maiores comunidades on-line para tópicos relacionados à ciência, um consórcio internacional de cientistas propôs o Projeto BioGenome da Terra em abril de 2018 para entender a evolução e organização da vida em nosso planeta, sequenciando e anotando funcionalmente os genomas de 1,5 milhões de espécies conhecidas de eucariotes, um grupo maciço que inclui plantas, animais, fungos e outros organismos cujas células têm um núcleo que abriga.
• Expansão de Aplicações: As tecnologias TGS estão encontrando aplicações em uma ampla gama de campos além da pesquisa de genômica. Isso inclui diagnósticos clínicos, medicina de precisão, agricultura, estudos ambientais e muito mais. A capacidade de gerar sequências de leitura longa e capturar informações genômicas complexas abre novas possibilidades e impulsiona a exploração de diversas aplicações. Por exemplo, em 6 de outubro de 2023, após três anos de estudo e teste do sequenciamento do PacBio HiFi, a equipe de pesquisa da Children's Mercy Kansas City, um centro de saúde em Kanas, EUA, está trazendo sequenciamento de leitura longa para cuidados clínicos. Espera-se que a transição encurte a jornada do diagnóstico para pacientes criticamente doentes e suas famílias.
• Integração com fluxos de trabalho existentes: As plataformas TGS estão cada vez mais integradas em fluxos de trabalho de sequenciamento existentes e protocolos laboratoriais. Isso inclui complementar os métodos de sequenciamento de segunda geração, aproveitando os pontos fortes de ambas as tecnologias e permitindo análises genômicas abrangentes. A integração de TGS em fluxos de trabalho estabelecidos melhora a eficiência e facilita a adoção de tecnologias TGS em ambientes clínicos e de pesquisa.

Restrições de Mercado de Sequenciamento de Terceira Geração:

• Alto custo e técnico Desafios: As tecnologias TGS podem ser relativamente caras em comparação com os métodos tradicionais de sequenciamento de segunda geração. As tecnologias TGS enfrentam desafios técnicos que podem limitar sua adoção e desempenho. De acordo com um artigo publicado pelos Institutos Nacionais de Saúde em abril de 2022, o material fresco ou as células inteiras são necessárias para a biblioteca de DNA, e as técnicas para lidar com o DNA de alto peso molecular ultralongo precisam ser melhoradas. Além disso, o TGS enfrenta problemas devido a maiores taxas de erro de sequenciamento e erro sistemático. O TGS é mais caro do que o NGS (US$ 65-US$ 200 por Gb em PacBio e US$ 22-US$ 90 por Gb em ONT). Além disso, porque os sistemas de banco de dados para interpretar variantes estruturais complexas são raros, assim a análise bioinformática baseada no TGS é desafiadora.
• Análise de Dados Complexidade: As plataformas TGS geram grandes volumes de dados com estruturas de leitura complexas, exigindo ferramentas avançadas de bioinformática e recursos computacionais para análise e interpretação de dados. A complexidade da análise de dados do TGS pode ser uma barreira para pesquisadores e profissionais de saúde sem especialização bioinformática experiência, limitando a adoção e utilização de tecnologias TGS.

Figura 2. Global Next Generation Sequencing Market Share (%), by Technology, 2023

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Desenvolvimentos recentes

Novo lançamento de produtos

• Em 14 de março de 2023, Illumina Inc., um líder global em sequenciamento de DNA e tecnologias baseadas em array, anunciou a disponibilidade de seu primeiro produto com base em sua revolucionária tecnologia Illumina Complete Long Read. O teste Illumina Complete Long Read Prep, Human high-performance, long-read human whole-genome sequencing (WGS) é compatível com o Illumina NovaSeq X Plus, NovaSeq X e NovaSeq 6000 Sequencing Systems.
• Em novembro de 2022, Element Biosciences, Inc., um desenvolvedor de uma plataforma inovadora de sequenciamento de DNA interrompendo a indústria da genômica, anunciou a disponibilidade de seus kits de tecnologia de sequenciamento de longa distância de LoopSeq Element para AVITI, dando ao Element AVITI System a capacidade de executar tanto sequenciamento de leitura curta e longa no mesmo instrumento. Element é a primeira empresa a possuir uma tecnologia de leitura longa de uso geral que é alimentado por seu sequenciador de leitura curta nativa.
• Em outubro de 2022, Pacto, um fornecedor líder de soluções de sequenciamento de alta qualidade, altamente precisas, anunciou o sistema de sequenciamento de longa distância Revio, que permitirá aos clientes escalar rapidamente seu uso da famosa tecnologia de sequenciamento HiFi da PacBio. Revio destina-se a permitir que os usuários sequenciam até 1.300 genomas inteiros humanos a cada ano em 30 vezes cobertura por menos de US$ 1.000 por genoma.

• Fusão e colaborações

• Em 7 de agosto de 2023, PacBio, um dos principais desenvolvedores de soluções de sequenciamento de alta qualidade e altamente precisas, e GeneDx, líder em melhorar os resultados da saúde através de insights genômicos e clínicos, anunciou uma colaboração de pesquisa com a Universidade de Washington para estudar as capacidades de sequenciamento de genoma completo HiFi (WGS) para aumentar as taxas de diagnóstico em pacientes pediatras com condições genéticas.
• Em 1 de maio de 2023, A Aptorum Group Limited, uma empresa farmacêutica, anunciou que sua subsidiária integral Aptorum Therapeutics Limited entrou em uma carta não vinculativa de Intent e Term Sheet para fundir sua subsidiária 100%, Paths Innovation Limited, e seu negócio subjacente com a Universal Sequencing Technology Corporation, uma empresa norte-americana baseada em San Diego e Boston dedicada ao desenvolvimento e comercialização de tecnologias avançadas de sequenciamento de DNA proprietária.

Principais empresas em Mercado de Sequenciamento de Terceira Geração

• Pacto
• Oxford Nanopore Technologies, Ltd.
• BGI Genomics Co., Ltd.
• F. Hoffmann-La Roche AG
• Illumina, Inc.
• Thermo Fisher Scientific Inc.
• QIAGEN N.V.
• Agilent Technologies, Inc.
• GenapSys Inc.
• Genômica de Loop
• Nabsys, Inc.
• Genia Technologies, Inc.
• Stratos Genomics, Inc.
• GATC Biotech AG
• Genomics de fase, Inc.

Definição: Sequenciamento de terceira geração (TGS), também conhecido como sequenciamento de longa duração, é uma tecnologia avançada de sequenciamento de DNA que permite a determinação rápida e precisa da sequência de nucleotídeos de moléculas de DNA. Ao contrário dos métodos tradicionais, o TGS permite o sequenciamento de longos trechos de DNA em uma única leitura, fornecendo informações valiosas sobre regiões genômicas complexas, variações estruturais e modificações epigenéticas.