Optogenetik-Markt – Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, 2018–2028, segmentiert nach Lichtausrüstung (Laser und Leuchtdiode), nach Aktuator (Channelrhodopsin, Halorhodopsin und Archaerhodopsin), nach Sensor (Kalzium (Aequorin, Cameleon und andere Kalziumsensoren), Chlorid (Clomeleon), membrangesteuert (Mermaid) und andere Sensoren), nach Anwendung (Neurowissenschaften, Verhaltensve
Published Date: November - 2024 | Publisher: MIR | No of Pages: 320 | Industry: Healthcare | Format: Report available in PDF / Excel Format
View Details Buy Now 2890 Download Sample Ask for Discount Request CustomizationOptogenetik-Markt – Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, 2018–2028, segmentiert nach Lichtausrüstung (Laser und Leuchtdiode), nach Aktuator (Channelrhodopsin, Halorhodopsin und Archaerhodopsin), nach Sensor (Kalzium (Aequorin, Cameleon und andere Kalziumsensoren), Chlorid (Clomeleon), membrangesteuert (Mermaid) und andere Sensoren), nach Anwendung (Neurowissenschaften, Verhaltensve
| Prognosezeitraum | 2024–2028 |
| Marktgröße (2022) | 545,60 Millionen |
| CAGR (2023–2028) | 4,01 % |
| Am schnellsten wachsendes Segment | Neurowissenschaften |
| Größter Markt | Nordamerika |
Marktübersicht
Der globale Markt für Optogenetik wird im Jahr 2022 auf 545,60 Millionen USD geschätzt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein beeindruckendes Wachstum mit einer CAGR von 4,01 % bis 2028 verzeichnen
Die Optogenetik hat die Neurowissenschaft revolutioniert, indem sie eine präzise Steuerung neuronaler Schaltkreise ermöglicht. Die kontinuierliche Weiterentwicklung unseres Verständnisses des Gehirns und der Bedarf an ausgefeilten Werkzeugen zu seiner Erforschung haben zur Einführung optogenetischer Techniken geführt. Laufende Fortschritte bei optogenetischen Werkzeugen, einschließlich der Entwicklung verbesserter Opsine (lichtempfindliche Proteine) und präziserer Lichtabgabesysteme, haben die Optogenetik für Forscher zugänglicher und benutzerfreundlicher gemacht.
Wichtige Markttreiber
Technologische Innovationen
Opsine sind lichtempfindliche Proteine, die in der Optogenetik zur Steuerung der Zellaktivität verwendet werden. Kontinuierliche Forschung hat zur Entwicklung neuer und verbesserter Opsine mit erweiterten Eigenschaften geführt, wie z. B. erhöhter Lichtempfindlichkeit, schnelleren Reaktionszeiten und veränderten spektralen Eigenschaften. Diese Innovationen haben eine präzisere Steuerung neuronaler Schaltkreise ermöglicht. Multiplexing in der Optogenetik beinhaltet die gleichzeitige Aktivierung oder Hemmung mehrerer Arten von Opsinen in verschiedenen Neuronen oder neuronalen Populationen. Diese Technologie ermöglicht es Forschern, komplexe neuronale Schaltkreise und Interaktionen zu untersuchen. Innovationen bei Multiplexing-Techniken haben die Skalierbarkeit und Vielseitigkeit optogenetischer Experimente verbessert. Es wurden fortschrittliche optische Fasersysteme und Mikroskopietechniken entwickelt, um Licht mit hoher räumlicher und zeitlicher Präzision zu liefern. Diese Innovationen ermöglichen es Forschern, bestimmte Gehirnregionen oder sogar einzelne Neuronen mit größerer Genauigkeit anzuvisieren. Forscher haben drahtlose optogenetische Systeme entwickelt, die die Notwendigkeit angebundener Lichtquellen überflüssig machen und naturgetreuere Experimente an frei beweglichen Tieren ermöglichen. Diese Technologie verbessert das Studium von Verhaltensweisen und neuronalen Schaltkreisen unter uneingeschränkten Bedingungen. Die Miniaturisierung optogenetischer Geräte und Implantate hat weniger invasive Experimente an Kleintieren ermöglicht. Diese Geräte können direkt ins Gehirn implantiert werden, was langfristige und chronische Studien ermöglicht. Geschlossene optogenetische Systeme beinhalten Echtzeit-Feedback von der neuronalen Aktivität, um die Lichtstimulation anzupassen. Diese Systeme ermöglichen dynamische Experimente als Reaktion auf bestimmte neuronale Muster und verbessern so das Verständnis neuronaler Schaltkreise. Innovationen bei viralen Vektoren und Genübertragungstechniken haben die Effizienz und Spezifität der Einführung optogenetischer Werkzeuge in Zielzellen oder -gewebe verbessert. Dies hat die Einführung der Optogenetik in einer größeren Bandbreite von Organismen und Zelltypen erleichtert.
Zwei-Photonen-Mikroskopie in Kombination mit Optogenetik ermöglicht ein tieferes Eindringen von Licht in das Gehirngewebe. Diese Innovation hat die räumliche Reichweite optogenetischer Experimente erweitert und ermöglicht es, Neuronen in tieferen Hirnregionen gezielt anzusprechen. Die Entwicklung hemmender optogenetischer Werkzeuge wie Halorhodopsin (eNpHR) und Arch hat eine präzise Hemmung der neuronalen Aktivität ermöglicht. Forscher können nun neuronale Schaltkreise bidirektional manipulieren und Neuronen nach Bedarf aktivieren und hemmen. Zusätzlich zu Opsinen zur Steuerung wurden optogenetische Sensoren entwickelt, um neuronale Aktivität und physiologische Parameter in Echtzeit zu überwachen. Diese Sensoren liefern wertvolles Feedback für Closed-Loop-Experimente und ermöglichen das Studium der neuronalen Dynamik. Die Optogenetik wurde mit elektrophysiologischen Techniken integriert, sodass Forscher Lichtstimulation mit der Aufzeichnung neuronaler Aktivität kombinieren können. Diese Integration bietet einen umfassenden Überblick über die Funktion neuronaler Schaltkreise. Kommerzielle Anbieter haben eine bedeutende Rolle bei der Weiterentwicklung der Optogenetik gespielt, indem sie Forschern gut charakterisierte und validierte optogenetische Werkzeuge zur Verfügung gestellt und sie einer breiteren wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglicher gemacht haben. Dieser Faktor wird bei der Entwicklung von
Fortschritten in der neurowissenschaftlichen Forschung
Die neurowissenschaftliche Forschung hat in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte gemacht, die durch technologische Innovationen, gemeinsame Anstrengungen und erhöhte Finanzierung vorangetrieben wurden. Diese Fortschritte haben unser Verständnis des Gehirns und seiner Funktionen vertieft.
Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz wurden eingesetzt, um neuronale Daten im großen Maßstab zu analysieren, wodurch es möglich wurde, Gehirnaktivitätsmuster zu entschlüsseln, Verhalten vorherzusagen und neurologische Erkrankungen zu diagnostizieren. Brain-Computer-Interfaces (BCIs) wurden weiterentwickelt und ermöglichen eine präzisere Steuerung externer Geräte mithilfe von Gehirnsignalen. Diese Schnittstellen haben potenzielle Anwendungen in der unterstützenden Technologie und der Neurorehabilitation. Die Entwicklung von Gehirnorganoiden, miniaturisierten 3D-Gehirngewebemodellen, die aus Stammzellen gewonnen wurden, hat es Forschern ermöglicht, die frühe Gehirnentwicklung zu untersuchen, Krankheiten zu modellieren und Arzneimittelreaktionen in einer realistischeren Umgebung zu testen. Das wachsende Verständnis der Rolle der Neuroinflammation bei neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer und Multipler Sklerose hat zur Entwicklung neuartiger therapeutischer Strategien zur Bekämpfung von Entzündungen geführt. Initiativen wie das Human Connectome Project und die BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) haben Forscher aus verschiedenen Disziplinen zusammengebracht, um unser Verständnis der Struktur und Funktion des Gehirns zu beschleunigen. Das Feld hat Fortschritte bei der Behandlung ethischer Überlegungen im Zusammenhang mit der Gehirnforschung gemacht, einschließlich Diskussionen über den verantwortungsvollen Einsatz von Technologien wie Optogenetik und Gehirn-Computer-Schnittstellen. Dieser Faktor wird die Nachfrage des globalen Optogenetikmarktes ankurbeln.
Ausweitung der Anwendungsbereiche
Die Ausweitung der Anwendungsbereiche war in der Tat ein bedeutender Treiber für die Nachfrage nach Optogenetik. Ursprünglich als leistungsstarkes Forschungsinstrument für die Neurowissenschaft entwickelt, hat die Optogenetik in verschiedenen Bereichen Anwendung gefunden und ihre Reichweite und Wirkung erweitert. Die primäre Anwendung der Optogenetik liegt in der Neurowissenschaft, wo sie es Forschern ermöglicht hat, bestimmte Neuronen und neuronale Schaltkreise mit beispielloser Präzision zu steuern und zu manipulieren. Sie hat unser Verständnis der Gehirnfunktion, des Verhaltens und der zugrundeliegenden Mechanismen neurologischer Störungen vertieft. Optogenetik wird in der Kardiologie eingesetzt, um Herzgewebe zu kontrollieren und die elektrische Aktivität des Herzens zu untersuchen. Sie hat potenzielle Anwendungen in der Arrhythmieforschung und der Entwicklung neuartiger Therapien für Herzerkrankungen. In der Optometrie wurde Optogenetik verwendet, um das visuelle System und die Netzhautfunktion zu untersuchen. Forscher haben ihr Potenzial zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Erkrankungen wie Netzhautdegeneration untersucht. Optogenetik spielt eine Rolle in der regenerativen Medizin, indem sie es Forschern ermöglicht, die Differenzierung und Funktion von Stammzellen zu kontrollieren. Sie hat potenzielle Anwendungen in der Gewebezüchtung und der Entwicklung zellbasierter Therapien. Optogenetik wurde verwendet, um Schmerzwahrnehmung und -bahnen im Nervensystem zu untersuchen. Forscher können schmerzbezogene Neuronen manipulieren, um chronische Schmerzzustände besser zu verstehen und potenzielle Interventionen zu entwickeln. Die Anwendung der Optogenetik in der psychiatrischen Forschung hat Licht auf die neuronalen Schaltkreise geworfen, die an Stimmungsstörungen, Sucht und Angstzuständen beteiligt sind. Sie bietet Einblicke in potenzielle Ziele für therapeutische Eingriffe.
Optogenetik wurde zur Untersuchung der Hormonregulierung und endokriner Systeme eingesetzt. Forscher können die Freisetzung von Hormonen steuern und ihre Auswirkungen auf verschiedene physiologische Prozesse untersuchen. Optogenetik wird in der Krebsforschung eingesetzt, wo sie zur Steuerung des Zellverhaltens und zur Untersuchung von Tumorwachstum und Metastasierung eingesetzt wurde. Sie bietet ein Werkzeug zur Manipulation von Krebszellen und zur Untersuchung ihrer Reaktionen. Forscher haben Optogenetik eingesetzt, um das Verhalten und die Reaktionen von Immunzellen zu untersuchen. Sie bietet eine Möglichkeit, die Aktivierung von Immunzellen zu steuern und die Dynamik des Immunsystems zu untersuchen. Optogenetik wird in der Biotechnik und synthetischen Biologie verwendet, um zelluläre Prozesse zu entwerfen und zu steuern. Sie ermöglicht die präzise Manipulation von Zellen, um gewünschte Funktionen auszuführen. Pharma- und Biotechnologieunternehmen verwenden Optogenetik in der Arzneimittelforschung, um potenzielle Arzneimittelkandidaten zu prüfen und zu testen. Sie bietet ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung zellulärer Reaktionen auf Arzneimittel. Mit der Ausweitung der Optogenetik auf neue Anwendungsbereiche sind Diskussionen über die ethischen Auswirkungen der Manipulation neuronaler Schaltkreise und zellulärer Funktionen wichtiger geworden. Dieser Faktor wird die Nachfrage nach beschleunigen
Wichtige Marktherausforderungen
Begrenztes Verständnis neuronaler Schaltkreise
Das menschliche Gehirn ist unglaublich komplex und besteht aus Milliarden von Neuronen und Billionen von Synapsen. Unser Verständnis davon, wie all diese Elemente zusammenarbeiten, um Verhalten und kognitive Funktionen hervorzubringen, ist noch unvollständig. Diese Komplexität macht es schwierig, optogenetische Experimente zu entwerfen, die auf die richtigen Neuronen und Schaltkreise abzielen. Obwohl bei der Kartierung neuronaler Schaltkreise, insbesondere bei Modellorganismen wie Mäusen, erhebliche Fortschritte erzielt wurden, gibt es immer noch Lücken in unserem Wissen. Es fehlen umfassende Karten aller neuronalen Schaltkreise im Gehirn, was die Präzision optogenetischer Experimente einschränken kann. Neuronale Schaltkreise können von Individuum zu Individuum erheblich variieren. Was im Gehirn einer Person funktioniert, funktioniert im Gehirn einer anderen Person möglicherweise nicht auf die gleiche Weise. Diese Variabilität kann die Anwendung optogenetischer Techniken in klinischen Umgebungen erschweren. Einige tiefe Hirnregionen sind schwer zugänglich und zu untersuchen, was es schwierig macht, ihre Schaltkreise zu verstehen. Optogenetische Experimente in diesen Regionen können durch die Fähigkeit, Licht effektiv an die Zielneuronen zu leiten, eingeschränkt sein. Die Verknüpfung bestimmter neuronaler Schaltkreise mit komplexen Verhaltensweisen und kognitiven Funktionen kann eine gewaltige Herausforderung darstellen. Während die Optogenetik neuronale Aktivität manipulieren kann, ist das Verständnis der genauen Beziehung zwischen neuronalen Aktivitätsmustern und Verhalten eine fortwährende Aufgabe.
Kosten der Technologie
Optogenetische Experimente erfordern spezielle Ausrüstung, darunter Lichtquellen (z. B. Laser oder LEDs), Glasfasern und Bildgebungssysteme. Diese Komponenten können teuer sein, insbesondere bei hochwertigen Systemen für die Forschung. Forscher müssen ihre optogenetischen Aufbauten häufig an ihre spezifischen experimentellen Anforderungen anpassen. Anpassungen können die Gesamtkosten erhöhen, da sie möglicherweise technisches Fachwissen und maßgeschneiderte Komponenten erfordern. Der Kauf optogenetischer Reagenzien, wie z. B. viraler Vektoren, die Opsine tragen, ist eine laufende Ausgabe. Diese Reagenzien müssen für Experimente regelmäßig aufgefüllt werden. Bei Tierversuchen können durch die Haltung transgener Tiere oder die Verabreichung viraler Vektoren Kosten für die Unterbringung, Pflege und ethische Überwachung der Tiere entstehen. Für die Durchführung optogenetischer Experimente wird qualifiziertes Personal benötigt, vom Entwurf der Protokolle bis zur Durchführung der Experimente und der Datenanalyse. Die Beschäftigung ausgebildeter Forscher erhöht die Gesamtkosten. Forscher benötigen Schulungen und Fachwissen in optogenetischen Techniken, was zusätzliche Kosten für Workshops, Kurse oder die Einstellung von Experten mit sich bringen kann. Verbrauchsmaterialien wie optische Fasern, Kanülen und Elektroden müssen regelmäßig ausgetauscht werden, was die laufenden Betriebskosten erhöht.
Wichtige Markttrends
Anpassung und gezielte Ansätze
Forscher passen optogenetische Werkzeuge an ihre experimentellen Anforderungen an. Diese Anpassung umfasst die Entwicklung neuartiger Opsine, wie Varianten mit veränderter Kinetik, spektralen Eigenschaften oder gewebespezifischen Expressionsmustern. Diese maßgeschneiderten Werkzeuge ermöglichen eine präzisere und effektivere Steuerung neuronaler Schaltkreise. Multiplexing in der Optogenetik beinhaltet die gleichzeitige Verwendung mehrerer Opsine mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem einzigen Experiment. Dieser Ansatz ermöglicht es Forschern, unterschiedliche neuronale Populationen innerhalb desselben Gewebes oder derselben Gehirnregion anzuvisieren. Die Anpassung multiplexierter optogenetischer Systeme erhöht die Flexibilität von Experimenten. Die Anpassung erstreckt sich auch auf das Erreichen von Zelltypspezifität in optogenetischen Experimenten. Forscher entwickeln Opsine, die gezielt auf bestimmte Zelltypen abzielen, wie beispielsweise erregende oder hemmende Neuronen oder Neuronen, die bestimmte molekulare Marker exprimieren. Die Optogenetik wird zunehmend für schaltkreisspezifische Manipulationen eingesetzt. Maßgeschneiderte Opsine und Zielstrategien ermöglichen es Forschern, bestimmte Nervenbahnen oder Synapsen zu aktivieren oder zu hemmen und komplexe Schaltkreise zu analysieren, um ihre Funktion zu verstehen. Im Rahmen potenzieller klinischer Anwendungen entwickeln Forscher maßgeschneiderte optogenetische Ansätze, um bestimmte neuronale Schaltkreise anzuvisieren, die mit neurologischen und psychiatrischen Störungen in Zusammenhang stehen. Diese gezielte Anpassung ist entscheidend für die Entwicklung präziser therapeutischer Eingriffe.
Segmentelle Einblicke
Einblicke in Lichtgeräte
Im Jahr 2022 wurde der weltweite Markt für Optogenetik im Prognosezeitraum vom Segment Leuchtdioden (LED) dominiert und es wird erwartet, dass dieser Anteil in den kommenden Jahren weiter wächst.
Einblicke in Aktoren
Im Jahr 2022 wurde der weltweite Markt für Optogenetik vom Segment Kanalrhodopsin dominiert und es wird erwartet, dass dieser Anteil in den kommenden Jahren weiter wächst.
Einblicke in Sensoren
Im Jahr 2022 wurde der weltweite Markt für Optogenetik vom Segment Chlorid dominiert und es wird erwartet, dass dieser Anteil in den kommenden Jahren weiter wächst.
Einblicke in Anwendungen
Im Jahr 2022 wurde der weltweite Markt für Optogenetik im Prognosezeitraum vom Segment Neurowissenschaften dominiert und es wird erwartet, dass dieser Anteil in den kommenden Jahren weiter wächst.
Regionale Einblicke
Der Die Region Nordamerika dominiert den globalen Optogenetikmarkt im Jahr 2022. Dies ist auf die steigende Prävalenz chronischer Krankheiten in der Region, den zunehmenden Einsatz optogenetischer Geräte, insbesondere in Universitäten und Forschungslaboren, sowie die Partnerschaften und Markteinführungen neuer Produkte durch wichtige Marktteilnehmer zurückzuführen. Die Haupttreiber des Wachstums im neurologischen Bereich sind zunehmende staatliche Initiativen. Mit mehr Investitionen können mehr Unternehmen in den Markt eintreten und kreative Lösungen anbieten, um die Anforderungen der Patienten zu erfüllen. Die wachsende Patientenpopulation muss besser versorgt werden, was den Bedarf an Optogenetik erhöht und die Expansion des Marktes beschleunigt. Darüber hinaus wird prognostiziert, dass Partnerschaften und Vereinbarungen die Branche vorantreiben werden.
Neueste Entwicklungen
- Im Juni 2022 wurde das NeuraLight 3D Ultra-Modul von der Bruker Corporation auf den Markt gebracht, um modernste neurowissenschaftliche und optogenetische Forschungsanwendungen auf den Ultima-Multiphotonenmikroskopen von Bruker zu ermöglichen. NeuraLight 3D Ultra bietet hochmoderne holografische 3D-Fotostimulation, die auf die eingehende Funktionsforschung zu neuronalen Netzwerken und der Gehirnfunktion zugeschnitten ist. Das NeuraLight 3DUltra-Modul verwendet ein neues, größeres Flüssigkristallgerät, das den Zugang zu einem größeren Sichtfeld, einer erhöhten Zielpräzision und einer marktführenden Geschwindigkeit von 600 Hologrammbildern pro Sekunde ermöglicht und auf Brukers einzigartiger räumlicher Lichtmodulator-Technologie (SLM) aufbaut. In Kombination mit den Bildgebungsfunktionen des Mikroskops Ultima2Pplus können Forscher die Mechanismen hinter Verhalten, Wahrnehmung und Krankheit in größerem Maßstab und über einen längeren Zeitraum untersuchen.
- Im Februar 2023 berichtete die klinische Phase-I/II-Studie PIONEER, in der GS030 zur Behandlung von Retinitis pigmentosa (RP) bei 9 Patienten mit einer Nachbeobachtung von bis zu 4 Jahren (n=1) bewertet wurde, von günstigen Sicherheitsdaten und ermutigenden Wirksamkeitssignalen ein Jahr nach der Verabreichung der Gentherapie. GenSight Biologics ist ein Biopharmaunternehmen, das sich auf die Entwicklung und Vermarktung neuartiger Gentherapien für neurodegenerative Erkrankungen der Netzhaut und Erkrankungen des zentralen Nervensystems konzentriert. GS030, ein optogenetischer Therapiekandidat, der eine AAV2-basierte Gentherapie (GS030-DP) mit der Verwendung von Lichtstimulationsbrillen (GS030-MD) kombiniert, wird derzeit in der ersten am Menschen durchgeführten, multizentrischen, offenen klinischen Dosiseskalationsstudie namens PIONEER getestet.
Wichtige Marktteilnehmer
- Hubner Group (Cobolt Inc.)
- Coherent Inc.
- Gensight Biologics SA
- Laserglow Technologies
- Noldus Information Technology Inc.
- Judges' Scientific PLC (Scientifica)
- Shanghai Laser & Optics Century Co.Ltd
- Bruker Corporation
- Thorlabs Inc
| Nach Leichte Ausrüstung | Nach Aktuator | Nach Sensor | Nach Anwendung | Nach Region |
| Laser Leuchtdiode | Channelrhodopsin Halorhodopsin Archaerhodopsin | Calcium Chlorid Membrangesteuert Andere Sensoren | Neurowissenschaften Verhaltensverfolgung Behandlung von Netzhauterkrankungen Andere Anwendungen | Nordamerika Asien-Pazifik Europa Südamerika Naher Osten und Afrika |
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