Mercado de compuestos marcados con isótopos estables: tamaño de la industria global, participación, tendencias, competencia, oportunidad y pronóstico, 2018-2028F, segmentado por compuestos (carbono (13C), nitrógeno (15N), deuterio, oxígeno (18O), otros), por aplicación (diagnóstico, descubrimiento de fármacos, imágenes, esterilización, otros), por sustancias (ácidos nucleicos, aminoácidos, fármaco

Se espera que el mercado global de compuestos marcados con isótopos estables crezca a un ritmo significativo durante el período de pronóstico 2024-2028. Los isótopos estables se utilizan ampliamente en estudios ambientales, como el rastreo de las fuentes de contaminantes y el estudio del cambio climático. Se espera que la creciente demanda de estudios ambientales impulse el crecimiento del mercado de compuestos marcados con isótopos estables. Por ejemplo, los compuestos marcados con isótopos estables se utilizan para estudiar el ciclo del carbono y el impacto de las actividades humanas en el medio ambiente. A medida que la demanda de estudios ambientales continúa aumentando, se espera que crezca la demanda de compuestos marcados con isótopos estables.

Los isótopos estables son isótopos no radiactivos que tienen la misma cantidad de protones pero diferentes cantidades de neutrones en sus núcleos atómicos. Se utilizan ampliamente en una amplia gama de aplicaciones científicas e industriales, que incluyen investigación, medicina, agricultura y estudios ambientales. Los compuestos marcados con isótopos estables son moléculas sintéticas que incorporan uno o más isótopos estables, a menudo carbono-13, nitrógeno-15 y oxígeno-18, en su estructura química. Estos compuestos marcados se utilizan para investigar vías metabólicas, estudiar interacciones proteína-proteína y desarrollar nuevos fármacos que impulsarán el mercado mundial de compuestos marcados con isótopos estables.

Creciente demanda de nuevos fármacos y terapias

La demanda de nuevos fármacos y terapias aumenta constantemente, impulsada por la creciente prevalencia de enfermedades crónicas como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y la diabetes. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el cáncer es un factor importante en la causa de muerte en todo el mundo, representando aproximadamente 10 millones de muertes en 2020, o aproximadamente una de cada seis muertes. Los cánceres más comunes son el de pulmón, mama, colon y recto, y próstata. Según los datos del informe de la Sociedad Estadounidense del Cáncer, publicado en 2022, habrá más de 1,91 millones de nuevos casos de cáncer en Estados Unidos en 2022. Con 395.600 y 343.040 nuevos casos, respectivamente, se prevé que las neoplasias malignas de los sistemas genital y digestivo representen la mayoría de los casos de cáncer. El rastreo de isótopos estables es un método crucial para comprender los mecanismos moleculares por los que los nutracéuticos afectan y se dirigen al metabolismo del cáncer, según los datos publicados por PubMed en agosto de 2021.

Los compuestos marcados con isótopos estables permiten a los investigadores estudiar el metabolismo de los fármacos y su posible toxicidad con una precisión incomparable. Al colocar un compuesto marcado en un fármaco candidato, los científicos pueden rastrear su descomposición e identificar metabolitos. Este conocimiento es crucial para predecir las interacciones entre fármacos, evaluar los posibles efectos adversos y diseñar fármacos con una biodisponibilidad mejorada y una toxicidad reducida.

Además, los compuestos marcados con isótopos estables ofrecen información valiosa sobre la absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME) de los fármacos en el cuerpo humano. Al introducir un compuesto marcado durante el desarrollo de un fármaco, los investigadores pueden rastrear su destino, dilucidar las vías metabólicas y evaluar la eficiencia de la depuración del fármaco. Esta información ayuda a optimizar la dosis del fármaco, minimizar los posibles efectos secundarios y mejorar la seguridad general del fármaco.

Los compuestos marcados con isótopos estables son moléculas sintéticas que incorporan uno o más isótopos estables, como el carbono-13, el nitrógeno-15 y el oxígeno-18, en su estructura química.

El uso de compuestos marcados con isótopos estables en el descubrimiento y desarrollo de fármacos tiene varias ventajas. En primer lugar, los isótopos estables no son radiactivos, lo que los hace más seguros de manipular y utilizar en experimentos. En segundo lugar, los isótopos estables son químicamente idénticos a sus homólogos no marcados, lo que significa que su comportamiento en los sistemas biológicos es el mismo. Esto permite a los investigadores estudiar los efectos de los fármacos en el cuerpo con mayor precisión. Por último, el marcado con isótopos estables proporciona una forma única de rastrear el destino de un fármaco en el cuerpo, lo que es esencial para comprender su farmacocinética y optimizar su dosis.

Los compuestos marcados con isótopos estables también se utilizan en estudios preclínicos para investigar la farmacocinética y la toxicología de nuevos fármacos. Estos estudios son esenciales para obtener la aprobación regulatoria para nuevos fármacos.

Creciente interés en la proteómica y la metabolómica

La proteómica y la metabolómica son dos campos de rápido crecimiento en las ciencias de la vida que tienen el potencial de revolucionar nuestra comprensión de los sistemas biológicos y desarrollar nuevas terapias para una amplia gama de enfermedades. Estos campos dependen en gran medida del uso de compuestos marcados con isótopos estables, que son moléculas sintéticas que incorporan uno o más isótopos estables, como el carbono-13, el nitrógeno-15 y el oxígeno-18, en su estructura química. El creciente interés en la proteómica y la metabolómica está impulsando el crecimiento del mercado mundial de compuestos marcados con isótopos estables, ya que estos compuestos desempeñan un papel crucial en estos campos. Por ejemplo, son parte de las técnicas de marcado con isótopos estables, como el marcado con isótopos estables con aminoácidos en cultivos celulares (SILAC) y el marcado con afinidad codificada por isótopos (ICAT). El marcado con isótopos estables también desempeña un papel crucial en el estudio de las modificaciones postraduccionales (PTM), que son esenciales para la funcionalidad y regulación de las proteínas. La proteómica es el estudio del proteoma, que es el conjunto completo de proteínas producidas por una célula, tejido u organismo. La investigación proteómica implica la identificación, cuantificación y caracterización de las proteínas y sus interacciones con otras moléculas. La investigación proteómica puede proporcionar información sobre los mecanismos moleculares subyacentes a las enfermedades e identificar nuevos objetivos para el desarrollo de fármacos. Los compuestos marcados con isótopos estables se utilizan en la investigación proteómica para estudiar el recambio proteico, las interacciones proteína-proteína y la localización de las proteínas.

La metabolómica es el estudio del metaboloma, que es el conjunto completo de pequeñas moléculas producidas por una célula, tejido u organismo. La investigación metabolómica implica la identificación, cuantificación y caracterización de los metabolitos y sus interacciones con otras moléculas. Los compuestos marcados con isótopos estables se utilizan en la investigación metabolómica para estudiar el flujo metabólico, las vías metabólicas y la regulación metabólica.

Los compuestos marcados con isótopos estables son esenciales para muchas aplicaciones proteómicas y metabolómicas. Por ejemplo, los aminoácidos marcados con isótopos estables se utilizan en experimentos proteómicos cuantitativos para comparar los niveles de expresión proteica entre diferentes muestras. Los lípidos y carbohidratos marcados con isótopos estables se utilizan en experimentos metabolómicos para estudiar las vías metabólicas y el flujo metabólico. Los nucleótidos marcados con isótopos estables se utilizan en experimentos de secuenciación de ácidos nucleicos para mejorar la precisión y reducir los errores.

El creciente interés en los medicamentos personalizados y de precisión también está impulsando el crecimiento del mercado de compuestos marcados con isótopos estables. La medicina personalizada y la medicina de precisión tienen como objetivo desarrollar tratamientos que se adapten a la composición genética, el estilo de vida y el entorno de un individuo. La investigación en proteómica y metabolómica puede proporcionar información valiosa para desarrollar tratamientos de medicina personalizada y de precisión. Los compuestos marcados con isótopos estables son esenciales para muchas de estas aplicaciones.

Avances tecnológicos

Los avances tecnológicos están impulsando el crecimiento de muchas industrias, y el mercado global de compuestos marcados con isótopos estables no es una excepción.

Uno de los avances tecnológicos clave que impulsa el crecimiento del mercado de compuestos marcados con isótopos estables es el desarrollo de nuevas técnicas de etiquetado. Las técnicas de etiquetado tradicionales, como el intercambio isotópico y la síntesis química, requieren mucho tiempo, son caras y requieren equipo especializado. Sin embargo, las nuevas técnicas de etiquetado, como el etiquetado metabólico, el etiquetado enzimático y el etiquetado biortogonal, son más eficientes, rentables y se pueden utilizar en una gama más amplia de aplicaciones.

El etiquetado metabólico es una técnica que implica la incorporación de precursores marcados con isótopos estables, como aminoácidos, nucleótidos o azúcares, en células u organismos vivos. Estos precursores se incorporan luego a proteínas, ácidos nucleicos u otras biomoléculas, lo que permite la producción de compuestos marcados con isótopos estables in vivo. El etiquetado metabólico es una técnica poderosa para estudiar las vías metabólicas, el recambio de proteínas y las interacciones proteína-proteína.

El etiquetado enzimático es una técnica que implica el uso de enzimas para incorporar selectivamente sustratos marcados con isótopos estables en biomoléculas específicas. Por ejemplo, se puede utilizar una enzima proteasa para incorporar selectivamente aminoácidos marcados con isótopos estables en proteínas específicas, lo que permite la producción de proteínas marcadas en un sitio específico. El etiquetado enzimático es una técnica poderosa para estudiar la función de las proteínas, las interacciones proteína-proteína y las modificaciones postraduccionales.

El etiquetado biortogonal es una técnica que implica el uso de reacciones químicas no naturales para etiquetar selectivamente biomoléculas. Por ejemplo, una reacción biortogonal se puede utilizar para incorporar selectivamente azúcares marcados con isótopos estables en glicoproteínas específicas, lo que permite la producción de glicoproteínas marcadas en sitios específicos. El etiquetado biortogonal es una técnica poderosa para estudiar biomoléculas complejas, como las glicoproteínas, y para desarrollar nuevos agentes diagnósticos y terapéuticos.

Otro avance tecnológico que impulsa el crecimiento del mercado de compuestos marcados con isótopos estables es el desarrollo de nuevas técnicas analíticas. Las técnicas analíticas, como la espectrometría de masas y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), son esenciales para analizar compuestos marcados con isótopos estables y sus interacciones con otras moléculas. La adopción de nuevas técnicas analíticas, como la espectrometría de masas de alta resolución y la espectroscopia de RMN, está permitiendo la producción de compuestos marcados con isótopos estables de alta calidad, alto rendimiento y alta resolución.

La espectrometría de masas de alta resolución es una técnica que se puede utilizar para medir con precisión la relación masa-carga de compuestos marcados con isótopos estables, lo que permite la identificación y cuantificación de estos compuestos. La espectrometría de masas de alta resolución es una técnica poderosa para estudiar la expresión de proteínas, las vías metabólicas y el flujo metabólico.

La espectroscopia de resonancia magnética nuclear es una técnica que se puede utilizar para determinar la estructura tridimensional de compuestos marcados con isótopos estables y sus interacciones con otras moléculas. La espectroscopia de RMN es una técnica poderosa para estudiar las interacciones proteína-proteína, proteína-ligando e proteína-ácido nucleico.

Desarrollos recientes

En octubre de 2022, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) anunció que contribuiría a la construcción de nuevas instalaciones para producir isótopos utilizados en una variedad de industrias, incluida la medicina. Los isótopos estables utilizados en el tratamiento del cáncer, el tratamiento de enfermedades cardíacas y la exploración del espacio se enriquecerán en el Centro de Investigación y Producción de Isótopos Estables de EE. UU. El novedoso extracto de levadura lipídica cruda marcada con isótopos estables y no marcada se creó en septiembre de 2022, gracias a una colaboración entre Cambridge Isotope Laboratories Inc. (CIL) e ISOtopic Solutions. Cambridge Isotope Laboratories, Inc. (CIL), miembro del Grupo Otsuka y el principal productor mundial de isótopos estables y productos químicos marcados con isótopos estables, lanzó el primer gas de grado metano enriquecido con 12C comercialmente accesible para aplicaciones cuánticas en julio de 2021. En 2020, Cambridge Isotope Laboratories (CIL) anunció el lanzamiento de una nueva gama de compuestos marcados con isótopos estables para el desarrollo de fármacos. Esta gama incluye análogos marcados con deuterio de fármacos de uso común, como el ibuprofeno y el naproxeno, que están diseñados para mejorar la eficacia de los fármacos y reducir la toxicidad. Estos compuestos tienen aplicaciones potenciales en el desarrollo de nuevas terapias para una variedad de enfermedades. En 2020, un equipo de investigadores de la Universidad de Glasgow desarrolló un nuevo compuesto marcado con isótopos estables para el análisis del ciclo del ácido cítrico, una vía metabólica clave. En 2020, Isotope Technologies Garching (ITG) anunció una asociación con el Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) para desarrollar nuevos radiofármacos para el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Segmentación del mercado El mercado global de compuestos marcados con isótopos estables está segmentado por compuestos, aplicaciones, sustancias, indicaciones, métodos, usuarios finales y empresas. Según los compuestos, el mercado se puede segmentar en carbono (13C), nitrógeno (15N), deuterio, oxígeno (18O) y otros. Según la aplicación, el mercado se puede categorizar como diagnóstico, descubrimiento de fármacos, imágenes, esterilización y otros. Según las sustancias, el mercado se puede fragmentar en ácidos nucleicos, aminoácidos, fármacos/metabolitos, ácidos grasos/lípidos, disolventes de RMN y otros. Según la indicación, el mercado se puede segmentar aún más en cardiología, neurología, inflamación, enfermedades metabólicas y otros. Según el método, el mercado se puede dividir en productos químicos y cultivos celulares. Según el usuario final, el mercado se puede categorizar en empresas farmacéuticas y biotecnológicas, institutos académicos y otros.

Actores del mercado

Los principales actores del mercado global de compuestos marcados con isótopos estables incluyen PerkinElmer Inc., Merck KGaA, 3M Company, Cambridge Isotope Laboratories, Inc., JSC Isotope., Creative Proteomics., Medical Isotopes, Inc., Omicron Biochemicals, Inc., Trace Sciences International y Nippon Sanso Holdings Corporation.