Mercado de ensayos de viabilidad celular: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por producto (consumibles, instrumentos), por aplicación (descubrimiento y desarrollo de fármacos, investigación de células madre, diagnósticos), por uso final (empresas biofarmacéuticas y farmacéuticas, CRO y CMO, institutos académicos y de investigación, labo

Descripción general del mercado

El mercado global de ensayos de viabilidad celular se valoró en USD 0,98 mil millones en 2023 y se anticipa que será testigo de un crecimiento impresionante en el período de pronóstico con una CAGR del 8,80% hasta 2029

La creciente prevalencia de enfermedades, como el cáncer y los trastornos neurodegenerativos, ha intensificado los esfuerzos de investigación para desarrollar nuevas terapias y tratamientos. Los ensayos de viabilidad celular desempeñan un papel fundamental en la comprensión de los mecanismos de la enfermedad y la prueba de posibles intervenciones. Los avances continuos en la investigación de las ciencias de la vida, incluidos campos como la investigación del cáncer, la investigación con células madre y la medicina regenerativa, requieren métodos confiables para evaluar la viabilidad y el comportamiento celular en diferentes condiciones. El cambio hacia la medicina personalizada implica adaptar los tratamientos a las características individuales de cada paciente. Los ensayos de viabilidad celular son esenciales para evaluar cómo responden las células de un paciente a tratamientos específicos, lo que ayuda al desarrollo de enfoques terapéuticos personalizados. Eventos como la pandemia de COVID-19 han subrayado la importancia de los ensayos de viabilidad rápidos y precisos para estudiar enfermedades infecciosas, probar compuestos antivirales y evaluar candidatos a vacunas. Las innovaciones tecnológicas continuas en plataformas de ensayo, técnicas de imagen y métodos de detección están mejorando la sensibilidad, precisión y velocidad de los ensayos de viabilidad celular, haciéndolos más versátiles y valiosos.

Impulsores clave del mercado

Aumento del descubrimiento y desarrollo de fármacos

En las primeras etapas del descubrimiento de fármacos, los investigadores examinan numerosos compuestos para identificar posibles candidatos a fármacos. Los ensayos de viabilidad celular evalúan rápidamente su impacto en la salud celular, lo que ayuda en la selección de candidatos. Una vez que surgen candidatos prometedores, estos ensayos miden su eficacia para dirigirse a vías de enfermedad específicas o procesos celulares. Ofrecen información sobre los efectos diferenciales de la viabilidad en células enfermas frente a sanas. Garantizar la seguridad de los fármacos es primordial, y los ensayos de viabilidad celular se utilizan para evaluar la toxicidad de los compuestos y detectar efectos adversos antes de avanzar a estudios posteriores.

Determinar la relación dosis-respuesta de un fármaco candidato es crucial para comprender la dosis óptima para el efecto terapéutico y minimizar la toxicidad. Los ensayos de viabilidad proporcionan información sobre cómo un fármaco candidato afecta las vías y procesos celulares, lo que ayuda a comprender su mecanismo de acción y potencial terapéutico. La medicina personalizada requiere evaluar las respuestas de cada paciente a diferentes fármacos candidatos, y los ensayos de viabilidad guían las opciones de tratamiento efectivas.

Los ensayos de viabilidad también validan posibles dianas farmacológicas, lo que ayuda a los investigadores a comprender su relevancia en las vías de la enfermedad. La demanda de cribado de alto rendimiento ha llevado al desarrollo de ensayos automatizados, lo que aumenta la eficiencia del descubrimiento de fármacos. A medida que avanzan los productos biológicos y las terapias basadas en células, los ensayos de viabilidad desempeñan un papel vital en la evaluación de la salud y la funcionalidad de las células. También identifican interacciones potenciales entre fármacos, lo que respalda el desarrollo de terapias combinadas, cruciales para el mercado global de ensayos de viabilidad celular.

Enfermedades infecciosas emergentes y vacunas

Estos ensayos son fundamentales para comprender el impacto de los agentes infecciosos, evaluar posibles compuestos antivirales y evaluar candidatos a vacunas. Durante los brotes de enfermedades infecciosas emergentes como COVID-19, existe una necesidad urgente de medicamentos antivirales efectivos. Los ensayos de viabilidad celular son cruciales para detectar compuestos para identificar aquellos que inhiben la replicación viral al tiempo que protegen las células huésped. Ayudan a comprender los mecanismos de los compuestos antivirales al evaluar sus efectos en las células infectadas, lo que es crucial para optimizar los candidatos a fármacos y desarrollar terapias dirigidas. Estos ensayos también facilitan la evaluación de los medicamentos existentes para determinar su posible actividad antiviral contra nuevos agentes infecciosos, lo que acelera el desarrollo de medicamentos utilizando compuestos conocidos con perfiles de seguridad establecidos.

Además, son fundamentales para evaluar la eficacia de las vacunas, evaluar la estimulación de la respuesta inmunitaria y medir la capacidad de prevenir la infección o reducir la replicación viral. Los adyuvantes, que mejoran los efectos inmunoestimulantes de las vacunas, también se evalúan en cuanto a seguridad y eficacia mediante ensayos de viabilidad celular. Determinar la inmunogenicidad de las vacunas, la capacidad de inducir una respuesta inmunitaria, es vital para predecir la eficacia de las vacunas y encontrar el equilibrio entre eficacia y seguridad. Estos ensayos también se emplean para evaluar la estabilidad de las vacunas en diversas condiciones de almacenamiento, lo que garantiza la eficacia durante la distribución.

Los investigadores utilizan ensayos de viabilidad celular para estudiar los efectos del virus en la salud celular, lo que ayuda a comprender los mecanismos de infección y el desarrollo de intervenciones. Los métodos de detección de alto rendimiento, facilitados por ensayos automatizados, son esenciales para abordar enfermedades infecciosas urgentes. A medida que surgen nuevos agentes infecciosos, los métodos confiables como los ensayos de viabilidad celular se vuelven cruciales para la investigación, lo que impulsa la demanda en el mercado global de ensayos de viabilidad celular.

Avances tecnológicos

Estos avances han ampliado las capacidades de los investigadores para evaluar la salud celular, detectar compuestos y estudiar enfermedades de manera más efectiva. Los ensayos sin etiquetas, como los ensayos basados en impedancia, rastrean los cambios en la impedancia eléctrica a medida que las células se adhieren, proliferan o mueren. Ofrecen monitoreo en tiempo real sin etiquetas externas, lo que permite una evaluación de viabilidad dinámica y no invasiva. El cribado de alto contenido (HCS) integra microscopía automatizada y análisis de imágenes para evaluar múltiples parámetros celulares simultáneamente, lo que proporciona conocimientos más profundos sobre el comportamiento celular. Se han desarrollado sondas y colorantes fluorescentes para identificar componentes celulares específicos asociados con la viabilidad, mejorando la especificidad del ensayo y permitiendo la multiplexación para obtener datos completos.

Los biosensores basados en nanotecnología detectan cambios celulares a escala nanométrica, lo que permite realizar mediciones de viabilidad altamente sensibles y específicas al identificar alteraciones sutiles en la fisiología celular. Con la creciente popularidad de los modelos de cultivos celulares en 3D, los ensayos de viabilidad se han adaptado para evaluar la salud celular en estos entornos complejos utilizando técnicas como la obtención de imágenes confocales y marcadores de viabilidad especializados.

Los dispositivos microfluídicos y las plataformas de órganos en un chip replican las condiciones fisiológicas, ofreciendo evaluaciones de viabilidad más realistas. Arrojan luz sobre cómo responden las células a los fármacos y toxinas en entornos similares al cuerpo humano. La obtención de imágenes de células vivas, como la microscopía de lapso de tiempo, rastrea los cambios en la viabilidad celular a lo largo del tiempo, lo que proporciona información sobre la dinámica de la salud celular y las respuestas al tratamiento. La automatización ha transformado los ensayos de viabilidad celular, mejorando el rendimiento y reduciendo los errores a través de plataformas robóticas y microscopía digital con software avanzado de análisis de imágenes.

Los avances en el análisis de células individuales revelan la heterogeneidad de la viabilidad dentro de las poblaciones, descubriendo subpoblaciones raras con comportamientos distintos. La termoforesis a microescala (MST) mide los cambios en el movimiento de moléculas marcadas con fluorescencia en respuesta a los cambios de temperatura, lo que ofrece información sobre las vías relacionadas con la viabilidad mediante la evaluación de las interacciones de unión. Los ensayos moleculares, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en tiempo real, miden los cambios en la expresión genética vinculados a la viabilidad celular, la apoptosis y las respuestas al estrés. Estos avances acelerarán la demanda del mercado global de ensayos de viabilidad celular.

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Desafíos clave del mercado

Variabilidad en el rendimiento de los ensayos

Diferentes líneas celulares, incluso del mismo tipo, pueden exhibir diferentes sensibilidades a los ensayos debido a diferencias genéticas, condiciones de cultivo y características intrínsecas. Dentro de una población celular, las células individuales pueden responder de manera diferente a los tratamientos o condiciones. Esta heterogeneidad puede introducir variabilidad en las mediciones de viabilidad. Las variaciones en los procedimientos de ensayo, como los tiempos de incubación, las concentraciones de reactivos y los métodos de detección, pueden generar resultados inconsistentes entre experimentos o laboratorios. Los pasos manuales en los ensayos pueden introducir variabilidad debido a diferencias en la técnica, el tiempo y el juicio subjetivo. Las diferencias en los instrumentos, como los lectores de microplacas o los sistemas de imágenes, pueden generar variaciones en las mediciones, lo que afecta la consistencia del ensayo. Las condiciones ambientales como la temperatura y la humedad pueden influir en el comportamiento celular y los resultados del ensayo. Las variaciones en estas condiciones pueden generar resultados inconsistentes. Las células primarias, las líneas celulares y las muestras derivadas de pacientes pueden comportarse de manera diferente en los ensayos, lo que genera variabilidad. La variabilidad puede surgir durante la recolección, el procesamiento y la preparación de la muestra, lo que afecta los resultados del ensayo.

Sensibilidad y especificidad

Lograr el equilibrio adecuado entre la sensibilidad (la capacidad de detectar pequeños cambios) y la especificidad (la capacidad de identificar con precisión los verdaderos positivos) es esencial para la confiabilidad y relevancia de los resultados del ensayo de viabilidad. Un ensayo demasiado sensible podría detectar incluso cambios menores en el comportamiento celular que no son biológicamente relevantes. Esto puede conducir a falsos positivos y a una mala interpretación de los resultados. Los ensayos de viabilidad deben ser lo suficientemente sensibles como para detectar cambios sutiles en la salud celular causados por tratamientos o condiciones, especialmente en casos donde el impacto no es inmediatamente obvio. Las células pueden exhibir respuestas dinámicas a los estímulos, incluidos cambios transitorios en la viabilidad. Para garantizar que un ensayo pueda capturar estos cambios dinámicos, se requiere un diseño y una optimización cuidadosos. Las células de una población pueden exhibir una variabilidad inherente en respuesta a factores externos. Un ensayo sensible debe tener en cuenta esta variabilidad natural sin generar ruido excesivo. La falta de especificidad puede dar lugar a resultados falsos negativos, en los que el ensayo no identifica los cambios reales de viabilidad. Esto puede hacer que se pasen por alto respuestas biológicas críticas. Diferentes tipos de células pueden responder de forma diferente a las mismas condiciones. Un ensayo puede ser específico en un tipo de célula pero no en otro, lo que afecta a su generalización. Los componentes del ensayo, como los colorantes o los sustratos, pueden interactuar con las células o los compuestos de formas no deseadas, lo que genera señales no específicas.

Tendencias clave del mercado

Pruebas ambientales

Los ensayos de viabilidad celular se emplean para evaluar los posibles efectos tóxicos de los contaminantes y las sustancias químicas en varios organismos presentes en el medio ambiente, incluidas las especies acuáticas y las plantas. Estos ensayos ayudan a evaluar el impacto de los contaminantes en la salud y la supervivencia de estos organismos. Las pruebas ambientales no se limitan a los impactos ecológicos; también implican la evaluación de los efectos de los contaminantes en la salud humana. Los ensayos de viabilidad celular se pueden utilizar para estudiar cómo los factores ambientales influyen en las células y los tejidos humanos, lo que ayuda a comprender los riesgos para la salud relacionados con la exposición. Los contaminantes ambientales conocidos como disruptores endocrinos pueden interferir con los sistemas hormonales y tener efectos adversos tanto en la vida silvestre como en los seres humanos. Los ensayos de viabilidad celular se utilizan para estudiar los efectos de estos disruptores en la salud celular y las vías hormonales. Los ensayos de viabilidad celular se pueden adaptar para evaluar la calidad del aire y el agua. Por ejemplo, las partículas transportadas por el aire o los contaminantes transportados por el agua se pueden analizar utilizando ensayos diseñados para medir las respuestas celulares a los contaminantes. Los productos químicos agrícolas, como pesticidas y herbicidas, pueden ingresar al medio ambiente y afectar a organismos no objetivo. Los ensayos de viabilidad celular ayudan a evaluar la toxicidad de estos productos químicos tanto para las especies objetivo como para las no objetivo. Los residuos de productos farmacéuticos y de cuidado personal pueden terminar en el medio ambiente, lo que podría afectar a los ecosistemas acuáticos. Los ensayos de viabilidad celular ayudan a evaluar el impacto de estos residuos en los organismos acuáticos.

Información segmentaria

Información del producto

En 2023, el mercado mundial de ensayos de viabilidad celular estuvo dominado por el segmento de consumibles en el período de pronóstico y se prevé que continúe expandiéndose en los próximos años.

Se prevé que los ensayos luminométricos experimenten el crecimiento más rápido en el período de pronóstico. Debido a sus sencillos requisitos de equipo, métodos sencillos, resiliencia y sensibilidad excepcional. Debido a sus ventajas sobre los ensayos colorimétricos y de exclusión de colorantes porque son más sensibles, los ensayos fluorométricos ocuparon la segunda participación más grande en 2023. Todas estas características hacen que sea fácil de escalar y adaptar desde la investigación de laboratorio hasta aplicaciones de alto rendimiento. Estas características del ensayo de viabilidad celular están impulsando el crecimiento del segmento de consumibles.

Información del usuario final

En 2023, el segmento de empresas biofarmacéuticas y farmacéuticas del mercado global de ensayos de viabilidad celular tuvo la mayor participación y se prevé que continúe expandiéndose en los próximos años.

Se espera que las CRO y CMO crezcan al ritmo más rápido en el período de pronóstico. Por diversas razones, las empresas farmacéuticas colaboran con las CRO y CMO. Estas asociaciones pueden ahorrar costos, acelerar el tiempo de comercialización y mejorar la eficacia del proceso. Se prevé que las colaboraciones amplíen el uso de los ensayos de viabilidad celular en una variedad de aplicaciones, incluido el descubrimiento y desarrollo de fármacos, lo que respaldará el crecimiento de la industria en los próximos años.

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Información regional

La región de América del Norte domina el mercado mundial de biopsia con aguja gruesa para cáncer de mama en 2023.

Se prevé que Asia Pacífico experimente el crecimiento más rápido durante el período de proyección. Debido a la creciente necesidad de terapias innovadoras en la región. Otros elementos que promueven la prosperidad regional incluyen el aumento del gasto gubernamental en I+D y la aceleración del crecimiento de la infraestructura. Además, se está proporcionando financiación a varios actores locales para que trabajen en la creación de una cura para una serie de enfermedades crónicas, incluido el cáncer.

Acontecimientos recientes

• En marzo de 2022, Biovica, un actor en el diagnóstico del cáncer, anunció la creación de su propio laboratorio CLIA en los EE. UU. para respaldar el lanzamiento de DiviTum®TKa en el mercado estadounidense. La empresa pretende tener el laboratorio en funcionamiento y certificado por CLIA para el tercer trimestre de 2022. Biovica ha optado por establecer el laboratorio CLIA en San Diego, California, con una ubicación ya asegurada y un contrato de arrendamiento firmado para las instalaciones. Una vez que se obtenga la autorización 510(k), el laboratorio ofrecerá el análisis DiviTum®TKa a los clientes de Biovica en los EE. UU.

Actores clave del mercado

• ThermoFisher Scientific, Inc.
• Agilent Technologies, Inc.
• Bio-Rad Laboratories, Inc.
• Merck KGaA
• PerkinElmer Inc.
• Promega Corporation
• Biotium Inc.
• Creative Bioarra
• Abcam plc
• Charles River Laboratories International, Inc