Marché de l'ingénierie des protéines - Taille de l'industrie mondiale, part, tendances, opportunités et prévisions, 2018-2028 segmenté par type de produit (insuline, anticorps monoclonaux, facteurs de coagulation {facteurs sanguins + plasminogène tissulaire}, vaccins, facteurs de croissance {hormones + cytokine} et autres types de produits), par technologie (conception irrationnelle des protéines

Aperçu du marché

Le marché mondial de l'ingénierie des protéines est évalué à 2,56 milliards USD en 2022 et devrait connaître une croissance impressionnante au cours de la période de prévision avec un TCAC de 11,00 % jusqu'en 2028. L'ingénierie des protéines est une branche de la biotechnologie qui implique la conception, la modification et l'optimisation délibérées des protéines pour créer de nouvelles fonctions, améliorer celles qui existent déjà ou les adapter à des applications spécifiques. Les protéines sont des macromolécules biologiques essentielles qui remplissent un large éventail de fonctions dans les organismes vivants, notamment la catalyse des réactions chimiques (enzymes), le transport des molécules, le soutien structurel et la régulation des processus cellulaires. L'ingénierie des protéines exploite la compréhension de la structure et de la fonction des protéines pour manipuler ces molécules à diverses fins. Les progrès des techniques de biologie moléculaire ont permis de synthétiser et de modifier des gènes codant pour des protéines avec des séquences spécifiques. Cela permet aux chercheurs de créer des protéines entièrement nouvelles ou de modifier celles qui existent déjà pour diverses applications.

La demande croissante de produits biopharmaceutiques, notamment d'anticorps monoclonaux, de vaccins et d'autres thérapies à base de protéines, a été un moteur important. Les techniques d'ingénierie des protéines sont essentielles pour optimiser la production et l'efficacité de ces médicaments. Les progrès continus en génomique, transcriptomique et protéomique ont fourni des informations précieuses sur le rôle des protéines dans les voies de la maladie. Ces connaissances ont alimenté la demande de techniques d'ingénierie des protéines pour développer des thérapies ciblées. Les industries biotechnologiques et pharmaceutiques ont connu une croissance soutenue, avec des investissements accrus dans la recherche et le développement. Cette croissance a stimulé la demande d'outils et de services d'ingénierie des protéines. L'ingénierie des protéines a joué un rôle crucial dans le développement de thérapies pour les maladies rares et orphelines. Le potentiel de rendement élevé dans ce marché de niche a été un moteur d'investissement et d'innovation. L'ingénierie des protéines a été utilisée pour concevoir des enzymes aux propriétés améliorées pour diverses applications industrielles, notamment la production de biocarburants, la transformation des aliments et la gestion des déchets.

Principaux moteurs du marché

Progrès technologiques

Les avancées technologiques dans l'ingénierie des protéines ont joué un rôle central dans le façonnement du domaine et l'expansion de ses applications dans diverses industries, notamment les produits pharmaceutiques, la biotechnologie, l'agriculture et les processus industriels. La technologie CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) et la technologie CRISPR-associated protein 9 (Cas9) ont révolutionné l'ingénierie des protéines. Elle permet une édition précise du génome, ce qui permet de modifier les gènes et de concevoir des protéines avec une spécificité et une efficacité élevées. Cela a des implications de grande portée dans le développement de médicaments, l'agriculture et la recherche fondamentale. L'évolution dirigée est une technique puissante qui imite la sélection naturelle pour optimiser les protéines pour des fonctions spécifiques. Grâce à des cycles itératifs de mutation et de sélection, les chercheurs peuvent concevoir des protéines aux propriétés améliorées, telles qu'une affinité, une stabilité ou une activité enzymatique accrues. Les méthodes de criblage à haut débit (HTS) sont devenues plus sophistiquées et automatisées, permettant le criblage rapide de grandes bibliothèques de protéines pour les propriétés souhaitées. Cela accélère la découverte de nouvelles enzymes, d'anticorps thérapeutiques et d'autres produits à base de protéines. Les progrès des méthodes informatiques, notamment la modélisation moléculaire et l'apprentissage automatique, permettent aux chercheurs de prédire la structure et la fonction des protéines modifiées. Cela permet d'économiser du temps et des ressources dans la phase de conception et aide à comprendre les interactions protéine-ligand. Les techniques de biologie synthétique permettent la création de protéines et de systèmes biologiques entièrement nouveaux. Les chercheurs peuvent concevoir et synthétiser des gènes codant de nouvelles protéines avec des fonctions personnalisées, élargissant ainsi les possibilités d'ingénierie des protéines. Les améliorations des systèmes d'expression des protéines, tels que les levures, les bactéries et les cellules de mammifères, ont amélioré la production de protéines recombinantes et d'anticorps thérapeutiques. Ces avancées augmentent le rendement et la qualité des protéines modifiées.

La compréhension du repliement et de la stabilité des protéines est essentielle pour l'ingénierie des protéines. Les outils informatiques et les techniques expérimentales ont amélioré la prédiction des structures et de la stabilité des protéines, aidant à la conception de protéines plus robustes. Les technologies de séquençage de nouvelle génération (NGS) ont facilité l'analyse des variations génétiques et des profils d'expression, permettant aux chercheurs d'identifier et de caractériser plus efficacement les cibles potentielles de l'ingénierie des protéines. Les systèmes de synthèse de protéines sans cellules sont devenus plus efficaces et polyvalents. Ils permettent la production rapide de protéines sans avoir besoin de cellules vivantes, ce qui facilite l'ingénierie et l'étude de diverses protéines. Les développements récents dans les technologies d'édition du génome comme CrispRGold et Prime Editing offrent une précision et un contrôle encore plus grands dans la modification des séquences génétiques. Ces avancées ont des implications de grande portée pour la thérapie génique et l'ingénierie des protéines. Des techniques telles que ChIP-seq et la réticulation protéine-ADN permettent aux chercheurs d'étudier les interactions protéine-ADN au niveau moléculaire. Cela est essentiel pour comprendre la régulation des gènes et concevoir des protéines de liaison à l'ADN. Les progrès des technologies de protéomique unicellulaire permettent de profiler le contenu en protéines des cellules individuelles, offrant ainsi des informations sur l'hétérogénéité cellulaire et les mécanismes des maladies. Ce facteur contribuera au développement du marché mondial de l'ingénierie des protéines.

Croissance des secteurs biotechnologique et pharmaceutique

Les industries biotechnologique et pharmaceutique ont connu une évolution vers les produits biologiques, qui sont des médicaments dérivés d'organismes vivants. Cela comprend les anticorps monoclonaux, les vaccins et d'autres thérapies à base de protéines. L'ingénierie des protéines joue un rôle crucial dans la conception, l'optimisation et la production de ces produits biologiques, répondant à la demande croissante de traitements plus ciblés et plus efficaces. Le processus de découverte et de développement de nouveaux médicaments implique souvent l'identification et la modification de protéines spécifiques associées à des maladies. Les techniques d'ingénierie des protéines permettent de modifier ces protéines pour améliorer leurs propriétés thérapeutiques ou pour créer des candidats médicaments entièrement nouveaux. Le secteur pharmaceutique s'oriente de plus en plus vers la médecine personnalisée, où les traitements sont adaptés aux profils individuels des patients. L'ingénierie des protéines permet de personnaliser les protéines thérapeutiques pour qu'elles correspondent aux caractéristiques génétiques et moléculaires de chaque patient, améliorant ainsi les résultats du traitement. L'ingénierie des protéines a joué un rôle déterminant dans le développement de thérapies pour les maladies rares et orphelines, qui peuvent ne pas avoir de grandes populations de patients. L'industrie pharmaceutique a montré de l'intérêt pour ces marchés de niche, stimulant la demande de services et de technologies d'ingénierie des protéines.

L'industrie biopharmaceutique s'appuie sur des processus de biofabrication pour produire de grandes quantités de médicaments à base de protéines. L'ingénierie des protéines permet d'optimiser l'expression, le rendement et la stabilité de ces protéines thérapeutiques, garantissant une production efficace et rentable. Les sociétés pharmaceutiques cherchent en permanence à élargir leurs pipelines de médicaments avec des produits innovants et différenciés. L'ingénierie des protéines permet le développement de nouveaux produits biologiques et de thérapies à base de protéines, aidant les entreprises à rester compétitives. Le développement de thérapies combinées, où plusieurs médicaments sont utilisés pour cibler différents aspects d'une maladie, est une tendance croissante dans le secteur pharmaceutique. L'ingénierie des protéines peut être utilisée pour concevoir des protéines thérapeutiques complémentaires qui fonctionnent ensemble de manière synergique. À mesure que les brevets de certains médicaments biologiques expirent, il existe un marché croissant pour les biosimilaires, qui sont des versions très similaires de produits biologiques existants. L'ingénierie des protéines est utilisée pour créer des biosimilaires avec des profils d'efficacité et de sécurité comparables. Les sociétés de biotechnologie et pharmaceutiques investissent massivement dans la recherche et le développement pour mettre de nouveaux médicaments sur le marché. Cet investissement comprend le financement de la recherche en ingénierie des protéines et du développement technologique. La collaboration entre les sociétés pharmaceutiques, les entreprises de biotechnologie et les institutions universitaires dans la recherche sur l'ingénierie des protéines est devenue courante. Ces partenariats stimulent l'innovation et accélèrent le développement de thérapies à base de protéines. Des événements comme la pandémie de COVID-19 ont mis en évidence la nécessité d'un développement rapide de vaccins et de thérapies. L'ingénierie des protéines a joué un rôle central dans le développement de vaccins et de traitements contre la COVID-19, mettant en évidence son importance pour relever les défis de santé mondiaux. Ce facteur va accélérer la demande du marché mondial de l'ingénierie des protéines.

Accent accru sur les maladies rares

Les maladies rares, également appelées maladies orphelines, manquent souvent de traitements efficaces en raison de leur faible prévalence. L'ingénierie des protéines offre une approche prometteuse pour développer des thérapies sur mesure pour ces maladies, répondant à des besoins médicaux importants non satisfaits. L'étude des maladies rares implique souvent l'identification de mutations génétiques spécifiques ou d'anomalies protéiques qui sous-tendent ces conditions. L'ingénierie des protéines permet de personnaliser les protéines thérapeutiques pour cibler précisément les voies moléculaires impliquées dans les maladies rares, ce qui permet des approches de médecine de précision. Les gouvernements et les organismes de réglementation du monde entier offrent des incitations pour le développement de médicaments orphelins pour traiter les maladies rares. L'ingénierie des protéines joue un rôle essentiel dans la conception et l'optimisation de ces médicaments, notamment les anticorps monoclonaux et les thérapies de remplacement enzymatique. Les maladies rares sont souvent causées par des anomalies protéiques spécifiques. Les techniques d'ingénierie des protéines permettent le développement de thérapies ciblées qui peuvent corriger ou compenser ces anomalies, ce qui conduit à de meilleurs résultats thérapeutiques. Les anticorps monoclonaux conçus pour cibler les protéines liées aux maladies rares se sont révélés très prometteurs dans le traitement de maladies telles que certaines formes de dystrophie musculaire et de troubles de stockage lysosomal. L'ingénierie des protéines est étroitement liée à la thérapie génique, qui recèle un grand potentiel pour le traitement des troubles génétiques rares. Les protéines modifiées, telles que les vecteurs viraux ou les enzymes, peuvent être utilisées pour délivrer des gènes thérapeutiques aux patients atteints de maladies rares. Pour certains troubles métaboliques rares, les thérapies de remplacement enzymatique sont essentielles. Les techniques d'ingénierie des protéines peuvent optimiser la stabilité, l'activité et le ciblage de ces enzymes thérapeutiques. Le marché des médicaments orphelins connaît une croissance constante, stimulé par une combinaison d'incitations réglementaires, de financements accrus et de progrès dans les technologies d'ingénierie des protéines. Cette croissance encourage les investissements dans la recherche et le développement pour les maladies rares. La collaboration entre les chercheurs universitaires, les sociétés pharmaceutiques et les groupes de défense des patients dans le domaine des maladies rares est devenue plus courante. De telles collaborations accélèrent la recherche et le développement de thérapies à base de protéines. Les efforts de plaidoyer importants des groupes de patients et des fondations dédiées aux maladies rares ont sensibilisé et soutenu la recherche et le développement de traitements. Ces efforts stimulent le financement et l'intérêt pour les solutions d'ingénierie des protéines. Les progrès des technologies de diagnostic, telles que la génomique et la protéomique, permettent l'identification de biomarqueurs spécifiques aux maladies rares. L'ingénierie des protéines peut ensuite être utilisée pour développer des diagnostics et des thérapies ciblées. Ce facteur accélérera la demande du marché mondial de l'ingénierie des protéines.

Principaux défis du marché

Complexité de la conception des protéines

Les protéines ont des structures tridimensionnelles complexes qui sont cruciales pour leurs fonctions. Concevoir des protéines avec des structures spécifiques qui se replient correctement est une tâche difficile, car de petits changements dans les séquences d'acides aminés peuvent entraîner un mauvais repliement et une perte de fonction. Prédire la fonction exacte d'une protéine conçue peut être difficile. De nombreuses protéines ont des rôles multiples dans les systèmes biologiques, et la conception d'une protéine pour remplir une fonction spécifique peut être très complexe. S'assurer qu'une protéine conçue est stable et se replie correctement dans sa conformation fonctionnelle est un défi de taille. Obtenir le bon repliement de la protéine est crucial pour son activité et son efficacité. Les protéines interagissent souvent avec d'autres molécules, telles que des ligands, des cofacteurs ou d'autres protéines. Concevoir une protéine qui interagit de manière sélective et avec une forte affinité avec une molécule particulière peut être complexe. Concevoir des protéines qui s'engagent dans des interactions protéine-protéine spécifiques peut être particulièrement difficile. Prédire comment différentes protéines interagiront les unes avec les autres et concevoir ces interactions avec précision est complexe. La conception de protéines nécessite une expertise dans de multiples disciplines, notamment la biologie, la chimie, la bioinformatique et la biologie structurale. Les collaborations entre experts dans ces domaines sont souvent nécessaires.

Durabilité et préoccupations environnementales

La recherche en génie protéique nécessite souvent des ressources importantes, notamment des équipements de laboratoire, des consommables et de l'énergie. L'impact environnemental de ces processus gourmands en ressources peut être préoccupant. La production de produits à base de protéines, tels que les protéines thérapeutiques, les enzymes et les protéines alternatives (comme les viandes à base de plantes et de cellules), peut avoir des implications environnementales. Optimiser les processus de biofabrication pour les rendre plus durables est un défi. Le développement d'organismes génétiquement modifiés (OGM) pour diverses applications, notamment l'agriculture et la biotechnologie industrielle, soulève des préoccupations environnementales et réglementaires. Il est essentiel de garantir l'utilisation sûre des OGM et de traiter les impacts écologiques potentiels. Les processus de biofabrication peuvent générer des déchets et des sous-produits qui peuvent avoir des conséquences environnementales. La gestion et la réduction des flux de déchets constituent un défi de durabilité. De nombreux processus de génie protéique nécessitent des environnements contrôlés et des conditions précises, qui peuvent être gourmands en énergie. La réduction de la consommation d'énergie et la transition vers des sources d'énergie renouvelables sont des priorités pour la durabilité. L'utilisation de produits chimiques dans l'ingénierie des protéines, tels que les réactifs pour la synthèse de l'ADN et la purification des protéines, peut avoir des impacts environnementaux. Le développement d'approches chimiques plus écologiques est un objectif de durabilité. Bien que les protéines alternatives (à base de plantes et de cellules) soient souvent considérées comme plus durables que l'agriculture animale traditionnelle, leur empreinte environnementale peut varier. Réduire l'impact environnemental de ces technologies est un défi permanent.

Principales tendances du marché

Expansion de l'ingénierie des protéines

L'ingénierie des protéines est utilisée pour modifier la composition génétique des cultures afin d'améliorer des caractéristiques spécifiques. Cela peut inclure une résistance accrue aux ravageurs et aux maladies, une amélioration de la tolérance aux facteurs de stress environnementaux (par exemple, la sécheresse ou la salinité) et l'optimisation du contenu nutritionnel. Le développement de cultures plus résistantes aux maladies grâce à l’ingénierie des protéines réduit le recours aux pesticides chimiques, contribuant ainsi à une agriculture respectueuse de l’environnement et durable. L’ingénierie des cultures pour la résistance aux parasites peut protéger les rendements et réduire la dépendance aux insecticides chimiques, ce qui profite à la fois à l’environnement et aux agriculteurs. L’ingénierie des protéines peut aider à créer des cultures plus résistantes aux conditions de sécheresse, ce qui est essentiel dans les régions confrontées à la pénurie d’eau et aux défis du changement climatique. L’ingénierie des protéines est appliquée pour augmenter la valeur nutritionnelle des cultures en améliorant la teneur en nutriments essentiels, tels que les vitamines et les minéraux. En améliorant les rendements des cultures et en réduisant le besoin d’intrants chimiques, les cultures issues de l’ingénierie des protéines peuvent contribuer à des pratiques agricoles plus durables et plus respectueuses de l’environnement. L’utilisation de cultures génétiquement modifiées conçues grâce à l’ingénierie des protéines peut conduire à une réduction de l’érosion des sols, à une diminution des émissions de gaz à effet de serre et à une diminution du ruissellement agricole, atténuant ainsi les dommages environnementaux. La biofortification consiste à augmenter les niveaux de nutriments essentiels dans les cultures. Français L'ingénierie des protéines peut jouer un rôle dans la biofortification des cultures de base pour lutter contre la malnutrition et les carences en nutriments dans les populations vulnérables.

Informations sectorielles

Informations technologiques

En 2022, le segment de la conception rationnelle des protéines du marché mondial de l'ingénierie des protéines détenait la plus grande part et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.

Informations sur les types de produits

En 2022, le segment des anticorps monoclonaux du marché mondial de l'ingénierie des protéines détenait la plus grande part des revenus et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.

Informations sur l'utilisation finale

En 2022, le segment des sociétés pharmaceutiques et biotechnologiques du marché mondial de l'ingénierie des protéines détenait la plus grande part et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.

Perspectives régionales

La région Amérique du Nord a dominé le marché mondial de l'ingénierie des protéines en 2022.

La région Asie-Pacifique devrait connaître le TCAC le plus rapide au cours de la période de prévision. Parce que les pays asiatiques en développement ont des taux élevés de maladies auto-immunes, cardiovasculaires et cancéreuses. En outre, le développement économique élevé des économies émergentes comme l'Inde et la Chine devrait soutenir l'expansion du secteur dans les perspectives inexplorées de cette région. En outre, il est prévu que l'expansion de la région sera facilitée par la disponibilité d'une base de population importante pour la recherche et les tests cliniques des applications d'ingénierie des protéines.

Développements récents

• En juillet 2021, une startup privée de biotechnologie appelée Protomer Technologies (« Protomer ») a été acquise par Eli Lilly et la startup. Pour trouver et créer des molécules capables de détecter le glucose ou d'autres modulateurs endogènes de l'activité des protéines, Protomer utilise sa plateforme brevetée d'ingénierie des peptides et des protéines. Protomer développe actuellement des thérapies protéiques de nouvelle génération capables de détecter les activateurs moléculaires cellulaires. Grâce à sa plateforme brevetée basée sur la biologie chimique, l'entreprise peut créer des protéines et des peptides thérapeutiques dont l'activité est réglable et qui peuvent être régulés par de minuscules molécules. Cette méthode a été utilisée par Protomer pour faire progresser une variété de candidats thérapeutiques, tels que les insulines sensibles au glucose qui peuvent détecter les niveaux de sucre dans le sang et se déclencher automatiquement selon les besoins tout au long de la journée. En mars 2022, un partenariat de recherche entre Amgen et Generate Biomedicines a été annoncé pour identifier et développer des thérapies protéiques pour cinq cibles cliniques dans divers domaines thérapeutiques et systèmes d'administration. Un groupe Digital Biologics Discovery a été formé en raison de la stratégie de biologie générative d'Amgen pour capitaliser sur les atouts de pointe de l'entreprise en biologie, en automatisation et en ingénierie des protéines. L’objectif de la biologie générative chez Amgen est d’utiliser cette expérience et cette expertise en biologie ainsi qu’une technologie de conception de médicaments basée sur le séquençage de pointe pour développer des thérapies multispécifiques complexes pour une gamme de troubles difficiles. En réduisant le temps nécessaire à la découverte de médicaments et en produisant des molécules potentielles de pointe avec une fabrication et un comportement clinique prévisibles, l'expertise d'Amgen en matière de découverte de médicaments biologiques peut être combinée à la plateforme d'intelligence artificielle (IA) de Generate Biomedicines pour faciliter davantage la conception de médicaments multispécifiques.

Principaux acteurs du marché

• Agilent Technologies Inc.
• Amgen Inc.
• Bruker Corporation
• Bio-Rad Laboratories Inc.
• Eli Lilly and Company
• Merck KGaA
• Novo Nordisk AS
• PerkinElmer Inc.
• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Waters Corporation
• Genscripts USA, Inc.
• GE Healthcare