Marché de l'optogénétique - Taille de l'industrie, part, tendances, opportunités et prévisions, 2018-2028 segmenté par équipement léger (laser et diode électroluminescente), par actionneur (rhodopsine canalaire, halorhodopsine et archérhodopsine), par capteur (calcium (aequorine, caméléon et autres capteurs de calcium), chlorure (cloméleon), membrane-dépendante (sirène) et autres capteurs), par ap
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 CustomizationMarché de l'optogénétique - Taille de l'industrie, part, tendances, opportunités et prévisions, 2018-2028 segmenté par équipement léger (laser et diode électroluminescente), par actionneur (rhodopsine canalaire, halorhodopsine et archérhodopsine), par capteur (calcium (aequorine, caméléon et autres capteurs de calcium), chlorure (cloméleon), membrane-dépendante (sirène) et autres capteurs), par ap
| Période de prévision | 2024-2028 |
| Taille du marché (2022) | 545,60 millions |
| TCAC (2023-2028) | 4,01 % |
| Segment à la croissance la plus rapide | NeuroScience |
| Marché le plus important | Amérique du Nord |
Aperçu du marché
Le marché mondial de l'optogénétique est évalué à 545,60 millions USD en 2022 et devrait connaître une croissance impressionnante au cours de la période de prévision avec un TCAC de 4,01 % jusqu'en 2028
L'optogénétique a révolutionné les neurosciences en permettant un contrôle précis des circuits neuronaux. L'avancement continu de notre compréhension du cerveau et le besoin d'outils sophistiqués pour l'étudier ont conduit à l'adoption de techniques optogénétiques. Les progrès continus des outils optogénétiques, notamment le développement d'opsines améliorées (protéines sensibles à la lumière) et de systèmes de distribution de lumière plus précis, ont rendu l'optogénétique plus accessible et plus conviviale pour les chercheurs.
Principaux moteurs du marché
Innovations technologiques
Les opsines sont des protéines sensibles à la lumière utilisées en optogénétique pour contrôler l'activité cellulaire. Des recherches continues ont conduit au développement d'opsines nouvelles et améliorées avec des propriétés améliorées, telles qu'une sensibilité accrue à la lumière, des temps de réponse plus rapides et des propriétés spectrales modifiées. Ces innovations ont permis un contrôle plus précis des circuits neuronaux. Le multiplexage en optogénétique implique l'activation ou l'inhibition simultanée de plusieurs types d'opsines dans différents neurones ou populations neuronales. Cette technologie permet aux chercheurs d'étudier des circuits et des interactions neuronales complexes. Les innovations dans les techniques de multiplexage ont amélioré l'évolutivité et la polyvalence des expériences optogénétiques. Des systèmes de fibres optiques avancés et des techniques de microscopie ont été développés pour fournir de la lumière avec une grande précision spatiale et temporelle. Ces innovations permettent aux chercheurs de cibler des régions cérébrales spécifiques ou même des neurones individuels avec une plus grande précision. Les chercheurs ont développé des systèmes optogénétiques sans fil qui éliminent le besoin de sources lumineuses attachées et permettent des expériences plus naturalistes sur des animaux en mouvement libre. Cette technologie améliore l'étude des comportements et des circuits neuronaux dans des conditions sans contrainte. La miniaturisation des dispositifs et implants optogénétiques a permis des expériences moins invasives sur de petits animaux. Ces dispositifs peuvent être implantés directement dans le cerveau, ce qui permet des études à long terme et chroniques. Les systèmes optogénétiques en boucle fermée intègrent un retour d'information en temps réel de l'activité neuronale pour ajuster la stimulation lumineuse. Ces systèmes permettent des expériences dynamiques en réponse à des schémas neuronaux spécifiques, améliorant ainsi la compréhension des circuits neuronaux. Les innovations dans les vecteurs viraux et les techniques de transfert de gènes ont amélioré l'efficacité et la spécificité de l'introduction d'outils optogénétiques dans les cellules ou tissus cibles. Cela a facilité l'adoption de l'optogénétique dans une plus large gamme d'organismes et de types de cellules.
La microscopie à deux photons combinée à l'optogénétique permet une pénétration plus profonde de la lumière dans les tissus cérébraux. Cette innovation a élargi la portée spatiale des expériences optogénétiques, permettant de cibler les neurones dans les régions cérébrales plus profondes. Le développement d’outils optogénétiques inhibiteurs, tels que l’halorhodopsine (eNpHR) et l’Arch, a permis l’inhibition précise de l’activité neuronale. Les chercheurs peuvent désormais manipuler les circuits neuronaux de manière bidirectionnelle, en activant et en inhibant les neurones selon les besoins. En plus des opsines pour le contrôle, des capteurs optogénétiques ont été développés pour surveiller l’activité neuronale et les paramètres physiologiques en temps réel. Ces capteurs fournissent des informations précieuses pour les expériences en boucle fermée et permettent l’étude de la dynamique neuronale. L’optogénétique a été intégrée aux techniques électrophysiologiques, permettant aux chercheurs de combiner la stimulation lumineuse avec l’enregistrement de l’activité neuronale. Cette intégration offre une vue complète du fonctionnement des circuits neuronaux. Les fournisseurs commerciaux ont joué un rôle important dans l’avancement de l’optogénétique en fournissant aux chercheurs des outils optogénétiques bien caractérisés et validés, les rendant plus accessibles à une communauté scientifique plus large. Ce facteur contribuera au développement de
Progrès dans la recherche en neurosciences
La recherche en neurosciences a connu des avancées significatives ces dernières années, stimulées par des innovations technologiques, des efforts de collaboration et un financement accru. Ces avancées ont approfondi notre compréhension du cerveau et de ses fonctions.
L'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle ont été appliqués à l'analyse de données neuronales à grande échelle, ce qui permet de décoder les schémas d'activité cérébrale, de prédire le comportement et de diagnostiquer les troubles neurologiques. Les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) ont progressé, permettant un contrôle plus précis des appareils externes à l'aide de signaux cérébraux. Ces interfaces ont des applications potentielles dans les technologies d'assistance et la neurorééducation. Le développement d'organoïdes cérébraux, des modèles miniaturisés de tissus cérébraux en 3D dérivés de cellules souches, a permis aux chercheurs d'étudier le développement précoce du cerveau, de modéliser des maladies et de tester les réponses aux médicaments dans un environnement plus réaliste. Une compréhension croissante du rôle de la neuroinflammation dans les maladies neurologiques, telles que la maladie d'Alzheimer et la sclérose en plaques, a conduit au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant l'inflammation. Des initiatives telles que le Human Connectome Project et la BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) ont réuni des chercheurs de diverses disciplines pour accélérer notre compréhension de la structure et du fonctionnement du cerveau. Le domaine a fait des progrès dans la prise en compte des considérations éthiques liées à la recherche sur le cerveau, y compris les discussions sur l'utilisation responsable de technologies comme l'optogénétique et les interfaces cerveau-ordinateur. Ce facteur va accélérer la demande du marché mondial de l'optogénétique.
Élargissement des domaines d'application
L'élargissement des domaines d'application a en effet été un moteur important de la demande d'optogénétique. Développée à l'origine comme un puissant outil de recherche pour les neurosciences, l'optogénétique a trouvé des applications dans divers domaines, élargissant sa portée et son impact. L'application principale de l'optogénétique a été en neurosciences, où elle a permis aux chercheurs de contrôler et de manipuler des neurones et des circuits neuronaux spécifiques avec une précision sans précédent. L'optogénétique a permis d'approfondir notre compréhension du fonctionnement du cerveau, du comportement et des mécanismes sous-jacents des troubles neurologiques. L'optogénétique a été appliquée en cardiologie pour contrôler le tissu cardiaque et étudier l'activité électrique du cœur. Elle a des applications potentielles dans la recherche sur l'arythmie et le développement de nouvelles thérapies pour les maladies cardiaques. En optométrie, l'optogénétique a été utilisée pour étudier le système visuel et la fonction rétinienne. Les chercheurs ont exploré son potentiel pour restaurer la vision dans des conditions telles que la dégénérescence rétinienne. L'optogénétique joue un rôle dans la médecine régénérative en permettant aux chercheurs de contrôler la différenciation et la fonction des cellules souches. Elle a des applications potentielles dans l'ingénierie tissulaire et le développement de thérapies cellulaires. L'optogénétique a été utilisée pour étudier la perception de la douleur et les voies du système nerveux. Les chercheurs peuvent manipuler les neurones liés à la douleur pour mieux comprendre les affections douloureuses chroniques et développer des interventions potentielles. L'application de l'optogénétique à la recherche en psychiatrie a mis en lumière les circuits neuronaux impliqués dans les troubles de l'humeur, la toxicomanie et l'anxiété. Elle offre un aperçu des cibles potentielles pour les interventions thérapeutiques.
L'optogénétique a été utilisée pour étudier la régulation hormonale et les systèmes endocriniens. Les chercheurs peuvent contrôler la libération d'hormones et étudier leurs effets sur divers processus physiologiques. L'optogénétique a trouvé des applications dans la recherche sur le cancer, où elle a été utilisée pour contrôler le comportement cellulaire et étudier la croissance tumorale et les métastases. Elle offre un outil pour manipuler les cellules cancéreuses et étudier leurs réponses. Les chercheurs ont appliqué l'optogénétique pour étudier le comportement et les réponses des cellules immunitaires. Elle fournit un moyen de contrôler l'activation des cellules immunitaires et d'étudier la dynamique du système immunitaire. L'optogénétique est utilisée en bio-ingénierie et en biologie synthétique pour concevoir et contrôler les processus cellulaires. Elle permet l'ingénierie précise des cellules pour qu'elles remplissent les fonctions souhaitées. Les sociétés pharmaceutiques et biotechnologiques utilisent l'optogénétique dans la découverte de médicaments pour sélectionner et tester des candidats médicaments potentiels. Elle fournit un outil précieux pour étudier les réponses cellulaires aux médicaments. À mesure que l'optogénétique s'étend à de nouveaux domaines d'application, les discussions autour des implications éthiques de la manipulation des circuits neuronaux et des fonctions cellulaires sont devenues plus importantes. Ce facteur va accélérer la demande de
Principaux défis du marché
Compréhension limitée des circuits neuronaux
Le cerveau humain est incroyablement complexe, avec des milliards de neurones et des milliards de synapses. Notre compréhension de la façon dont tous ces éléments fonctionnent ensemble pour produire des comportements et des fonctions cognitives est encore incomplète. Cette complexité rend difficile la conception d'expériences optogénétiques qui ciblent les bons neurones et circuits. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la cartographie des circuits neuronaux, en particulier dans des organismes modèles comme les souris, il existe encore des lacunes dans nos connaissances. Il manque des cartes complètes de tous les circuits neuronaux du cerveau, ce qui peut limiter la précision des expériences optogénétiques. Les circuits neuronaux peuvent varier considérablement d'un individu à l'autre. Ce qui fonctionne dans le cerveau d'une personne peut ne pas fonctionner de la même manière dans le cerveau d'une autre personne. Cette variabilité peut compliquer l'application des techniques optogénétiques dans les contextes cliniques. Certaines régions profondes du cerveau sont difficiles d'accès et d'étude, ce qui rend difficile la compréhension de leurs circuits. Les expériences optogénétiques dans ces régions peuvent être limitées par la capacité à fournir efficacement de la lumière aux neurones cibles. Relier des circuits neuronaux spécifiques à des comportements complexes et à des fonctions cognitives peut être un défi formidable. Bien que l'optogénétique puisse manipuler l'activité neuronale, la compréhension de la relation précise entre les modèles d'activité neuronale et le comportement est un effort continu.
Coût de la technologie
Les expériences optogénétiques nécessitent un équipement spécialisé, notamment des sources lumineuses (par exemple, des lasers ou des LED), des fibres optiques et des systèmes d'imagerie. Ces composants peuvent être coûteux, en particulier pour les systèmes de recherche de haute qualité. Les chercheurs doivent souvent personnaliser leurs configurations optogénétiques en fonction de leurs besoins expérimentaux spécifiques. La personnalisation peut augmenter le coût global, car elle peut nécessiter une expertise en ingénierie et des composants sur mesure. L'achat de réactifs optogénétiques, tels que des vecteurs viraux porteurs d'opsines, est une dépense permanente. Ces réactifs doivent être régulièrement réapprovisionnés pour les expériences. Dans les études animales, l'entretien d'animaux transgéniques ou l'administration de vecteurs viraux peut entraîner des coûts liés à l'hébergement, aux soins et à la surveillance éthique des animaux. Un personnel qualifié est nécessaire pour mener des expériences d'optogénétique, de la conception des protocoles à la réalisation des expériences et à l'analyse des données. L'embauche de chercheurs formés augmente le coût global. Les chercheurs ont besoin de formation et d'expertise dans les techniques d'optogénétique, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires pour les ateliers, les cours ou l'embauche d'experts. Les consommables tels que les fibres optiques, les canules et les électrodes doivent être régulièrement remplacés, ce qui augmente les coûts opérationnels permanents.
Principales tendances du marché
Personnalisation et approches ciblées
Les chercheurs personnalisent les outils optogénétiques en fonction de leurs exigences expérimentales. Cette personnalisation comprend le développement de nouvelles opsines, telles que des variantes avec une cinétique, des propriétés spectrales ou des modèles d'expression spécifiques aux tissus modifiés. Ces outils sur mesure permettent un contrôle plus précis et plus efficace des circuits neuronaux. Le multiplexage en optogénétique implique l'utilisation simultanée de plusieurs opsines ayant des propriétés différentes dans une seule expérience. Cette approche permet aux chercheurs de cibler des populations neuronales distinctes au sein d'un même tissu ou d'une même région cérébrale. La personnalisation des systèmes optogénétiques multiplexés améliore la flexibilité des expériences. La personnalisation s'étend à l'obtention d'une spécificité de type cellulaire dans les expériences optogénétiques. Les chercheurs conçoivent des opsines qui ciblent sélectivement des types de cellules spécifiques, tels que les neurones excitateurs ou inhibiteurs, ou les neurones exprimant des marqueurs moléculaires spécifiques. L'optogénétique est de plus en plus utilisée pour la manipulation de circuits spécifiques. Les opsines et les stratégies de ciblage conçues sur mesure permettent aux chercheurs d'activer ou d'inhiber des voies neuronales ou des synapses spécifiques, en disséquant des circuits complexes pour comprendre leur fonction. Dans le contexte d'applications cliniques potentielles, les chercheurs développent des approches optogénétiques personnalisées pour cibler des circuits neuronaux spécifiques associés à des troubles neurologiques et psychiatriques. Cette personnalisation ciblée est cruciale pour le développement d'interventions thérapeutiques précises.
Informations sectorielles
Informations sur les équipements d'éclairage
En 2022, la plus grande part du marché mondial de l'optogénétique était dominée par le segment des diodes électroluminescentes (LED) au cours de la période de prévision et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.
Informations sur les actionneurs
En 2022, le marché mondial de l'optogénétique était dominé par le segment de la rhodopsine canalaire et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.
Informations sur les capteurs
En 2022, le marché mondial de l'optogénétique était dominé par le segment du chlorure et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.
Informations sur les applications
En 2022, la plus grande part du marché mondial de l'optogénétique était dominée par le segment des neurosciences au cours de la période de prévision et devrait continuer à se développer au cours des prochaines années.
Régional Perspectives
La région Amérique du Nord domine le marché mondial de l'optogénétique en 2022. En raison de la prévalence croissante des maladies chroniques dans la région, de l'utilisation croissante des dispositifs optogénétiques, en particulier dans les universités et les laboratoires de recherche, et des partenariats et lancements de nouveaux produits par d'importants acteurs du marché. Les principaux moteurs de la croissance dans le domaine neurologique sont l'augmentation des initiatives gouvernementales. Avec plus d'investissements, davantage d'entreprises peuvent entrer sur le marché et proposer des solutions créatives pour répondre aux besoins des patients. Une plus grande attention est nécessaire pour la population croissante de patients, ce qui augmente le besoin d'optogénétique et accélère l'expansion du marché. En outre, il est prévu que des partenariats et des accords propulseront l'industrie.
Développements récents
- En juin 2022, le module NeuraLight 3D Ultra a été lancé par Bruker Corporation pour faciliter les applications de recherche de pointe en neurosciences et en optogénétique sur les microscopes multiphotons Ultima de Bruker. NeuraLight 3D Ultra offre une photostimulation holographique 3D de pointe adaptée à la recherche fonctionnelle approfondie sur les réseaux neuronaux et le calcul cérébral. Le module NeuraLight 3DUltra utilise un nouveau dispositif à cristaux liquides plus grand qui ouvre l'accès à un champ de vision plus large, une précision de visée accrue et une vitesse de 600 images holographiques par seconde, leader du marché, en s'appuyant sur la technologie unique de modulateur de lumière spatiale (SLM) de Bruker. Les chercheurs peuvent examiner les mécanismes à l'origine du comportement, de la perception et de la maladie à une plus grande échelle et sur une période plus longue lorsqu'ils sont combinés aux capacités d'imagerie du microscope Ultima2Pplus. En février 2023, l'essai clinique de phase I/II PIONEER évaluant le GS030 pour le traitement de la rétinite pigmentaire (RP) chez 9 patients, avec un suivi allant jusqu'à 4 ans (n=1), a rapporté des données de sécurité favorables et des signaux d'efficacité encourageants 1 an après l'administration de la thérapie génique. GenSight Biologics est une société biopharmaceutique spécialisée dans le développement et la commercialisation de nouvelles thérapies géniques pour les maladies neurodégénératives de la rétine et du système nerveux central. GS030, un candidat thérapeutique optogénétique combinant une thérapie génique basée sur l'AAV2 (GS030-DP) avec l'utilisation de lunettes de stimulation lumineuse (GS030-MD), est testé dans le premier essai clinique multicentrique ouvert à dose croissante chez l'homme appelé PIONEER.
Principaux acteurs du marché
- 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
| Par Équipement d'éclairage | Par actionneur | Par capteur | Par application | Par région |
| Laser Diode électroluminescente | Channelrhodopsine Halorhodopsine Archérhodopsine | Calcium Chlorure Capteurs à membrane Autres capteurs | Neurosciences Suivi comportemental Traitement des maladies rétiniennes Autres applications | Amérique du Nord Asie-Pacifique Europe Amérique du Sud Moyen-Orient et Afrique |
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