Mercato dei composti marcati con isotopi stabili - Dimensioni del settore globale, quota, tendenze, concorrenza, opportunità e previsioni, 2018-2028F, segmentato per composti (carbonio (13C), azoto (15N), deuterio, ossigeno (18O), altri), per applicazione (diagnosi, scoperta di farmaci, imaging, sterilizzazione, altri), per sostanze (acidi nucleici, amminoacidi, farmaci/metaboliti, acidi grassi/li

Si prevede che il mercato globale dei composti etichettati con isotopi stabili crescerà a un ritmo significativo durante il periodo di previsione 2024-2028. Gli isotopi stabili sono ampiamente utilizzati negli studi ambientali, come il tracciamento delle fonti di inquinanti e lo studio dei cambiamenti climatici. Si prevede che la crescente domanda di studi ambientali guiderà la crescita del mercato dei composti etichettati con isotopi stabili. Ad esempio, i composti etichettati con isotopi stabili sono utilizzati per studiare il ciclo del carbonio e l'impatto delle attività umane sull'ambiente. Poiché la domanda di studi ambientali continua ad aumentare, si prevede che la domanda di composti etichettati con isotopi stabili crescerà.

Gli isotopi stabili sono isotopi non radioattivi che hanno lo stesso numero di protoni ma un numero diverso di neutroni nei loro nuclei atomici. Sono ampiamente utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni scientifiche e industriali, tra cui ricerca, medicina, agricoltura e studi ambientali. I composti marcati con isotopi stabili sono molecole sintetiche che incorporano uno o più isotopi stabili, spesso carbonio-13, azoto-15 e ossigeno-18, nella loro struttura chimica. Questi composti marcati vengono utilizzati per studiare i percorsi metabolici, studiare le interazioni proteina-proteina e sviluppare nuovi farmaci che spingeranno il mercato globale dei composti marcati con isotopi stabili.

Crescente domanda di nuovi farmaci e terapie

La domanda di nuovi farmaci e terapie è in costante aumento, spinta dalla crescente prevalenza di malattie croniche come cancro, malattie cardiovascolari e diabete. Secondo l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), il cancro è una delle principali cause di morte in tutto il mondo, responsabile di circa 10 milioni di decessi nel 2020, ovvero circa un decesso su sei. I tumori più comuni sono quelli ai polmoni, al seno, al colon e al retto e alla prostata. Ci saranno oltre 1,91 milioni di nuovi casi di cancro negli Stati Uniti nel 2022, secondo i dati del rapporto dell'American Cancer Society, pubblicato nel 2022. Con rispettivamente 395.600 e 343.040 nuovi casi, si prevede che le neoplasie maligne dell'apparato genitale e digerente rappresenteranno la maggior parte dei casi di cancro. Il tracciamento degli isotopi stabili è un metodo cruciale per comprendere i meccanismi molecolari con cui i nutraceutici influenzano e prendono di mira il metabolismo del cancro, secondo i dati pubblicati da PubMed nell'agosto 2021.

I composti marcati con isotopi stabili consentono ai ricercatori di studiare il metabolismo dei farmaci e la potenziale tossicità con una precisione senza pari. Inserendo un composto marcato in un farmaco candidato, gli scienziati possono tracciarne la scomposizione e identificare i metaboliti. Questa conoscenza è fondamentale per prevedere le interazioni farmaco-farmaco, valutare i potenziali effetti avversi e progettare farmaci con una migliore biodisponibilità e una ridotta tossicità.

Inoltre, i composti marcati con isotopi stabili offrono preziose informazioni sull'assorbimento, la distribuzione, il metabolismo e l'escrezione (ADME) dei farmaci nel corpo umano. Introducendo un composto marcato durante lo sviluppo del farmaco, i ricercatori possono tracciarne il destino, chiarire i percorsi metabolici e valutare l'efficienza della clearance del farmaco. Queste informazioni aiutano a ottimizzare il dosaggio del farmaco, ridurre al minimo i potenziali effetti collaterali e migliorare la sicurezza generale del farmaco.

I composti marcati con isotopi stabili sono molecole sintetiche che incorporano uno o più isotopi stabili, come carbonio-13, azoto-15 e ossigeno-18, nella loro struttura chimica.

L'uso di composti marcati con isotopi stabili nella scoperta e nello sviluppo di farmaci presenta diversi vantaggi. Innanzitutto, gli isotopi stabili non sono radioattivi, il che li rende più sicuri da maneggiare e utilizzare negli esperimenti. In secondo luogo, gli isotopi stabili sono chimicamente identici alle loro controparti non marcate, il che significa che il loro comportamento nei sistemi biologici è lo stesso. Ciò consente ai ricercatori di studiare gli effetti dei farmaci sul corpo in modo più accurato. Infine, l'etichettatura degli isotopi stabili fornisce un modo unico per tracciare il destino di un farmaco nel corpo, il che è essenziale per comprenderne la farmacocinetica e ottimizzarne il dosaggio.

I composti marcati con isotopi stabili vengono utilizzati anche negli studi preclinici per indagare la farmacocinetica e la tossicologia di nuovi farmaci. Questi studi sono essenziali per ottenere l'approvazione normativa per nuovi farmaci.

Crescente interesse per proteomica e metabolomica

Proteomica e metabolomica sono due campi in rapida crescita nelle scienze della vita che hanno il potenziale per rivoluzionare la nostra comprensione dei sistemi biologici e sviluppare nuove terapie per un'ampia gamma di malattie. Questi campi si basano in larga misura sull'uso di composti etichettati con isotopi stabili, che sono molecole sintetiche che incorporano uno o più isotopi stabili, come carbonio-13, azoto-15 e ossigeno-18, nella loro struttura chimica. Il crescente interesse per la proteomica e la metabolomica sta guidando la crescita del mercato globale dei composti etichettati con isotopi stabili, poiché questi composti svolgono un ruolo cruciale in questi campi. Ad esempio, fanno parte delle tecniche di etichettatura con isotopi stabili, come Stable Isotope Labeling with Amino Acids in Cell Culture (SILAC) e Isotope-Coded Affinity Tag (ICAT). L'etichettatura con isotopi stabili svolge anche un ruolo cruciale nello studio delle modifiche post-traduzionali (PTM), che sono essenziali per la funzionalità e la regolazione delle proteine. La proteomica è lo studio del proteoma, che è l'intero set di proteine prodotte da una cellula, tessuto o organismo. La ricerca proteomica riguarda l'identificazione, la quantificazione e la caratterizzazione delle proteine e delle loro interazioni con altre molecole. La ricerca proteomica può fornire informazioni sui meccanismi molecolari alla base delle malattie e identificare nuovi target per lo sviluppo di farmaci. I composti marcati con isotopi stabili vengono utilizzati nella ricerca proteomica per studiare il turnover proteico, le interazioni proteina-proteina e la localizzazione proteica.

La metabolomica è lo studio del metaboloma, ovvero l'intero set di piccole molecole prodotte da una cellula, un tessuto o un organismo. La ricerca metabolomica riguarda l'identificazione, la quantificazione e la caratterizzazione dei metaboliti e delle loro interazioni con altre molecole. I composti marcati con isotopi stabili vengono utilizzati nella ricerca metabolomica per studiare il flusso metabolico, i percorsi metabolici e la regolazione metabolica.

I composti marcati con isotopi stabili sono essenziali per molte applicazioni di proteomica e metabolomica. Ad esempio, gli amminoacidi marcati con isotopi stabili vengono utilizzati negli esperimenti di proteomica quantitativa per confrontare i livelli di espressione proteica tra diversi campioni. Lipidi e carboidrati marcati con isotopi stabili vengono utilizzati negli esperimenti di metabolomica per studiare i percorsi metabolici e il flusso metabolico. I nucleotidi marcati con isotopi stabili vengono utilizzati negli esperimenti di sequenziamento degli acidi nucleici per migliorare l'accuratezza e ridurre gli errori.

Il crescente interesse per la medicina personalizzata e la medicina di precisione sta anche guidando la crescita del mercato dei composti marcati con isotopi stabili. La medicina personalizzata e la medicina di precisione mirano a sviluppare trattamenti che siano adattati al patrimonio genetico, allo stile di vita e all'ambiente di un individuo. La ricerca sulla proteomica e sulla metabolomica può fornire informazioni preziose per lo sviluppo di trattamenti di medicina personalizzata e di precisione. I composti marcati con isotopi stabili sono essenziali per molte di queste applicazioni.

Progressi tecnologici

I progressi tecnologici stanno guidando la crescita di molti settori e il mercato globale dei composti marcati con isotopi stabili non fa eccezione.

Uno dei principali progressi tecnologici che guidano la crescita del mercato dei composti marcati con isotopi stabili è lo sviluppo di nuove tecniche di etichettatura. Le tecniche di etichettatura tradizionali, come lo scambio isotopico e la sintesi chimica, sono dispendiose in termini di tempo, costose e richiedono attrezzature specializzate. Tuttavia, le nuove tecniche di etichettatura, come l'etichettatura metabolica, l'etichettatura enzimatica e l'etichettatura biortogonale, sono più efficienti, convenienti e possono essere utilizzate in una gamma più ampia di applicazioni.

L'etichettatura metabolica è una tecnica che prevede l'incorporazione di precursori etichettati con isotopi stabili, come amminoacidi, nucleotidi o zuccheri, in cellule o organismi viventi. Questi precursori vengono quindi incorporati in proteine, acidi nucleici o altre biomolecole, consentendo la produzione di composti etichettati con isotopi stabili in vivo. L'etichettatura metabolica è una tecnica potente per studiare i percorsi metabolici, il turnover proteico e le interazioni proteina-proteina.

L'etichettatura enzimatica è una tecnica che prevede l'uso di enzimi per incorporare selettivamente substrati etichettati con isotopi stabili in biomolecole specifiche. Ad esempio, un enzima proteasi può essere utilizzato per incorporare selettivamente amminoacidi marcati con isotopi stabili in proteine specifiche, consentendo la produzione di proteine marcate in modo specifico per il sito. L'etichettatura enzimatica è una tecnica potente per studiare la funzione delle proteine, le interazioni proteina-proteina e le modifiche post-traduzionali.

L'etichettatura biortogonale è una tecnica che prevede l'utilizzo di reazioni chimiche non naturali per etichettare selettivamente le biomolecole. Ad esempio, una reazione biortogonale può essere utilizzata per incorporare selettivamente zuccheri marcati con isotopi stabili in glicoproteine specifiche, consentendo la produzione di glicoproteine marcate in modo specifico per il sito. L'etichettatura biortogonale è una tecnica potente per studiare biomolecole complesse, come le glicoproteine, e per sviluppare nuovi agenti diagnostici e terapeutici.

Un altro progresso tecnologico che guida la crescita del mercato dei composti marcati con isotopi stabili è lo sviluppo di nuove tecniche analitiche. Le tecniche analitiche, come la spettrometria di massa e la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR), sono essenziali per analizzare i composti marcati con isotopi stabili e le loro interazioni con altre molecole. L'adozione di nuove tecniche analitiche, come la spettrometria di massa ad alta risoluzione e la spettroscopia NMR, sta consentendo la produzione di composti marcati con isotopi stabili di alta qualità, ad alta produttività e ad alta risoluzione.

La spettrometria di massa ad alta risoluzione è una tecnica che può essere utilizzata per misurare con precisione il rapporto massa/carica dei composti marcati con isotopi stabili, consentendo l'identificazione e la quantificazione di questi composti. La spettrometria di massa ad alta risoluzione è una tecnica potente per studiare l'espressione proteica, i percorsi metabolici e il flusso metabolico.

La spettroscopia a risonanza magnetica nucleare è una tecnica che può essere utilizzata per determinare la struttura tridimensionale dei composti marcati con isotopi stabili e le loro interazioni con altre molecole. La spettroscopia NMR è una tecnica potente per studiare le interazioni proteina-proteina, le interazioni proteina-ligando e le interazioni proteina-acido nucleico.

Sviluppi recenti

Nell'ottobre 2022, l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ha annunciato che avrebbe contribuito alla costruzione di nuove strutture per la produzione di isotopi utilizzati in vari settori, tra cui la medicina. Gli isotopi stabili utilizzati nel trattamento del cancro, nel trattamento delle malattie cardiache e nell'esplorazione dello spazio saranno arricchiti presso l'US Stable Isotope Production and Research Center.

Il nuovo estratto di lievito lipidico grezzo marcato con isotopi stabili e non marcato è stato scoperto a settembre 2022, grazie a una collaborazione tra Cambridge Isotope Laboratories Inc. (CIL) e ISOtopic Solutions.

Il primo gas di grado metano arricchito con 12C commercialmente accessibile per applicazioni quantistiche è stato rilasciato da Cambridge Isotope Laboratories, Inc. (CIL), membro dell'Otsuka Group e principale produttore mondiale di isotopi stabili e prodotti chimici marcati con isotopi stabili, a luglio 2021.

Nel 2020, Cambridge Isotope Laboratories (CIL) ha annunciato il lancio di una nuova gamma di composti marcati con isotopi stabili per lo sviluppo di farmaci. Questa gamma comprende analoghi marcati con deuterio di farmaci di uso comune, come l'ibuprofene e il naprossene, studiati per migliorare l'efficacia del farmaco e ridurne la tossicità. Questi composti hanno potenziali applicazioni nello sviluppo di nuove terapie per una serie di malattie.

Nel 2020, un team di ricercatori dell'Università di Glasgow ha sviluppato un nuovo composto marcato con isotopi stabili per l'analisi del ciclo dell'acido citrico, un percorso metabolico chiave.

Nel 2020, Isotope Technologies Garching (ITG) ha annunciato una partnership con il German Cancer Research Center (DKFZ) per sviluppare nuovi radiofarmaci per la diagnosi e il trattamento del cancro.

Segmentazione del mercato

Il mercato globale dei composti marcati con isotopi stabili è segmentato in base a composti, applicazione, sostanze, indicazione, metodo, utente finale e azienda. In base ai composti, il mercato può essere segmentato in carbonio (13C), azoto (15N), deuterio, ossigeno (18O) e altri. Sulla base dell'applicazione, il mercato può essere categorizzato come diagnosi, scoperta di farmaci, imaging, sterilizzazione e altri. Sulla base delle sostanze, il mercato può essere frammentato in acidi nucleici, amminoacidi, farmaci/metaboliti, acidi grassi/lipidi, solventi NMR e altri. Sulla base dell'indicazione, il mercato può essere ulteriormente segmentato in cardiologia, neurologia, infiammazione, malattie metaboliche e altri. Sulla base del metodo, il mercato può essere suddiviso in chimica e coltura cellulare. Sulla base dell'utente finale, il mercato può essere categorizzato in aziende farmaceutiche e biotecnologiche, istituti accademici e altri.

Attori del mercato

I principali attori del mercato globale dei composti etichettati con isotopi stabili includono PerkinElmer Inc., Merck KGaA, 3M Company, Cambridge Isotope Laboratories, Inc., JSC Isotope., Creative Proteomics., Medical Isotopes, Inc., Omicron Biochemicals, Inc., Trace Sciences International e Nippon Sanso Holdings Corporation.