Рынок скрининга высокого содержания — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по продукту (инструменты, расходные материалы, программное обеспечение и услуги), по применению (первичный и вторичный скрининг, идентификация и проверка целей, исследования токсичности, профилирование соединений и другие), по конечному пользователю (фармацевтические и биотехно

Обзор рынка

Глобальный рынок скрининга высокого содержания был оценен в 925,61 млн долларов США в 2023 году и, как ожидается, продемонстрирует впечатляющий рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 7,27% до 2029 года. Глобальный рынок скрининга высокого содержания (HCS) обусловлен достижениями в области клеточной биологии, фармацевтических исследований и процессов разработки лекарств. HCS объединяет автоматизированную визуализацию, количественный анализ и управление данными для ускорения скрининга больших библиотек соединений и биологических образцов. Эта технология позволяет исследователям изучать клеточные функции, экспрессию белков и механизмы заболеваний с высокой пропускной способностью, предоставляя ценную информацию об эффективности и токсичности лекарств. Спрос на более эффективные и точные методы скрининга при разработке лекарств в сочетании с растущей распространенностью хронических заболеваний подпитывает рост рынка HCS. Инвестиции в биотехнологии и фармацевтический сектор в сочетании с технологическими инновациями в области визуализации и автоматизации еще больше стимулируют расширение рынка. Поскольку исследователи ищут более быстрые и надежные способы выявления перспективных кандидатов на лекарства, HCS продолжает играть ключевую роль в продвижении биомедицинских исследований и терапевтических разработок во всем мире.

Ключевые движущие силы рынка

Достижения в области биотехнологий и фармацевтических исследований

Постоянные достижения в области биотехнологий, особенно в области клеточной биологии и молекулярной визуализации, играют решающую роль в поддержании широкого внедрения технологий высококонтентного скрининга (HCS). Эти инновации представляют собой значительный скачок вперед в возможностях исследователей проводить сложные и тщательные клеточные анализы, которые, в свою очередь, ускоряют процессы, связанные с открытием и разработкой лекарств.

В октябре 2023 года подразделение Pharma Solutions (PPS) компании Piramal Pharma Limited, известная организация по разработке и производству контрактов (CDMO), официально запустило современный высокопроизводительный скрининговый центр на своем объекте по поиску лекарств в Ахмадабаде, Индия. Это расширение расширяет существующие возможности биологии in vitro и значительно увеличивает возможности объекта по первичному и вторичному скринингу соединений, подготовленных на месте.

Достижения в области молекулярной визуализации расширили инструментарий, доступный исследователям в области HCS. Такие методы, как визуализация живых клеток и мультиплексирование, позволяют одновременно визуализировать и количественно определять несколько клеточных компонентов и биомаркеров в одном образце. Эта возможность не только повышает эффективность процессов скрининга, но и повышает точность и надежность данных, полученных с помощью клеточных анализов.

Растущий спрос на открытие и разработку лекарств

Растущая глобальная потребность в новых терапевтических препаратах для лечения широкого спектра заболеваний, от рака до хронических состояний, является основным фактором, способствующим росту рынка высококонтентного скрининга (HCS). Этот растущий спрос подчеркивает срочность разработки эффективных методов лечения, которые могут улучшить результаты лечения пациентов и качество жизни во всем мире. HCS играет ключевую роль в удовлетворении этого спроса, обеспечивая высокопроизводительный скрининг библиотек соединений. Эта возможность позволяет исследователям и фармацевтическим компаниям одновременно оценивать тысячи соединений в отношении мишеней или путей, специфичных для конкретных заболеваний. Проводя эти скрининги быстро и эффективно, HCS ускоряет выявление потенциальных кандидатов на лекарственные препараты, которые демонстрируют многообещающую терапевтическую эффективность.

В мае 2024 года корпорация Twist Bioscience, известная своей инновационной кремниевой платформой, которая позволяет клиентам добиваться успеха с высококачественной синтетической ДНК, представила мультиплексированные генные фрагменты Twist (MGF). Это пулы напрямую синтезированной двухцепочечной ДНК (dsDNA) длиной до 500 пар оснований без ограничений по количеству последовательностей. Этот запуск направлен на эффективную поддержку приложений высокопроизводительного скрининга.

Универсальность HCS выходит за рамки традиционного открытия лекарств и охватывает подходы к персонализированной медицине. Исследователи могут использовать HCS для скрининга соединений против клеток, полученных от пациентов, или моделей заболеваний, адаптируя методы лечения к индивидуальным генетическим профилям или характеристикам заболеваний. Этот персонализированный подход повышает вероятность разработки более эффективных и лучше переносимых определенными группами пациентов методов лечения.

Технологические инновации в визуализации и автоматизации

Постоянное развитие технологий визуализации, включая флуоресцентную микроскопию и конфокальную визуализацию, в сочетании с автоматизированными решениями играет ключевую роль в повышении эффективности и точности рабочих процессов высококонтентного скрининга (HCS). Эти текущие инновации представляют собой значительные шаги в предоставлении исследователям возможности быстро и последовательно собирать всеобъемлющие и подробные клеточные данные, тем самым облегчая принятие обоснованных решений на протяжении всего процесса открытия лекарств.

Флуоресцентная микроскопия выделяется как краеугольная технология в HCS, позволяя исследователям визуализировать и анализировать определенные молекулы и клеточные структуры в биологических образцах. Флуоресцентные метки и зонды позволяют точно маркировать целевые молекулы, предоставляя исследователям в режиме реального времени информацию о клеточных процессах и ответах на различные стимулы или методы лечения. Эта возможность играет важную роль в скрининге больших библиотек соединений для выявления потенциальных кандидатов на лекарственные препараты, которые модулируют определенные пути или биомолекулярные взаимодействия. Аналогичным образом, конфокальная микроскопия обеспечивает улучшенное разрешение и глубину изображений по сравнению с традиционными методами световой микроскопии. Используя отверстия точечного отверстия для устранения нефокусированного света, конфокальная микроскопия создает четкие, высококонтрастные изображения клеточных структур и динамики. Этот метод визуализации позволяет исследователям захватывать подробные 3D-реконструкции биологических образцов, облегчая анализ сложного клеточного поведения и взаимодействий с беспрецедентной четкостью.

Растущее внимание к персонализированной медицине

Сдвиг в сторону персонализированной медицины представляет собой преобразующий подход в здравоохранении, подчеркивающий индивидуальные методы лечения, учитывающие индивидуальные характеристики и реакции пациента. Эта смена парадигмы все больше стимулирует спрос на технологии скрининга высокого содержания (HCS), которые играют решающую роль в продвижении персонализированной медицины, обеспечивая точное профилирование клеточных реакций на различные виды терапии.

Персонализированная медицина признает, что пациенты различаются не только по своему генетическому составу, но и по тому, как их организм реагирует на заболевания и лечение. HCS способствует этому персонализированному подходу, предоставляя исследователям и врачам мощные инструменты для изучения и понимания этих уникальных клеточных реакций. Используя передовые методы визуализации и автоматизированный анализ данных, платформы HCS могут систематически оценивать, как отдельные клетки или образцы, полученные от пациентов, реагируют на различные препараты, соединения или терапевтические вмешательства.

Одним из ключевых преимуществ HCS в персонализированной медицине является ее способность проводить многомерный анализ, одновременно изучая несколько клеточных параметров. Эта возможность позволяет исследователям оценивать сложные биологические реакции и взаимодействия в клеточных путях, обеспечивая всестороннее понимание механизмов заболеваний и эффектов лечения на клеточном уровне. HCS поддерживает разработку персонализированных схем лечения путем выявления биомаркеров и молекулярных сигнатур, которые коррелируют с терапевтической эффективностью или резистентностью. Профилируя клеточные ответы среди различных популяций пациентов или состояний заболевания, исследователи могут стратифицировать пациентов на подгруппы на основе их вероятности ответа на определенное лечение. Такая точность позволяет врачам назначать целевые терапии, которые с большей вероятностью будут эффективными, при этом минимизируя риск побочных реакций или неудач лечения.

Ключевые движущие силы рынка

Проблемы сложности и стандартизации

Высококонтентный скрининг (HCS) представляет собой сложный подход в биомедицинских исследованиях, интегрирующий передовые технологии и методологии для анализа клеточных функций и ответов на высоком уровне пропускной способности. В основе HCS лежат сложные процессы, включающие передовые методы визуализации, автоматизированный анализ данных и многомерные анализы, каждый из которых предназначен для извлечения подробной информации из биологических образцов. Однако сложность, присущая этим технологиям, создает значительные проблемы при стандартизации протоколов в различных лабораториях и исследовательских средах.

Одной из основных проблем в HCS является изменчивость оборудования, реагентов и аналитических методов, используемых в различных условиях. Лаборатории могут использовать различные системы визуализации с различным разрешением, оптическими конфигурациями и программным обеспечением для анализа изображений, что может влиять на качество и последовательность экспериментальных результатов. Аналогичным образом, различия в протоколах анализа, таких как методы подготовки клеток, процедуры окрашивания и методы нормализации данных, могут вносить изменчивость в сбор и интерпретацию данных HCS.

Достижение надежной стандартизации имеет первостепенное значение для обеспечения надежности, воспроизводимости и сопоставимости данных HCS. Стандартизация включает в себя установление последовательных экспериментальных процедур, мер контроля качества и показателей производительности, которые минимизируют изменчивость и максимизируют надежность результатов в нескольких исследовательских центрах. Этот процесс требует тщательной калибровки систем визуализации, проверки партий реагентов и внедрения стандартизированных протоколов для обработки образцов и анализа данных.

Затраты и ресурсоемкость

Внедрение и поддержка платформ HCS требуют значительных финансовых вложений в специализированное оборудование, программное обеспечение и квалифицированный персонал. Высокие затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией сложных систем визуализации, робототехники и автоматизированных рабочих процессов, могут быть непомерно высокими для небольших научно-исследовательских институтов или лабораторий с ограниченным бюджетом. Проведение крупномасштабных экспериментов HCS часто требует значительных ресурсов с точки зрения расходных материалов, реагентов и вычислительной инфраструктуры. Решение проблем экономической эффективности и распределения ресурсов имеет важное значение для расширения доступа к технологиям HCS и максимизации их потенциального влияния на биомедицинские исследования.

Основные тенденции рынка

Расширение биофармацевтической промышленности

Биофармацевтический сектор переживает значительный рост, отмеченный значительными инвестициями в биопрепараты и биоаналоги, которые, в свою очередь, стимулируют спрос на технологии скрининга с высоким содержанием (HCS). Биофармацевтические компании все больше полагаются на HCS для проведения комплексной характеристики своих продуктов, включая подробные оценки профилей экспрессии белков и оценки терапевтической эффективности.

Биопрепараты, такие как моноклональные антитела, рекомбинантные белки и клеточная терапия, представляют собой растущий сегмент в фармацевтической промышленности из-за их целевых механизмов действия и потенциала для лечения сложных заболеваний. Эти биологические терапии разработаны для взаимодействия с определенными биологическими мишенями или путями, что требует строгих процессов характеристики и проверки для обеспечения безопасности, эффективности и качества.

HCS играет решающую роль в разработке и оптимизации биологических препаратов, позволяя проводить детальные исследования клеточных реакций на эти терапевтические агенты. Используя передовые технологии визуализации и автоматизированный анализ данных, платформы HCS могут анализировать, как биологические препараты взаимодействуют с клеточными компонентами, модулируют сигнальные пути и вызывают желаемые биологические эффекты. Эта возможность позволяет исследователям оценивать специфичность, эффективность и фармакокинетику биологических препаратов в различных типах клеток и моделях заболеваний, поддерживая принятие обоснованных решений при разработке лекарств.

Рост заболеваемости хроническими заболеваниями

Растущая глобальная распространенность хронических заболеваний, охватывающая такие состояния, как сердечно-сосудистые заболевания, диабет и нейродегенеративные заболевания, подчеркивает критическую потребность в передовых инструментах скрининга, таких как скрининг с высоким содержанием (HCS). Эти заболевания налагают существенное бремя на здравоохранение из-за их хронического характера, долгосрочных требований к лечению и значительного влияния на качество жизни пациентов.

Технологии HCS играют ключевую роль в решении этих проблем, позволяя исследователям углубляться в механизмы заболеваний на клеточном уровне с беспрецедентной детализацией и точностью. Используя сложные методы визуализации, автоматизированные рабочие процессы и высокопроизводительные возможности, HCS облегчает комплексный анализ клеточных реакций, биомолекулярных взаимодействий и путей прогрессирования заболеваний.

Например, при сердечно-сосудистых заболеваниях HCS позволяет исследователям исследовать эффекты потенциальных терапевтических агентов на сердечные клетки, оценивая такие параметры, как сократимость, обработка кальция и электрофизиологические свойства. Этот подход помогает выявлять новые лекарственные мишени и оценивать эффективность соединений-кандидатов в доклинических моделях, прокладывая путь к разработке новых методов лечения, которые улучшают функцию сердца и снижают факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний. Аналогичным образом, в исследованиях диабета HCS позволяет изучать функцию бета-клеток поджелудочной железы, динамику секреции инсулина и метаболизм глюкозы. Исследователи могут проверять соединения на предмет их способности повышать выживаемость бета-клеток, выработку инсулина и чувствительность к уровням глюкозы, стремясь разработать методы лечения, которые восстанавливают гликемический контроль и предотвращают осложнения диабета.

Сегментарные идеи

Тип продукта

Основываясь на продукте, доминирование программного обеспечения на рынке HCS подчеркивается его критически важными функциями в улучшении автоматизации рабочего процесса, анализа изображений и визуализации данных. Передовые программные платформы предлагают надежные функции, такие как алгоритмы машинного обучения, инструменты сегментации изображений и возможности статистического анализа, которые позволяют исследователям количественно оценивать клеточные реакции, выявлять фенотипические изменения и сопоставлять данные визуализации с биологическими результатами.

Программные решения HCS поддерживают интеграцию различных методов визуализации и экспериментальных протоколов, обеспечивая гибкость в экспериментальном дизайне и позволяя настраивать в соответствии с конкретными исследовательскими целями. Эта универсальность имеет важное значение для адаптации рабочих процессов HCS к различным исследовательским потребностям, от скрининга больших библиотек соединений до проведения подробных механистических исследований. Программные достижения в управлении данными и облачные решения облегчают совместные исследовательские усилия в глобальных сетях лабораторий и академических институтов. Эти платформы обеспечивают безопасный обмен данными, совместную работу в реальном времени и удаленный доступ к экспериментальным результатам, повышая производительность и ускоряя научные открытия.

Понимание конечного пользователя

Основываясь на сегменте конечного пользователя, фармацевтические и биотехнологические компании выделяются как доминирующая сила, формирующая глобальный рынок скрининга высокого содержания (HCS), стимулируя инновации, расширяя приложения и значительно влияя на динамику рынка. Эти компании широко используют технологии HCS на различных этапах открытия и разработки лекарств. Скрининг высокого содержания позволяет фармацевтическим и биотехнологическим фирмам проводить всесторонний анализ эффективности кандидатов на лекарства, профилей токсичности и механизма действия на клеточном уровне. Эта возможность имеет решающее значение для идентификации ведущих соединений, оптимизации терапевтических стратегий и более эффективного продвижения кандидатов через доклинические и клинические испытания.

Фармацевтические и биотехнологические компании получают выгоду от платформ HCS, которые интегрируют передовые технологии визуализации, автоматизированные рабочие процессы и сложное программное обеспечение для анализа данных. Эти возможности позволяют исследователям проводить скрининг больших библиотек соединений, оценивать взаимодействия лекарственных средств с мишенями и оценивать клеточные реакции с высокой пропускной способностью. Количественно определяя фенотипические изменения и биомолекулярную активность с точностью, HCS облегчает идентификацию новых лекарственных мишеней и разработку терапевтических средств, адаптированных к конкретным путям заболеваний и группам пациентов. Фармацевтические и биотехнологические компании вкладывают значительные средства в разработку собственных технологий HCS и налаживание сотрудничества с поставщиками технологий для расширения возможностей платформы и ускорения инноваций. Эти партнерства стимулируют внедрение передовых методов визуализации, вычислительных инструментов и алгоритмов искусственного интеллекта в отрасли, что позволяет быстрее принимать решения и сокращать время вывода на рынок новых методов лечения.

Региональные данные

Северная Америка становится доминирующим регионом на мировом рынке высококонтентного скрининга (HCS), чему способствуют надежные технологические достижения, значительные инвестиции в биомедицинские исследования и сильное присутствие фармацевтической и биотехнологической отраслей. Лидерство Северной Америки на рынке HCS подкреплено несколькими ключевыми факторами. Регион может похвастаться высокоразвитой инфраструктурой здравоохранения в сочетании с передовыми исследовательскими возможностями, что ставит его на передний край биомедицинских инноваций. Ведущие фармацевтические компании, биотехнологические фирмы и научно-исследовательские институты в Соединенных Штатах и Канаде активно инвестируют в технологии HCS для ускорения разработки лекарств, повышения терапевтической эффективности и улучшения ухода за пациентами. Северная Америка получает выгоду от благоприятной нормативно-правовой среды, которая способствует инновациям и коммерциализации новых технологий. Регулирующие органы, такие как FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами) в США, предоставляют четкие руководящие принципы и пути одобрения диагностических и терапевтических средств на основе HCS, способствуя росту рынка и его внедрению.

Последние разработки

• В феврале 2024 года компания SCIEX, известный поставщик аналитических технологий в области наук о жизни, представила систему Echo MS+ на выставке SLAS 2024. Эта инновационная система объединяет технологию масс-спектрометрии с акустическим выбросом и отбор проб с использованием интерфейса открытого порта (OPI) с функциональными возможностями системы SCIEX ZenoTOF 7600 или TripleQuad 6500+. Он направлен на предоставление точных качественных и количественных результатов, расширяя широкий спектр надежных высокопроизводительных рабочих процессов скрининга.
• В сентябре 2022 года компания Becton, Dickinson and Company (BD) представила BD Research Cloud — передовое облачное программное решение, направленное на оптимизацию рабочего процесса проточной цитометрии. Эта инновационная платформа разработана для повышения эффективности работы ученых, работающих в различных дисциплинах, включая иммунологию, вирусологию, онкологию и мониторинг инфекционных заболеваний. Оптимизируя процессы, BD Research Cloud способствует проведению более качественных экспериментов и ускоряет время получения информации.

Ключевые игроки рынка

• Danaher Corporation
• Perkinelmer Inc.
• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Becton, Dickinson and Company
• Agilent Technologies, Inc.
• Bio-Rad Laboratories Inc.
• Yokogawa Electric Corporation
• Merck KGaA
• Tecan Group Ltd.
• BioTek Instruments, Inc.