Marktbericht zu CRISPR und CRISPR-assoziierten (Cas) Genen: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Produkt und Dienstleistung (Produkt, Dienstleistung), nach Anwendung (Landwirtschaft, Biomedizin), nach Endnutzer (Auftragsforschungsinstitute (CROs), akademische und staatliche Forschungseinrichtungen, Biotechnologie- und Pharmaunternehmen) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen, 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für CRISPR und CRISPR-assoziierte (CAS) Gene

Einführung des Anti-CRISPR-Proteins

Die Anwendung von CRISPR in der Entwicklung von Medikamenten und Therapien ist aufgrund der Möglichkeit von Off-Target-Effekten während des Prozesses eingeschränkt. Diese Off-Target-Effekte könnten zu unerwünschten Mutationen führen und stellen somit ein großes Hindernis für Anwendungen der Genomeditierung beim Menschen dar.CRISPR-TechnologieObwohl CRISPR hochspezifisch ist, treten seltene Zielfehler auf, die sich bei der Anwendung in der Humantherapie als ernsthaftes Problem erweisen könnten. Daher wird erwartet, dass die kürzlich erfolgte Isolierung von Anti-CRISPR-Proteinen, die eine Lösung zur Vermeidung potenzieller Off-Target-Effekte bieten, den CRISPR-Markt erweitern wird.

Darüber hinaus kann die Anti-CRISPR-Technologie die Genauigkeit und Sicherheit der CRISPR-Technologie sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der klinischen Forschung verbessern. Die Einführung von Anti-CRISPR-Proteinen soll einen Sicherheitsmechanismus bieten, der schädliche Anwendungen der Technologie blockiert und eine präzise Kontrolle in CRISPR ermöglicht. Der Einsatz von Anti-CRISPR-Proteinen soll zudem die Genaktivität vorübergehend verstärken oder einschränken sowie koordinierte Aktivitäten vernetzter Gene im Genom synchronisieren. Diese Anwendung von Anti-CRISPR-Proteinen dürfte für die Erforschung und Behandlung komplexer, multigenetischer Erkrankungen von großer Bedeutung sein. Daher wird erwartet, dass die Einführung von Anti-CRISPR-Proteinen die Anwendung der CRISPR- und Cas-Gen-basierten Technologie zur Behandlung wichtiger Krankheiten fördert.

Anhaltender Wettbewerb um die Kommerzialisierung von CRISPR

Aufgrund von unerwünschten Nebenwirkungen ist die klinische Anwendung der CRISPR-Technologie begrenzt. Unerwünschte Nebenwirkungen bei der Genomeditierung können unkontrollierbare und unvorhersehbare Folgen für den Menschen haben. Diese können die Transkription oder Genfunktionen beeinträchtigen, die durch CRISPR gezielt verändert werden sollen, und somit die Anwendungsmöglichkeiten in Medizin und Therapie einschränken. Darüber hinaus konnten Algorithmen zur Vorhersage unerwünschter Nebenwirkungen, wie beispielsweise der vom MIT entwickelte Algorithmus und E-CRISP, viele dieser Nebenwirkungen nicht erkennen. Laufende Bemühungen zur Reduzierung dieser Nebenwirkungen, wie die Modifizierung, Konstruktion, das Design und die Optimierung verschiedener Verfahrenselemente, dürften zukünftig neue Möglichkeiten eröffnen.

Markthemmende Faktoren

Nebenwirkungen der CRISPR-Technologie

Aufgrund von unerwünschten Nebenwirkungen ist die klinische Anwendung der CRISPR-Technologie begrenzt. Unerwünschte Nebenwirkungen bei der Genomeditierung können unkontrollierbare und unvorhersehbare Folgen für den Menschen haben. Diese können die Transkription oder Genfunktionen beeinträchtigen, die durch CRISPR gezielt verändert werden sollen, und somit die Anwendungsmöglichkeiten in Medizin und Therapie einschränken. Darüber hinaus konnten Algorithmen zur Vorhersage unerwünschter Nebenwirkungen, wie beispielsweise der vom MIT entwickelte Algorithmus und E-CRISP, viele dieser Nebenwirkungen nicht erkennen. Laufende Bemühungen zur Reduzierung dieser Nebenwirkungen, wie die Modifizierung, Konstruktion, das Design und die Optimierung verschiedener Verfahrenselemente, dürften zukünftig neue Möglichkeiten eröffnen.

Marktchance

Erweiterung des Bereichs Gen- und Zelltherapie

KonventionellGenomeditierungstechnologienMit dem rasanten Fortschritt der Genommodifikation können die bisherigen Technologien nicht mithalten, da sie ineffizient, zeitaufwendig und arbeitsintensiv sind. Die Entwicklung der CRISPR/Cas9-Nuklease ermöglicht eine einfache und präzise Genomeditierung. Als eine der wichtigsten Anwendungen von Genomeditierungstechnologien wird die Gen- und Zelltherapie durch den Einsatz der CRISPR-Technologie unmittelbar beeinflusst.

Zell- und Gentherapien werden voraussichtlich in den nächsten 5 bis 10 Jahren auf den Markt kommen. Forscher von MIT NEWDIGS prognostizierten 2018, dass bis Ende 2022 etwa 40 Gentherapien zugelassen werden könnten. Mehrere hauseigene Produktionsstätten und CDMOs für Gentherapien investieren bereits in den Ausbau ihrer Produktionskapazitäten, was den Marktteilnehmern voraussichtlich lukrative Chancen eröffnen wird.

Regionale Einblicke

Nordamerika ist der bedeutendste Marktteilnehmer im globalen Markt für CRISPR- und CRISPR-assoziierte (Cas-)Gene und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 16,4 % verzeichnen. Die regionale Wirtschaftskraft Nordamerikas hat zu diesem führenden Anteil am Weltmarkt geführt. Verschiedene Regierungsinitiativen in den USA und Kanada fördern die biotechnologische Forschung in der Landwirtschaft und die Einführung von CRISPR-basierten Pflanzenprodukten. So verzichtete beispielsweise das US-Landwirtschaftsministerium auf Regulierungen für das erste geneditierte Pilzprodukt, das mit CRISPR-Technologie hergestellt wurde, was die Anwendung von CRISPR begünstigte. Darüber hinaus investieren zahlreiche Pharma- und Saatgutunternehmen in Wachstumsstrategien wie Akquisitionen, Partnerschaften und Kooperationen, um den Markt für Pharmazeutika und Pflanzenzüchtung zu stärken. Dies kann wiederum die Nachfrage nach CRISPR-Technologien in diesen Branchen ankurbeln. Beispielsweise gab Vertex Pharmaceuticals im Juni 2019 bekannt, seine Präsenz im Bereich der Genomeditierung durch die Entwicklung neuartiger Therapien für Myotone Dystrophie Typ 1 und Duchenne-Muskeldystrophie auszubauen. Das Unternehmen plante die Übernahme von Exonics Therapeutics, um die SingleCut CRISPR-Geneditierungstechnologie von Exonics zur Entwicklung der oben genannten Behandlungen nutzen zu können.

Markttrends für CRISPR und CRISPR-assoziierte (CAS-)Gene im asiatisch-pazifischen Raum

Für den asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 16,6 % erwartet. Die Expansion der CRISPR-Technologien in China hat das regionale Wachstum erheblich angekurbelt. China nimmt aufgrund kontinuierlicher Investitionen in Anwendungen eine einflussreiche Position auf dem CRISPR-Markt ein. Darüber hinaus erforscht China verstärkt die Genomeditierung zur Entwicklung von Medikamenten und hat kürzlich mehrere klinische Studien mit CRISPR, insbesondere in der Krebstherapie, gestartet. Chinesische Forscher wenden diese Technologie auch in der Landwirtschaft sowie in der Tiermedizin für die Transplantation beim Menschen an. Diese Faktoren werden das Marktwachstum im asiatisch-pazifischen Raum voraussichtlich deutlich vorantreiben.

EuropasDer Markt für CRISPR- und Cas-Gene wird von verschiedenen positiven und negativen Faktoren beeinflusst. Im Juli 2019 erließ ein Urteil des Europäischen Gerichtshofs strenge Auflagen für genveränderte Nutzpflanzen, was Probleme für Lebensmittelprüflaboratorien in ganz Europa verursachte. Im Januar 2020 widerrief das Europäische Patentamt (EPA) aufgrund fehlender Berechtigungen das Patent für die CRISPR-Cas-Technologie des Broad Institute (USA). Trotz dieser strengen Auflagen hat sich CRISPR in Europa rasant für biomedizinische, therapeutische und arzneimittelverabreichende Anwendungen etabliert. Zudem unterliegen neue Technologien, einschließlich Genomeditierung und gentechnisch veränderter Produkte, in Europa deutlich strengeren Regulierungen als in den USA. Die Entscheidung des Europäischen Gerichtshofs, Staaten die Durchführung gentechnischer Forschung zu gestatten, dürfte das Marktwachstum weiter ankurbeln. Dieses Urteil wird voraussichtlich zu einer gewissen Lockerung der Gesetze führen und Fortschritte in der Forschung zu Stammzelltechnik und Genomeditierung ermöglichen, wodurch der Markt deutlich gestärkt wird.

Lateinamerikaist in die großflächige Produktion gentechnisch veränderter (GV) Pflanzen involviert. Umfangreiche Forschungen zur CRISPR-Technologie und Experimente zur Resistenzentwicklung von Bananen gegen einen tödlichen Pilz, der Plantagen in Lateinamerika befällt, dürften zahlreiche neue Möglichkeiten eröffnen. Forscher des Internationalen Zentrums für Tropische Landwirtschaft (CIAT) in Kolumbien führten kürzlich CRISPR-Experimente zur Entwicklung resistenter Reis- und Manioksorten durch. Auch Forscher von Favet-Inbiogen in Chile arbeiteten an der Anwendung dieser Technologie.CRISPR-GeneditierungstechnologieZiel dieser Forschungsarbeiten ist es, Mutationen in verschiedenen Genwegen zu erzeugen, die mit der genetischen Krankheitsresistenz norwegischer und chilenischer Salmoniden in Zusammenhang stehen. Solche Studien sollen die Anwendung der CRISPR-Technologie in dieser Region ausweiten.

Der Nahe Osten und AfrikaIn dieser Region wurde die geringste Marktdurchdringung beobachtet. Der Markt im Nahen Osten und in Afrika dürfte jedoch in den kommenden Jahren aufgrund der zunehmenden Bedeutung von CRISPR-Technologien in der Behandlung von Krankheiten beim Menschen deutlich wachsen. Darüber hinaus werden klinische Studien zur Genomeditierung in der Landwirtschaft voraussichtlich das Wachstum der gentechnisch veränderten Pflanzenindustrie im Nahen Osten und in Afrika beeinflussen und somit das Marktwachstum ankurbeln.

Produkt-Einblicke

Der Markt ist in Kits und Enzyme, Bibliotheken, Design-Tools, Antikörper usw. unterteilt. Das Segment der Bibliotheken hält den größten Marktanteil. Zuverlässige CRISPR-Bibliotheken ermöglichen das Targeting einer Vielzahl von Genen, reduzieren das Risiko falsch positiver und falsch negativer Ergebnisse und eliminieren die zeitaufwändige Datendekonvolution. Darüber hinaus ermöglichen gepoolte Bibliotheken mehrerer definierter Einzelstrang-Guide-RNA-Sequenzen (gRNA oder sgRNA) das Ausschalten oder die Inaktivierung Tausender Gene in einer Zellpopulation in einem einzigen Experiment. Diese von Herstellern angebotenen Bibliotheken sind üblicherweise in vorkonfektionierten Formen mit großen Portionen für den sofortigen Einsatz erhältlich.

Einblicke in die Dienstleistungen

Der Markt ist in Zelllinienentwicklung, gRNA-Design, mikrobielle Genomeditierung und DNA-Synthese unterteilt. Die Zelllinienentwicklung dominiert den Weltmarkt. Dienstleistungen im Bereich Zelllinienentwicklung sind die am häufigsten angebotenen Services von Unternehmen, die auf CRISPR-basierter Genomeditierung basieren. Diese Unternehmen nutzen die Vorteile der CRISPR-Technologie, um eine breite Palette von CRISPR-Zelllinienmodellen mit verschiedenen gen- oder lokusspezifischen Modifikationen zu entwickeln. Die Entwicklung von Zelllinien für Genomeditierungsverfahren ist in der Regel ein zeitaufwändiger und komplexer Prozess. Daher bieten Unternehmen Zelllinienentwicklungsdienstleistungen an, bei denen verschiedene Technologien zur Entwicklung kundenspezifischer, stabiler Zelllinien eingesetzt werden. Die Unternehmen führen Qualitätskontrollen der kundenspezifisch entwickelten Zelllinien durch, um sicherzustellen, dass diese den spezifischen Anforderungen entsprechen.

Anwendungseinblicke

Der Markt ist in die Bereiche Biomedizin und Landwirtschaft unterteilt. Das biomedizinische Segment trägt am meisten zum Markt bei und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 16,3 % aufweisen. Die CRISPR-Technologie ermöglicht die Entwicklung personalisierter Plattformen, beispielsweise von Modellen, die maligne Erkrankungen präzise nachbilden und die Arzneimittelempfindlichkeit testen können. Darüber hinaus hat die Modularität der CRISPR-Technologie die Anzahl der Anwendungen im Bereich Genome Engineering, insbesondere in Zellkultursystemen und vorwiegend in vivo, deutlich erhöht. Die einfache Handhabung und Effizienz der Genomeditierung haben außerdem zur Entwicklung von CRISPR-Knockout-Bibliotheken geführt, die das gesamte Genom abdecken. Diese Bibliotheken können jedes Gen im Genom ausschalten, was die Nachfrage nach CRISPR-Knockout-Bibliotheken im biomedizinischen Bereich voraussichtlich weiter steigern wird.

Die Verbesserung der landwirtschaftlichen Produktion durch innovative Züchtungstechnologien hat den Zugang zu nährstoffreichen Lebensmitteln weltweit erhöht. Jüngste Fortschritte in der CRISPR/Cas-Genomeditierung ermöglichen eine effiziente und gezielte Modifizierung der meisten Nutzpflanzen und versprechen so eine deutliche Verbesserung. CRISPR macht Pflanzen signifikant widerstandsfähiger gegen Witterungseinflüsse wie Regen oder Sturm, dürreresistenter, erhöht die Schädlingsresistenz und reduziert den Pestizideinsatz erheblich. Die Entwicklung neuer Agrarprodukte mithilfe der CRISPR-Technologie dürfte das Wachstum dieses Segments weiter vorantreiben.

Endnutzer-Einblicke

Der Markt ist zweigeteilt inBiotechnologiePharmaunternehmen, akademische Einrichtungen, staatliche Forschungsinstitute und Auftragsforschungsinstitute (CROs) sind wichtige Akteure auf dem Biotechnologie- und Pharmamarkt. Dieses Segment dominiert den globalen Markt und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 16,5 % verzeichnen. Reduzierte Kosten und Zeitaufwand bei der genetischen Modifikation sowie die Verfügbarkeit von Investitionen dürften das Wachstum dieses Segments ankurbeln. Potenzielle klinische Anwendungen von CRISPR-Cas9 haben Pharma-Startups dazu ermutigt, Produkte mithilfe von CRISPR-basierten Genomeditierungstechniken zu entwickeln. Darüber hinaus kam es in der Branche zu Fusionen zwischen etablierten und aufstrebenden Anbietern von CRISPR-basierten Produkten und Dienstleistungen. Berichten zufolge nutzen die meisten großen Akteure die CRISPR-Technologie, um Immunzellen und Blutstammzellen zu verändern, als Werkzeug für die Wirkstoffforschung, zur Entwicklung von Krebstherapeutika und für viele weitere Zwecke.

Der CRO-Sektor dürfte ein bedeutendes Marktwachstum verzeichnen. CROs bieten Einrichtungen und Dienstleistungen für die Genomeditierung an. Die Durchführung von Genomeditierungen in verschiedenen Zellen erfordert die Pflege von Zelllinien, was den Prozess zeit- und kostenintensiv macht. Ebenso unterscheiden sich die für die Etablierung und Pflege von Zelllinien benötigten Kenntnisse von denen der Genomeditierung, weshalb die Inanspruchnahme von Auftragsdienstleistungen für die meisten Biotechnologieunternehmen unerlässlich ist. Biotechnologieunternehmen, die sich auf andere Spezialprodukte konzentrieren oder nicht über die erforderliche Infrastruktur verfügen, nutzen häufig CRO-basierte Dienstleistungen zur Produktentwicklung.