Marktbericht zur Genomeditierung: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Technologie (CRISPR, TALEN, ZFN), Anwendung (Zelllinien-Engineering, Tiergentechnik, Pflanzengentechnik, Sonstige Anwendungen), Endnutzer (Pharma- und Biotechnologieunternehmen, Hochschulen und staatliche Forschungsinstitute, Auftragsforschungsinstitute, Sonstige Endnutzer) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für Genomeditierung

Die rasante Entwicklung der CRISPR-Technologie mit ihren vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Genomeditierung ist ein Schlüsselfaktor für den beschleunigten technologischen Fortschritt. Diese Technologie ermöglicht vor allem den Zugang zu gentechnisch veränderten Nutzpflanzen durch die Einbringung von Genomeditierungsreagenzien in Pflanzen. Darüber hinaus steht sie auch für gentechnisch veränderte Tiere zur Verfügung und findet Anwendung in der Landwirtschaft und Biomedizin. Genomeditierung dient primär der Veränderung der DNA eines Organismus mithilfe verschiedener Technologien. Diese Technik erlaubt den Austausch, die Hinzufügung oder die Entfernung von genetischem Material an spezifischen Stellen im Genom. Daher wurden zahlreiche Editierungsstrategien für den industriellen Einsatz entwickelt.

Die Genomeditierung beugt Krankheiten wie Mukoviszidose, Sichelzellanämie, HIV-Infektion und Krebs vor und behandelt diese. Steigende Fördermittel für die Genforschung in entwickelten Regionen wie Nordamerika werden das Marktwachstum im Prognosezeitraum ankurbeln. Mehr als 20 Bundesbehörden in den USA haben Forschungs- und Entwicklungsunternehmen finanziert, um nützliche Materialien, Geräte und Methoden zu entwickeln. Darüber hinaus fördert die US-Regierung mehrere Forschungsunternehmen, die an der Entwicklung und Herstellung von Medikamenten für seltene genetische Erkrankungen beteiligt sind. Das Nationale Institut für Humangenomforschung (NHGRI) beispielsweise finanziert Forschungsprogramme und Initiativen zur Weiterentwicklung der Genomik.

Darüber hinaus können die aus Gentests gewonnenen Daten im Rahmen der Genomeditierung genutzt werden, was sich als vorteilhaft für das Wachstum der Branche erweist. Im Prognosezeitraum wird der Markt voraussichtlich von einer wachsenden Zahl innovativer Unternehmen angetrieben, die einen signifikanten Anteil ihres Umsatzes in Forschung und Entwicklung für Genomanwendungen investieren. Die steigende Nachfrage nach der Erstellung und Aktualisierung von Genomdatenbanken sowie die zunehmende Anwendung der Einzelzell-basierten Genomanalyse dürften das Marktwachstum weiter ankurbeln. Die Genomeditierung umfasst die Nutzung mutierter Gene für vielfältige Anwendungen in Industrie und Landwirtschaft. Beispielsweise wird sie zur Entwicklung von gentechnisch veränderten Nutzpflanzen eingesetzt, um deren Ertrag zu steigern. Zudem fördert die Regierung verschiedene Forschungsprojekte zur Behandlung unterschiedlicher Krankheiten, was den Markt zusätzlich beflügeln wird.

Markthemmende Faktoren

Die Off-Target-Effekte von CRISPR-Cas9 geben Anlass zu großer Sorge. Cas9 fördert Doppelstrangbrüche, und jede Off-Target-Nukleaseaktivität kann Mutationen in diesen Genen und potenziell Krebs auslösen. CRISPR-Cas9 toleriert bis zu drei Fehlpaarungen in seinem Zielgen, was zu Off-Target-Nukleaseaktivität führt. Besonders besorgniserregend ist die hohe Häufigkeit von Off-Target-Aktivität (50 %) oder Mutationen an anderen als den vorgesehenen Zielorten. CRISPR kann beispielsweise Tumorsuppressorgene oder Krebsgene angreifen. Aufgrund dieser unbeabsichtigten Folge sind mehrere Organisationen, die klinische Studien planen, auf Hindernisse gestoßen. Klinische Studien wurden gestoppt, und die Zulassungsbehörden fordern zusätzliche Forschung zur Verbesserung der Sicherheit der Methode.

Marktchancen

Anwendungsgebiete der Genomik umfassen die Dokumentation menschlicher Erbkrankheiten, die Wirkstoffforschung, die Landwirtschaft, die Veterinärmedizin und die Forensik. Die Bedeutung der Genomik in forensischen Studien hat durch die Next-Generation-Sequenzierung (NGS) deutlich zugenommen, insbesondere da Illumina (USA) speziell für die Forensik entwickelte Produkte anbietet. Früher wurde die DNA-Analyse zur Erstellung von Fingerabdruckprofilen eingesetzt. Heute hingegen unterstützt NGS die Analyse von Spurenmaterial vom Tatort und ermöglicht die Gewinnung umfangreicherer Daten aus Spuren oder beschädigten DNA-Proben.

Zukünftige Entwicklungen im Bereich der Genomtechnik umfassen deren Anwendung in der Meerestechnik, beispielsweise zur Herstellung von Nutrazeutika aus Algen. Darüber hinaus gewinnen forensische Wissenschaften und personalisierte Medizin zunehmend an Bedeutung. Bei der Bewertung von Fischpopulationen kann NGS für DNA-Barcoding eingesetzt werden, um Fischlarven und -eier zu identifizieren und Fischgemeinschaften umfassend zu beschreiben. Der Einsatz der Genomik in der Lebensmittelqualitäts- und -sicherheitsprüfung nimmt zu. Genomeditierungstechnologien spielen eine entscheidende Rolle in der Arzneimittelforschung sowie in der Diagnose und Behandlung genetischer Erkrankungen des Menschen. Neben der Anwendung in NGS, DNA-Analyse und -Profilierung sowie in der Pflanzen- und Tiergenetik wird die Genomeditierung auch in NGS und DNA-Analyse und -Profilierung eingesetzt. Aufgrund der zunehmenden Verbreitung dieser Technologien…Anwendungen der GenomikEs wird erwartet, dass die weltweite Nachfrage nach Genomeditierungstechnologien im Prognosezeitraum steigen wird.

Technologie-Einblicke

Der Markt ist in CRISPR/Cas9, TALENs, ZFN, Restriktionsenzyme und weitere Segmente unterteilt. 2021 erzielte das Segment CRISPR/Cas9 den größten Umsatzanteil. CRISPR/Cas9 übertrifft andere Genomeditierungsmethoden hinsichtlich Geschwindigkeit, Kosten, Präzision und Effizienz. CRISPR/Cas9 birgt großes Potenzial für die Behandlung von Erkrankungen mit genetischer Komponente, darunter Krebs, Hepatitis B und sogar hoher Cholesterinspiegel. Verschiedene Branchen, von der Landwirtschaft bis zur Humanmedizin, erforschen die Anwendungsmöglichkeiten dieser Methode. Auch die Möglichkeit, menschliche Organe von transgenen Schweinen zu gewinnen, gegebenenfalls in Kombination mit pluripotenten Stammzellen, wird untersucht. Diese Initiativen zielen darauf ab, dem Mangel an Spenderorganen und den mit Organtransplantationen verbundenen Risiken, wie der Graft-versus-Host-Reaktion, entgegenzuwirken. Mithilfe der CRISPR-Cas9-Technologie führen Forscher nun äußerst präzise und umfassende Screening-Studien für die Arzneimittelforschung durch, wodurch das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Genotyp und Phänotyp erleichtert wird. Darüber hinaus können Forscher durch die Durchführung mehrerer Gen-Knockouts in einer gesunden Zelllinie feststellen, welche Gene für die Pathogenese von Krankheiten wichtig sind und welche Gene gute Kandidaten für therapeutische Ziele in erkrankten Zelllinien darstellen.

Im Jahr 2021 konnte das TALEN-Segment seinen Umsatzanteil stabil halten. Transkriptionsaktivator-ähnliche Effektor-Nukleasen (TALENs) oder Transkriptionsaktivator-ähnliche (TAL) Nukleasen sind häufig eingesetzte Techniken für die präzise und effiziente Genomeditierung in lebenden Zellen. Diese Methode der Genomeditierung hat sich in verschiedenen Wirtssystemen, darunter Bakterien, Hefen, Pflanzen, Insekten, Zebrafischen und Säugetieren, als wirksam erwiesen. Eine unspezifische DNA-spaltende Nuklease und eine DNA-Bindungsdomäne, die sich leicht so modifizieren lassen, dass TALENs gezielt verschiedene Gensequenzen verändern können, sind neuere Entwicklungen bei TALEN, einer in Pflanzen häufig angewandten Genomeditierungstechnik. Durch die gezielte Modifizierung des Pflanzengenoms ist es möglich, die Genfunktion zu untersuchen. Darüber hinaus können Pflanzen mit neuen Eigenschaften wie Krankheits- und Herbizidresistenz, veränderter Physiologie, erhöhtem Ertrag usw. erzeugt werden.

Anwendungseinblicke

Der Markt ist in Diagnostik, Wirkstoffforschung und -entwicklung, Zelllinien, Tier- und Pflanzengenetik sowie weitere Anwendungen unterteilt. 2021 erzielte das Segment der Zelllinien den größten Umsatzanteil. Die Nutzung dieser Technologie für Zelllinien kombiniert DNA- und Zelltechnologie. Die Veröffentlichung der Genomsequenzen zahlreicher CHO-Zelllinien (Chinese Hamster Ovary) hat die rationale genetische Entwicklung biotherapeutischer Proteine ​​beschleunigt. Dank der CRISPR-Technologie konnten Forscher, die mit CHO-Zellen arbeiten, die molekularen Grundlagen der Proteinsynthese und relevante Produktqualitätsmerkmale (PQAs) aufklären. Die Bioaktivität und Qualität biologischer Produkte lassen sich durch Modifizierung ihrer Glykosylierungsmuster verbessern, wobei die N-Glykosylierung entscheidend für die Wirksamkeit therapeutischer Proteine ​​ist. Darüber hinaus haben zahlreiche glykoengineerte Proteine ​​therapeutischen Nutzen gezeigt, was die Entwicklung neuer, verbesserter Expressionsplattformen (z. B. mit Säugetierzellen) für die Produktion nicht-fukosylierter Antikörper vorangetrieben hat. 2021 erzielte das Segment der Wirkstoffforschung und -entwicklung einen stabilen Umsatzanteil.CRISPR-GeneditierungCRISPR-Cas9 wird häufig in der Arzneimittelforschung eingesetzt. Diese Modelle ermöglichen die Bewertung potenzieller Therapieziele vor klinischen Studien und liefern neue Erkenntnisse über die Erkrankung. CRISPR-Cas9 ermöglicht zielgerichtete Genmodifikationen und die Identifizierung therapeutischer Ziele, die Validierung bestehender Medikamente sowie die Entwicklung von Verbesserungspotenzialen. In Kombination mit den jüngsten Fortschritten in der Sequenzierungstechnologie, wie der Next-Generation-Sequenzierung (NGS) und der Einzelzellsequenzierung, können Forschende diese Werkzeuge für Genomanalysen nutzen. In den letzten Jahren wurden bedeutende Fortschritte bei der Identifizierung krankheitsspezifischer Ziele erzielt. Diese Instrumente unterstützen Wissenschaftler bei der Entwicklung komplexerer Zellmodelle, die genauer abbilden, wie Individuen auf eine neue Behandlung reagieren.

Endnutzer-Einblicke

Der Markt ist in akademische Einrichtungen, Forschungszentren, Auftragsforschungsinstitute sowie Pharma- und Biotech-Unternehmen unterteilt. 2021 erwirtschaftete das Segment der Pharma- und Biotech-Unternehmen den größten Umsatz. Die zunehmenden Forschungsbemühungen zur Entwicklung neuer Therapien treiben das Umsatzwachstum an. Auch die steigende Anzahl strategischer Schritte der Marktführer dürfte das Marktwachstum beflügeln. So gaben beispielsweise CANbridge Pharmaceuticals, Inc., ein chinesisches Biopharmaunternehmen, das lebensverändernde Medikamente herstellt, und LogicBio Therapeutics, Inc., ein Unternehmen für Gentherapien in der klinischen Phase, am 27. April 2021 eine strategische Partnerschaft und eine Optionsvereinbarung zur Behandlung seltener und schwerer Erkrankungen bei Kindern und Erwachsenen bekannt. Gemäß dieser Vereinbarung erhält CANbridge eine Exklusivlizenz für LogicBios experimentelle In-vivo-Geneditierungstechnologie LB-001 auf Basis der GeneRide™-Plattform. Diese Technologie könnte zur Behandlung der Methylmalonazidämie (MMA) in China eingesetzt werden.

Der Anteil akademischer Einrichtungen und Forschungsinstitute am Umsatz blieb 2021 stabil. Grund dafür war der zunehmende Einsatz von Technologie auf Universitätsgeländen. Mehrere Institute entwickeln Unterrichtsmaterialien für Schulen und Hochschulen, um Schülern und Studierenden die Funktionsweise der Genomeditierung zu erklären. So wird beispielsweise das ChristianaCare Gene Editing Institute am 15. Januar 2022 sein bahnbrechendes „CRISPR in Box Educational Toolkit“ an Schulen und Hochschulen vorstellen, um das Bewusstsein für eine der leistungsstärksten biomedizinischen Technologien zu schärfen, die der Behandlung von Krankheiten immer näher kommt. Dieses Kit enthält ausschließlich unbedenkliche, synthetische Materialien und kann daher nicht zur Veränderung von Lebewesen eingesetzt werden. Stattdessen veranschaulicht es die Funktionsweise von CRISPR in der Praxis.

Regionale Einblicke

Der nordamerikanische Markt erzielte 2021 den größten Umsatzanteil, was auf die verstärkte Anwendung fortschrittlicher Technologien in der Region zurückzuführen ist. Auch die zunehmende Verbreitung chronischer Krankheiten trägt zum Umsatzwachstum in dieser Region bei. Dank erhöhter Fördermittel für die Genomeditierungsforschung verzeichnete der US-amerikanische Markt den größten Umsatzanteil. So passten beispielsweise Vertex Pharmaceuticals Incorporated und CRISPR Therapeutics am 20. April 2021 ihre Kooperationsvereinbarung für die experimentelle CRISPR/Cas9-basierte Genomeditierungstherapie CTX001 an. Diese wird als potenziell kurative Behandlung für Sichelzellanämie (SCD) und transfusionsabhängige Beta-Thalassämie (TDT) entwickelt. Vertex übernimmt 60 % der Programmkosten und erhält 60 % der potenziellen internationalen Umsätze von CTX001. Weitere 900 Millionen US-Dollar werden im Voraus an CRISPR gezahlt, wobei bei der ersten behördlichen Zulassung von CTX001 eine weitere Zahlung von potenziell 200 Millionen US-Dollar fällig wird.

Trends auf dem europäischen Markt für Genomeditierung

Aufgrund des Ausbaus der lebenswissenschaftlichen Forschung und der steigenden Ausgaben für Forschung und Entwicklung konnte der europäische Markt 2021 einen stabilen Umsatzanteil halten. Darüber hinaus hat die breite Anwendung der Genomik in der Medizin das Wachstum des Marktes für Genomeditierung in Europa maßgeblich beeinflusst. Der größte Umsatzanteil wurde vom Vereinigten Königreich erzielt. Die Einführung neuer Vorschriften für die Anwendung von Genomeditierungstechnologien treibt das Umsatzwachstum in dieser Region hauptsächlich an. So kündigte die britische Regierung beispielsweise am 20. Januar 2022 an, dass Forscher und Entwickler, die in England an Pflanzen arbeiten, leichteren Zugang zu Gentechnologien wie der Genomeditierung erhalten würden.

Trends im asiatisch-pazifischen Markt für Genomeditierung

Im Jahr 2021 erzielte der asiatisch-pazifische Markt aufgrund personalisierter Medizin und biotechnologischer Forschung einen moderaten Umsatzanteil. Dank umfangreicher Forschung im Bereich der Genomeditierungstechnologien entfiel der größte Umsatzanteil auf den japanischen Markt. Sanatech Seed brachte 2021 die erste genomeditierte Tomate Japans für den direkten Verzehr auf den Markt. Die japanische Regierung erklärte, dass genomeditierte Tomaten nicht als gentechnisch veränderte Produkte reguliert werden. Die GABA-reiche Tomate „Sicilian Pink“ von Sanatech Seed wurde mithilfe der CRISPR-Cas9-Genomeditierung entwickelt. Tomaten enthalten viel Gamma-Aminobuttersäure (GABA), eine Aminosäure, die entspannend wirkt und zur Senkung des Blutdrucks beiträgt. Die Internationale Saatgutföderation begrüßte die Markteinführung der GABA-reichen, genomeditierten Tomate in Japan. Dies ist ein wichtiger Schritt in der Umsetzung der japanischen Genomeditierungspolitik und bietet der Saatgutindustrie die Möglichkeit, ihre Anstrengungen zur Pflanzenzüchtung und Innovation fortzusetzen und die Entwicklung eines nachhaltigen Ernährungssystems zu unterstützen.