世界のオルガノイドおよびスフェロイド市場規模は、2025年には11億1000万米ドルと評価され、2026年の12億8000万米ドルから2034年には39億6000万米ドルに成長すると予測されており、2026年から2034年の予測期間における年平均成長率(CAGR)は15.17%です。
モデルシステムは、分子レベルから個体全体レベルまで、生体のプロセスと機能を模倣することで、生物学研究を推進します。オルガノイドとスフェロイドは、3次元で培養された細胞です。より詳細な研究によると、スフェロイドは、超低接着性プレート上で自由に浮遊する細胞凝集体として、がん細胞株や腫瘍生検から培養されることが多いです。一方、オルガノイドは、マトリックス内に埋め込まれた組織幹細胞から作製されます。これらの3Dモデルは、現代の臨床試験や個別化医療において幅広く活用されています。
最近のコロナウイルスの流行により、腸管細胞に影響を与えるCOVID-19ウイルスのメカニズムを研究・解明するために、オルガノイドモデルの使用が急増しました。多くの科学者が、有望な薬剤の試験と特定にこれらのシステムの使用を開始しています。さらに、製品の開発と発売に携わる企業もこの分野での取り組みを強化しています。例えば、アジレント・テクノロジーは、Seahorse XFアナライザーを使用して3D細胞培養スフェロイドの細胞エネルギー代謝測定を容易にするマイクロプレート、Seahorse XFe96 Spheroid Microplatesを開発・発売しました。
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技術革新と最新のイノベーション、そして3Dモデル技術が市場の成長を牽引しています。例えば、AMSバイオテクノロジー(AMSBIO)が開発したCultrexオルガノイド前駆細胞は、様々な細胞外マトリックスを用いて最適化することができ、培養微小環境を制御することで細胞の活動を制御できます。この技術で作製されたスフェロイドは、腫瘍スフェロイドからの細胞浸潤のモデリングに利用されています。
研究者らは、血管細胞とヒト間葉系幹細胞(hMSC)をこれらのスフェロイドに加えることで、3D三元培養モデルをさらに発展させた。これらの取り組みにより、三元培養が異種移植片と同様の薬剤応答と腫瘍形態を示すことから、予測的なin vitroモデルの開発につながった。このような研究は、スフェロイドとオルガノイドの採用を促進し、薬物検査そして臨床試験。
政府系研究機関や研究機関における球状体およびオルガノイド培養の急速な普及と活用は、学術・研究機関分野を牽引すると予想される。その一例として、スタンレー精神医学研究センター(ブロード研究所)とハーバード大学の研究者らは、神経疾患研究を強化するため、2019年6月に改良型ヒト脳オルガノイドを作製した。
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近年、創薬、毒性学、がん研究の分野で、スフェロイド培養への需要がますます高まっている。これは、スフェロイドが腫瘍と同様の発達パターンを示し、均一な大きさの細胞を大量に培養できるためである。また、様々な機器や技術を用いて分析・計数することも可能だ。
一方、多細胞腫瘍スフェロイド(MCTS)は、細胞培養において最も一般的に採用されているスフェロイドモデルであるため、スフェロイド分野において圧倒的な存在感を示しています。2020年4月、ピッツバーグ大学の研究者らが実施した研究では、前臨床がん治療薬研究におけるMCTSの利用が示されました。この研究は、腫瘍薬スクリーニングにおいてMCTSを利用することで、薬剤反応の評価が向上し、より正確な知見が得られる可能性があると結論付けています。
オルガノイドは、創薬のためのin vitroモデルとして利用できる可能性を秘めています。オルガノイド分野の発展に伴い、市場は予測期間中に高い収益を上げると予想されています。例えば、MatTek Corporationは、in vitroヒト組織モデルの製造と商業化のために、3Dオルガノイド構造を培養しました。同社は、気管支気道(EpiAirway)、皮膚(EpiDerm、EpiDermFT)、膣(EpiVaginal)、眼(EpiOcular)上皮など、多様な製品ポートフォリオを商品化しています。
腸管オルガノイド分野は、市販のモデルシステムや腸管上皮解析法の普及に伴い、オルガノイド分野において最大のシェアを占めている。さらに、腸管オルガノイドは、細胞生物学、疾患モデル、医薬品の製造・スクリーニングといった分野で応用されている。
予測期間中、生物学分野が市場を牽引すると見込まれています。オルガノイド生物学は、従来の方法で学んだヒト発生生物学の基礎を検証する絶好の機会を提供します。組織恒常性プロセス、系統決定、胚発生の研究において、誘導多能性幹細胞(iPSC)および胚性幹細胞(ESC)由来のオルガノイドは有用であることが証明されています。これは、オルガノイドが発生段階の特徴を保持しているためです。そのため、これらのモデルは胃、膵臓、脳の発生生物学の研究に用いられてきました。
バイオテクノロジーおよび製薬企業セグメントが最大の市場シェアを占めた。オルガノイドおよびスフェロイドの将来的な治療用途は、製薬スタートアップ企業がこれらの製品を採用する動機となっている。さらに、製薬企業による前臨床創薬におけるオルガノイドおよびスフェロイドの使用の急増は、セグメントの成長を促進すると予想される。また、主要企業間の協力および戦略的提携は、市場の成長を後押しする。2019年10月、Hubrecht Organoid Technology(HUB)はMIMETASと提携し、オルガノイド・オン・ア・チップ技術の商業化に着手した。
米国とカナダのバイオテクノロジー分野におけるオルガノイドベースの研究モデルの導入の急速な増加が、地域市場の成長を牽引している。これらの3D培養技術は、研究者が2D培養で直面していた制約を克服するのに役立っている。細胞培養3Dスフェロイドはヒト組織構造の特性を模倣できる微小環境を提供するため、プラットフォームとして有望です。さらに、この地域にはこうしたプロジェクトへの資金提供に意欲的な州および連邦政府の資金提供機関が多数存在するため、オルガノイドおよびスフェロイド培養システムの需要も高まることが期待されます。例えば、2020年2月に米国肝臓病学会(AASLD)が実施した肝臓病学におけるオルガノイド医療の使用に関する研究は、AASLD財団(ピナクル研究賞)、北米消化器病学会肝臓栄養財団、およびシンシナティ小児研究財団(プロクター奨学生賞)の支援を受けています。
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著者の詳細
Senior Research Associate
Dhanashri Bhapakar is a Senior Research Associate with 3+ years of experience in the Biotechnology sector. She focuses on tracking innovation trends, R&D breakthroughs, and market opportunities within biopharmaceuticals and life sciences. Dhanashri’s deep industry knowledge enables her to provide precise, data-backed insights that help companies innovate and compete effectively in global biotech markets.
掲載実績:
sales@straitsresearch.com