オルガノイドおよびスフェロイド市場: タイプ (オルガノイド、スフェロイド)、アプリケーション (個別化医療)、エンドユーザー、および地域別の情報 (2031 年までの予測まで)

市場概況

モデル システムは、分子レベルから生物全体のレベルまで体のプロセスと機能を模倣することにより、生物学的研究を推進します。オルガノイドとスフェロイドは、三次元で培養された細胞です。より深い洞察により、スフェロイドは多くの場合、超低接着プレート内で自由に浮遊する細胞凝集体として癌細胞株または腫瘍生検から成長します。対照的に、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に由来します。これらの 3D モデルは、臨床試験や個別化医療計画の最新の手段で幅広く使用されています。

最近のコロナウイルスの発生により、いくつかの腸細胞に影響を与える、新型コロナウイルスのメカニズムを研究し明らかにするためのオルガノイドモデルの使用が急増しています。多くの科学者はすでに、有望な薬剤の検査と特定にこれらのシステムを使用し始めています。さらに、製品の開発と発売に携わる企業もこの分野に進出しています。たとえば、Agilent Technologies 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 スフェロイド マイクロプレートを開発し、発売しました。

市場動向

市場の成長を牽引する3D回転楕円体技術の技術開発と革新

技術介入と最新のイノベーションが 3D モデル技術と組み合わされて、市場の成長を推進します。たとえば、AMS Biotechnology (AMSBIO) が発売した Cultrex オルガノイド前駆細胞は、さまざまな細胞外マトリックスのセットを使用して最適化することができ、研究者が培養微小環境を制御することで細胞活動を制御することが容易になります。したがって、この技術によって生成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使用されます。

研究者らは、これらのスフェロイドに血管細胞とヒト間葉系幹細胞（hMSC）を加えることにより、3D 三重培養モデルをさらに開発しました。これらの取り組みは、三培養物が異種移植片と同様の薬剤反応と腫瘍形態を示すため、予測インビトロモデルの開発につながりました。このような研究により、薬物検査や臨床試験におけるスフェロイドやオルガノイドの採用が推進されています。

政府ベースの研究機関および機関プロジェクトにおけるスフェロイドおよびオルガノイド培養の急速な受け入れと利用は、学術および研究機関部門を推進すると予想されます。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が、神経疾患の研究を強化するために2019年6月に強化された人間の脳オルガノイドを作成した。

分析

がん研究における需要の高まりを背景に、スフェロイド分野が市場を支配

ここ数年、創薬、毒物学、がん研究の分野でスフェロイド培養の需要がますます高まっています。これは、スフェロイドが腫瘍と同様の発生パターンを持ち、培養して寸法が一定の大量の細胞を生産できるという事実に起因すると考えられます。また、さまざまな機器や技術を使用して分析し、計数することもできます。

一方、多細胞腫瘍スフェロイド (MCTS) セグメントは、細胞培養に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 セグメントよりも優勢です。 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の利用が示された。この研究では、腫瘍学の薬物スクリーニング計画で MCTS を利用すると、薬物反応のより良い評価につながり、正確な洞察が得られる可能性があると結論付けています。

オルガノイドセグメントは最高の CAGR で成長すると予想される

オルガノイドは、創薬の in vitro モデルとして使用できる可能性があります。オルガノイドセグメントの発展により、市場は予測期間中により高い収益を獲得すると予想されます。たとえば、MatTek Corporation は、インビトロヒト組織モデルの製造および商品化のために 3D 器官型構造を培養しました。同社は、気管支気道 (EpiAirway)、皮膚 (EpiDerm、EpiDermFT)、膣 (EpiVaginal)、および眼 (EpiOcular) 上皮の多様な製品ポートフォリオを商品化しています。

腸オルガノイドセグメントは、商用モデルシステムと腸上皮分析法の利用可能性が高まっているため、オルガノイドセグメントの中で最大のシェアを占めています。さらに、腸オルガノイドは、細胞生物学、疾患のモデル化、薬物の生産とスクリーニングの分野でも応用されています。

生物学分野が予測期間中に市場を支配する

予測期間中、生物学分野が市場を支配します。オルガノイド生物学は、古典的な方法で学んだ人間発生生物学の基礎をテストする絶好の機会を提供します。組織の恒常性プロセス、系統決定、および胚の成長の研究において、人工多能性幹細胞 (iPSC) および胚性幹細胞 (ESC) に由来するオルガノイドが有益であることが証明されています。これは、オルガノイドが通過する発生段階の特徴がオルガノイドによって保存されているためです。したがって、これらのモデルは、胃、膵臓、脳の発生生物学の研究に使用されています。

バイオテクノロジーおよび製薬企業セグメントを推進するためのコラボレーションと戦略的パートナーシップ

バイオテクノロジーおよび製薬会社セグメントが最大の市場シェアを占めました。オルガノイドとスフェロイドの将来の治療応用は、製薬新興企業がこれらの製品を採用する動機となっています。さらに、前臨床創薬における製薬会社によるオルガノイドやスフェロイドの使用が急増しており、この分野の成長が促進されると予想されます。さらに、主要企業間のコラボレーションと戦略的提携は、市場の成長に弾みを与えます。 2019 年 10 月、ハブレヒト オーガノイド テクノロジー (HUB) は MIMETAS と協力して、Organoids-on-a-Chip テクノロジーを商品化しました。

地域分析

北米がオルガノイドおよびスフェロイド市場で最大のシェアを握る

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、地域市場の成長を推進しています。 3D スフェロイドは人間の組織構造の特性を模倣できる微小環境を提供するため、これらの 3D 培養技術は、研究者が 2D 細胞培養プラットフォームが直面する制約を克服するのに役立ちました。さらに、この地域にはそのようなプロジェクトに資金を提供する意欲のある州および連邦の資金提供機関が多数存在することも、オルガノイドおよびスフェロイド培養システムの需要を促進すると予想されます。たとえば、肝臓病学におけるオルガノイド医薬品の使用に関して米国肝疾患学会（AASLD）が2020年2月に実施した研究は、AASLD財団（ピナクル研究賞）、北米消化器病学会肝臓栄養栄養財団の支援を受けました。 、シンシナティ児童研究財団（プロクター奨学生賞）。

最近の動向

• 2020年、研究者らはSARS-CoV-2の侵入と組織内での拡散のメカニズムを研究するために、3D培養モデルを使用してミニ肺を開発した。オルガノイドは、SARS-CoV-2 に対する組織の防御機構を研究するためにも使用されています。
• SCIVAX社はナノカルチャープレート（NCP）とナノカルチャーディッシュ（NCD）を開発しました。 NCP 上で成長させたスフェロイドは、蛍光顕微鏡と明視野顕微鏡の両方でライブ イメージングに使用できます。