Dimensione del mercato, quota, crescita e analisi del settore dell’ingegneria proteica, per tipo (Rational Protein Design, Irrational Protein Design), per applicazione (scuola di specializzazione, laboratorio, azienda medica, altro) e approfondimenti e previsioni regionali dal 2026 al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO DELL'INGEGNERIA PROTEICA

Il mercato globale dell'ingegneria proteica è destinato a crescere da circa 2,33 miliardi di dollari nel 2026, per raggiungere i 14,48 miliardi di dollari entro il 2035, crescendo a un CAGR del 12,9% tra il 2026 e il 2035. Il Nord America è in testa con una quota del 35-40% grazie alle startup biotecnologiche e farmaceutiche; L'Europa e l'Asia-Pacifico detengono il 50-55% combinate come scale biotecnologiche industriali.

La disciplina dell'ingegneria proteica è un'area di ricerca in espansione dedicata alla progettazione di proteine ​​nuove o migliorate da utilizzare in vari settori tra cui la sanità, la biotecnologia, l'agricoltura e l'industria alimentare. Quando si utilizzano approcci de novo come l'evoluzione diretta e la progettazione razionale, gli scienziati "progettano" le proteine ​​in base a requisiti come la necessità di avere medicinali o enzimi produttivi nelle industrie biofarmaceutiche. Questa crescita è dovuta alla crescente domanda di proteine ​​terapeutiche, allo sviluppo di robusti strumenti bioinformatici e computazionali e all'ampliamento della gamma di usi per le applicazioni di biologia sintetica. L'ingegneria delle proteine ​​è un imperativo fondamentale per la salute globale: innovazione in terapie e assistenza sanitaria precise, soluzioni ecologiche ai problemi sanitari e altro ancora. L'aumento dei fondi per la ricerca, così come le relazioni multilaterali tra organizzazioni accademiche, industriali e governative, stimolano nuovi sviluppi e mercati.

RISULTATI CHIAVE

IMPATTO DEL COVID-19 

Il mercato dell'ingegneria proteica ha avuto un effetto negativo a causa dell'interruzione della catena di approvvigionamento durante la pandemia di COVID-19

La pandemia globale di COVID-19 è stata sconcertante e senza precedenti, con il mercato che ha registrato una domanda inferiore al previsto in tutte le regioni rispetto ai livelli pre-pandemia. L'improvvisa crescita del mercato riflessa dall'aumento del CAGR è attribuibile alla crescita del mercato e alla domanda che ritorna ai livelli pre-pandemia.

Ci sono stati diversi rischi di COVID-19 verso la quota di mercato di Ingegneria proteica, a causa della chiusura dei laboratori, dell'interruzione degli studi clinici in corso e del lancio di nuovi prodotti. Per contenere la pandemia, sono stati messi a disposizione meno fondi per progetti non correlati al COVID e, di conseguenza, i progressi nel campo delle proteine ​​terapeutiche e di progetti simili sono stati limitati. Inoltre, le interruzioni della catena di approvvigionamento hanno influito sulla disponibilità dei reagenti necessari e delle attrezzature per lo studio. Ciò ha comportato un riorientamento dell'attenzione da parte di molte organizzazioni verso la pandemia e lontano dall'ingegneria proteica. Mentre la crisi ha sottolineato l'importanza del settore nello sviluppo della diagnostica e dei trattamenti, l'avanzamento del mercato nella maggior parte dei settori rilevanti per il settore, è rimasto stagnante e ha rallentato il progresso nei campi interdisciplinari dipendenti dalle soluzioni di ingegneria proteica.

ULTIME TENDENZE

Crescente adozione dell'intelligenza artificiale nel mercato dell'ingegneria proteica per stimolare la crescita del mercato

Un tema emergente evidente nel mercato dell'ingegneria proteica è l'uso dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico nella progettazione e ottimizzazione delle proteine. I sistemi automatizzati intelligenti accelerano la modellazione delle proteine, utilizzano modelli altamente accurati per identificare le strutture delle proteine ​​e discernere i miglioramenti funzionali che portano a tempi più rapidi e a minori spese nello sviluppo delle proteine. Questi strumenti migliorano la produttività sia del metodo sistematico che di quello della "forza bruta" nella progettazione delle proteine ​​e aprono nuove opportunità nel trattamento delle malattie utilizzando proteine ​​terapeutiche, produzione efficiente di enzimi e biologia sintetica. Si ritiene che il progresso dell'intelligenza artificiale favorisca l'innovazione, migliori la precisione ed estenda l'applicazione delle tecnologie di ingegneria proteica in vari campi.

• Secondo il National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti, nel 2022 sono stati registrati oltre 3.200 studi di ingegneria proteica, evidenziando la crescente adozione di tecniche di progettazione razionale e di evoluzione diretta nello sviluppo di farmaci ed enzimi.

• Secondo l'Organizzazione europea di biologia molecolare (EMBO), oltre il 65% degli studi sulla struttura delle proteine ​​recentemente pubblicati nel 2021 hanno utilizzato varianti proteiche ingegnerizzate, riflettendo una tendenza crescente verso l'ottimizzazione funzionale nelle applicazioni di ricerca.

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SEGMENTAZIONE DEL MERCATO DELL'INGEGNERIA PROTEICA

Per tipo

In base al tipo, il mercato globale può essere classificato in Rational Protein Design, Irrational Protein Design

• Progettazione razionale delle proteine: utilizza i modelli computerizzati per prevedere la necessità di cambiamenti nelle proteine ​​per ottenere proprietà specifiche con precisione e rapidità.

• Progettazione irrazionale delle proteine: suddivisa in due categorie principali che utilizzano procedure casuali e di selezione per identificare proteine ​​superiori senza comprenderne la conformazione.

Per applicazione

Sulla base dell'analisi del settore, il mercato globale può essere classificato in Scuola di specializzazione, Laboratorio, Azienda medica, Altro

• Graduate School: le università contribuiscono allo sviluppo della scienza dell'ingegneria proteica e creano nuove professionalità.

• Laboratorio: I laboratori di ricerca espongono biomolecole per eseguire test e processi biochimici applicando procedure ingegneristiche per l'analisi e l'alterazione delle proteine.

• Azienda medica: specializzata nella scoperta, sviluppo, produzione e commercializzazione di proteine ​​ed enzimi terapeutici per soddisfare le esigenze sanitarie attuali e future.

• Altro: comprendono aziende del settore agricolo, come aziende agricole, aziende di tecnologia alimentare che applicano l'ingegneria proteica per ottenere progressi preziosi.

DINAMICHE DEL MERCATO

Le dinamiche del mercato includono fattori trainanti e restrittivi, opportunità e sfide che determinano le condizioni del mercato.

Fattori trainanti

La crescente domanda di prodotti biofarmaceutici per rilanciare il mercato

Poiché i tassi di malattie croniche come il cancro, il diabete e le malattie autoimmuni hanno continuato ad aumentare, la necessità di proteine ​​terapeutiche come anticorpi monoclonali, analoghi dell'insulina e ingegneria proteica cresce nel mercato. Attraverso l'ingegneria proteica è possibile produrre biofarmaci altamente selettivi, potenti e meno antigenici. Alcuni ADC e proteine ​​di fusione sono altri tipi di formati ritenuti terapeutici di per sé. Questa crescente domanda di farmaci a base proteica, combinata con lo sviluppo dell'approccio alla medicina personalizzata, espande ulteriormente le opportunità per l'ingegneria proteica di fornire un flusso costante di nuove terapie per soddisfare le esigenze sanitarie mondiali.

• Secondo la Food and Drug Administration (FDA) statunitense, oltre 220 farmaci biologici in studi clinici attivi nel 2022 hanno utilizzato proteine ​​ingegnerizzate per una maggiore stabilità o specificità, sottolineando la domanda di terapie proteiche su misura.

• Secondo l'Agenzia europea per i medicinali (EMA), oltre il 75% dei test enzimatici basati su proteine ​​in Europa nel 2021 ha utilizzato proteine ​​ricombinanti o ingegnerizzate, evidenziando il loro ruolo essenziale nella ricerca industriale e farmaceutica.

Progressi negli strumenti computazionali e nella biologia sintetica per espandere il mercato

L'ingegneria proteica ha tratto grandi benefici dalla combinazione di strumenti computazionali e bioinformatica. Le piattaforme software che utilizzano l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico riducono la complessità nella progettazione delle proteine ​​e prevedono apertamente le relazioni tra funzioni strutturali e analizzano le mutazioni per una migliore funzionalità delle proteine. Questi strumenti rendono la progettazione razionale delle proteine ​​più precisa ed efficiente rispetto ai metodi che utilizzano approcci sperimentali che richiedono molto tempo e sono costosi. Sponsorizzano anche i progressi nella biologia sintetica e nell'ingegneria enzimatica; consentendo usi nel settore farmaceutico, nella trasformazione biologica su larga scala e nell'agricoltura ecocompatibile. Pertanto, con i crescenti miglioramenti computazionali di ricercatori e aziende, il mercato è guidato da varie complicazioni nelle sfide di progettazione delle proteine.

Fattore restrittivo

Gli elevati costi di sviluppo e le complessità ostacolano la crescita del mercato

Il mercato dell'ingegneria proteica si trova ad affrontare un livello elevato di restrizioni perché è costoso e richiede un alto livello di ricerca, sviluppo e produzione. L'ingegneria e l'ottenimento di proteine ​​de novo richiedono tecnologia, competenze e reagenti che sono spesso di natura costosa. Ci sono costi aggiuntivi e dispendio di tempo nell'acquisizione dell'approvazione normativa per le proteine ​​terapeuticamente attive, poiché queste molecole richiedono rigorosi test di sicurezza ed efficacia. Le piccole e medie imprese si trovano in particolare difficoltà finanziarie e, a causa dei loro vincoli, non sono in grado di garantire fondi propri per competere e innovare. Inoltre, è difficile produrre proteine ​​scalabili e stabili, presenta alcune minacce per un'applicazione su vasta scala e impedisce la maggiore commercializzazione di nuove soluzioni basate sulle proteine.

• Secondo il National Center for Biotechnology Information (NCBI), circa il 42% degli esperimenti di ingegneria proteica non è riuscito a raggiungere il ripiegamento o l'attività desiderata nel 2021, riflettendo le sfide tecniche nella progettazione e nell'espressione.

• Come riportato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), le piattaforme di ingegneria proteica ad alto rendimento richiedono bioreattori ad alta intensità energetica con una media di 12 kWh per litro di coltura, creando vincoli sui costi operativi.

Espansione in applicazioni non terapeutiche per creare opportunità per il prodotto sul mercato

Opportunità

C'è una tendenza emergente nel mercato dell'ingegneria proteica in cui si è diversificato in segmenti non di trattamento come l'agricoltura, la tecnologia alimentare e persino la gestione ambientale. Gli enzimi sintetici sono comunemente applicabili in applicazioni industriali ecocompatibili come la produzione di biocarburanti e plastica biodegradabile. Nel settore agricolo, si stanno identificando le proteine ​​per la produzione di colture resistenti ai parassiti chimici e efficaci stimolatori della fertilità. Allo stesso modo, l'industria alimentare applica l'ingegneria proteica per produrre prodotti proteici vegetali, che sono migliori nel gusto e nella sensazione. Queste applicazioni sono in linea con gli obiettivi di sostenibilità globale in quanto creano domanda per stimolare gli investimenti e promuovere la collaborazione intersettoriale tra BTA e altri settori. Tale diversificazione offre la grande opportunità di esplorare nuove fonti di reddito nel mercato.

• Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), nel 2022 oltre 1.100 programmi di vaccini globali hanno utilizzato antigeni ingegnerizzati, creando una sostanziale opportunità per l'ingegneria proteica nelle immunoterapie di prossima generazione.

• Secondo il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), nel 2021 oltre 600 formulazioni di enzimi agricoli si basavano su proteine ​​ingegnerizzate, rappresentando un mercato in espansione nelle applicazioni di biocatalisi e protezione delle colture.

La gestione delle preoccupazioni normative ed etiche potrebbe rappresentare una potenziale sfida per i consumatori

Sfida

Esistono preoccupazioni riguardanti la scarsa conformità agli standard normativi e la percezione della questione etica. A causa degli elevati standard di sicurezza ed efficacia, la produzione delle proteine ​​terapeutiche è costosa e richiede molto tempo; la maggior parte di essi viene sottoposta a severi test e documentazione prima di poter essere venduta sul mercato. Allo stesso tempo, le controversie etiche legate all'editing genetico e cellulare e alla biologia sintetica hanno suscitato molte questioni sociali e legali, soprattutto nel contesto della salute personale e degli OGM. È sempre difficile trovare un equilibrio tra fiducia del pubblico e innovazione. La sfida è resa più complessa dalla necessità di auspici transfrontalieri in linea con gli standard globali per la facilità della collaborazione transfrontaliera e dell'accesso al mercato, che è ancora un processo onnipotente.

• Secondo l'OSHA (Occupational Safety and Health Administration) degli Stati Uniti, nel 2021 circa 1.200 incidenti di laboratorio sono stati collegati alla manipolazione delle proteine ​​e alle procedure del DNA ricombinante, evidenziando sfide in termini di sicurezza e contenimento.

• Secondo l'Istituto europeo di bioinformatica (EBI), oltre il 30% delle proteine ​​ingegnerizzate ha richiesto una riprogettazione iterativa a causa di un'instabilità strutturale inaspettata, sottolineando i limiti tecnici nella modellazione predittiva.

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APPROFONDIMENTI REGIONALI SUL MERCATO DELL'INGEGNERIA PROTEICA

• America del Nord

Tra le regioni del mondo, il Nord America detiene la quota di mercato più elevata per l'ingegneria proteica grazie a significativi investimenti nella biotecnologia, all'aumento delle sovvenzioni per la ricerca e ad una sana vita sanitaria. Il predominio della regione è attribuito a consolidate aziende farmaceutiche e biotecnologiche, prestigiose istituzioni accademiche e politiche governative che promuovono l'innovazione. Il mercato statunitense dell'ingegneria proteica ha dominato principalmente il mercato globale delle terapie proteiche a causa della crescente domanda di medicina personalizzata e delle tecnologie emergenti come l'applicazione dell'intelligenza artificiale nella progettazione delle proteine. Tuttavia, l'atmosfera altamente favorevole agli investimenti, unita ai finanziamenti di Venture Capital, alimenta davvero lo sviluppo. Anche il Nord America ha il vantaggio di avere un regime giuridico ben sviluppato, anche se per la maggior parte è ancora severo, ma contribuisce al continuo sviluppo di soluzioni di ingegneria proteica ad alto valore aggiunto.

• Europa

L'Europa ha un'ampia rappresentanza nel mercato complessivo dell'ingegneria proteica grazie alla sua attenzione allo sforzo cooperativo e alla ricerca e sviluppo. La regione ospita un gran numero di aziende biofarmaceutiche, istituzioni accademiche e programmi governativi, mostrando quindi grandi promesse per la crescita innovativa. I principali attori nel mercato attuale sono la Germania, il Regno Unito e la Svizzera, soprattutto nel settore delle proteine ​​e degli enzimi terapeutici. L'ingegneria proteica è stata adottata anche in agricoltura e nell'ambiente, il che significa che anche le soluzioni sostenibili sostenute dall'Unione Europea hanno influenzato la sua crescita. Inoltre, i futuri partenariati e programmi di finanziamento, tra cui Orizzonte Europa, costituiscono le basi per la competitività della regione nella ricerca e nello sviluppo per la commercializzazione.

• Asia

L'Asia sta emergendo come attore dominante nel mercato dell'ingegneria proteica, spinta dai rapidi progressi nella biotecnologia e dai crescenti investimenti in ricerca e sviluppo. Paesi come Cina e India sono in prima linea, spinti dalle crescenti esigenze sanitarie, da una forza lavoro qualificata e da iniziative governative che promuovono l'innovazione. C'è stato un aumento delle organizzazioni di ricerca a contratto (CRO) e della produzione biofarmaceutica e pertanto l'ingegneria proteica e altri progetti nella regione sono relativamente economici rispetto ad altri paesi. Inoltre, l'aumento del mercato per le applicazioni della biologia sintetica, dell'ingegneria enzimatica e dell'agricoltura in Asia migliora la posizione di mercato. La crescente crescita economica dei paesi asiatici e i loro crescenti rapporti commerciali con le aziende occidentali rafforzano ulteriormente la sua posizione di contributo in questo campo attivo.

PRINCIPALI ATTORI DEL SETTORE

Principali attori del settore che plasmano il mercato attraverso l'innovazione e l'espansione del mercato

Principali attori del settore nel mercato dell'ingegneria proteica Thermo Fisher Scientific offre tecnologie all'avanguardia nell'identificazione e ingegneria delle proteine, mentre Amgen Inc offre farmaci a base proteica. Agilent Technologies e Bio-Rad Laboratories dispongono di numerosi strumenti e prodotti necessari per la ricerca sulle proteine. Danaher Corporation porta avanti gli strumenti di ingegneria delle proteine ​​e Merck KGaA si è concentrata sugli strumenti terapeutici. Bruker Corporation partecipa all'analisi molecolare e dei materiali per migliorare gli usi dell'ingegneria proteica. Incorporano tecnologie avanzate, ricerca e sviluppo intensivi e partnership per fornire soluzioni preziose che risolvano esigenze specifiche nei mercati sanitario, agricolo e industriale.

• Agilent – ​​Secondo il National Institutes of Health degli Stati Uniti, Agilent ha fornito strumenti di analisi delle proteine ​​a oltre 1.400 laboratori di ricerca nel 2022, facilitando esperimenti di ingegneria proteica ad alto rendimento.

• Ab-Sciex – Come riportato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, gli strumenti Ab-Sciex sono stati utilizzati per analizzare oltre 2.500 varianti proteiche nel 2021, supportando l'ottimizzazione enzimatica su larga scala.

Elenco delle principali società di ingegneria proteica

• Agilent (U.S.)
• Ab-Sciex (U.S.)
• Bio-Rad  (U.S.)
• Bruker (U.S.)

SVILUPPO DEL SETTORE CHIAVE

Nel maggio 2024: la start-up del verticale tech-bio chiamata Shiru sta introducendo un servizio on-demand noto come ProteinDiscovery.ai che consente a persone come gli scienziati del settore alimentare di effettuare un ordine per campioni di determinate proteine ​​e quindi eseguire la propria scoperta. Questa piattaforma intende sfruttare l'uso dei molti milioni di proteine ​​naturali scoperte nel corso degli anni attraverso la ricerca e lo sviluppo per migliorare l'appetibilità, il profilo strutturale e altre qualità desiderabili degli alimenti e dei prodotti di consumo.

COPERTURA DEL RAPPORTO

Il mercato dell'ingegneria proteica sta rapidamente emergendo, grazie agli ultimi sviluppi dell'industria biotecnologica e alla crescente domanda di farmaci proteici. Secondo le stime nel 2023, la dimensione del mercato dei rivestimenti marini era di miliardi di dollari e si prevede che si espanderà con un CAGR compreso tra il 2024 e il 2030 e raggiungerà i miliardi di dollari entro il 2030. Si tratta di attività che vanno dalla crescente incidenza di malattie croniche ai farmaci a base proteica; l'introduzione di strumenti e tecniche avanzati per facilitare la progettazione e la sintesi delle proteine. Inoltre, l'utilizzo dell'ingegneria proteica non si limita all'industria terapeutica ma anche all'agricoltura e alla biotecnologia industriale, ampliando i mercati del prodotto. Tuttavia, fattori quali gli elevati costi di sviluppo e un contesto normativo aspro possono rallentare significativamente i progressi. Tuttavia, si prevede che le sfide saranno superate nel prossimo futuro grazie alla ricerca continua, alle collaborazioni e alle partnership strategiche con il settore e ai crescenti livelli di investimento per sviluppare e sostenere un mercato dell'ingegneria proteica solido e vivace.