Element Biosciences har i løpet av bare syv år vokst fra tre til 320 ansatte og utfordrer nå en bransje der én aktør kontrollerer 80-90% av markedsandelen. Siden grunnleggelsen i 2017, har selskapet innhentet imponerende 400 millioner dollar totalt, inkludert en Series C-finansiering på 276 millioner dollar. I dag akselererer 50 Element-plattformer oppdagelser ved forskningsinstitusjoner, kliniske laboratorier og bioteknologiselskaper over hele Asia-Stillehavsregionen.
Vi har sett hvordan utvikling av én enkelt terapi fra oppdagelse til FDA-godkjenning kan koste over 1-2 milliarder dollar. Faktisk er dette én av utfordringene Element Biosciences adresserer med sin AVITI-plattform, som ble designet for å eliminere avveiningen mellom ytelse og kostnad som lenge har begrenset genomikk. Selskapet annonserte nylig tilgjengeligheten av et genom til 200 dollar på sitt AVITI™ Benchtop Sequencing System. I tillegg kan bruk av AVITI med medium gjennomstrømning av tre flowceller per uke spare kundene omtrent 1,7 millioner dollar over tre år sammenlignet med NextSeq 2000 til listepriser.
Derfor er vi spesielt begeistret for å presentere denne samtalen med Molly He, administrerende direktør for Element Biosciences, som har ledet selskapets vekst fra hovedkvarteret i San Diego. AVITI24, deres 5D multi-omics-system, er den første plattformen som lar forskere integrere romlig og enkeltcelle multi-omics, og muliggjør genomisk, transkriptomisk, proteomisk og morfologisk analyse fra samme enkeltcelle. Forskerteamet har allerede brukt plattformen for CRISPR-perturberingsanalyser, som kombinerer funksjonell genomikk med fenotypisk profilering i én enkelt kjøring.
Fra Illumina til Innovasjon: Grunnleggelsen av Element Biosciences
Med en bakgrunn som inkluderer roller hos både Pacific Biosciences og Illumina, brakte Molly He over 20 års erfaring med teknologiinnovasjon da hun grunnla Element Biosciences i 2017. Opprinnelig fra Kina, vokste hun opp i det hun beskriver som et «lærerkompleks» med foreldre som var matematikklærere, i et miljø som var «fattig på fasiliteter, men rikt på utdanning».
Molly He sin reise fra PacBio og Illumina
Etter å ha fullført sin doktorgrad i proteinbiofysikk ved UCLA, arbeidet He først i legemiddelindustrien før hun ble leder for proteinvitenskap ved PacBio. Deretter tilbrakte hun nesten åtte år hos DNA-sekvenseringsgiganten Illumina, hvor hun var ansvarlig for global proteinreagensutvikling. Under hennes ledelse mottok teamet to Innovation Awards – Illuminas høyeste utmerkelse for innovasjoner med betydelig inntektspåvirkning.
Førsteprinsipp-tenkning og navnets opprinnelse
I 2017 forlot He Illumina og ble kontaktet av to tidligere kolleger, Michael Previte og Matthew Kellinger. Sammen brukte de det de kaller «førsteprinsipp-tenkning» for å dekonstruere hele sekvenseringsprosessen ned til hver tekniske komponent. «Vi dekonstruerte hele sekvenseringsprosessen ned til hver teknisk komponent, og dette er hvor selskapsnavnet Element kommer fra,» forklarer He. Navnet reflekterer deres tilnærming om å bygge alt fra grunnen av.
Element Biosciences San Diego: Fra kjeller til global aktør
Element Biosciences startet i en kjeller på beskjedne 1200 kvadratfot uten aircondition eller WiFi for å spare penger. Med fem-seks ansatte begynte de å bevise konseptet sitt. I dag har selskapet vokst til over 300 ansatte og flyttet inn i et nytt hovedkvarter i Alexandria Tech Center i San Diego. Selskapet har innhentet imponerende NOK 7489,19 millioner totalt gjennom flere finansieringsrunder. I løpet av bare 12 måneder økte antallet installerte AVITI-maskiner fra ca. 40 til mer enn 190 enheter over hele verden. Denne veksten representerer en betydelig utfordring til Illuminas dominans, som har plassert nesten 25 000 sekvenseringsinstrumenter globalt.
AVITI og Trinity: Teknologiene som endrer spillet
I kjernen av Element Biosciences’ suksess ligger deres banebrytende sekvenseringsplattform, AVITI, som utfordrer tradisjonelle teknologier med en helt ny kjemisk tilnærming.
Avidity-sekvensering vs. tradisjonell SBS
Den tradisjonelle sekvensering-ved-syntese (SBS) kombinerer to prosesser: kontrollert inkorporering og nukleotididentifikasjon. I motsetning til dette, separerer avidity-sekvensering disse prosessene og optimaliserer dem uavhengig. Nøkkelen til denne teknologien er bruken av «avidites» – multivalente strukturer med fluorescens som binder seg til DNA med betydelig høyere spesifisitet enn tradisjonelle metoder. Dette resulterer i eksepsjonell nøyaktighet med mer enn 90% av basene som oppnår Q40-kvalitetsscore og over 70% som når Q50. Dessuten opprettholder avidity-sekvensering en konsistent lav feilrate både før og etter homopolymerregioner, et tradisjonelt problemområde for SBS.
AVITI-systemets fleksibilitet og kostnadseffektivitet
AVITI-systemet har to uavhengige flowceller med fleksibel gjennomstrømning, noe som lar forskere tilpasse kjøringsutgangen uten å måtte vente eller betale mer. Prismodellen utfordrer etablerte teknologier med en kostnad på mellom NOK 22,03 og NOK 55,07 per Gb, betydelig lavere enn Illuminas NextSeq som ligger på NOK 220,27–NOK 275,34 per Gb. For middelstore laboratorier betyr dette at AVITI kan spare omtrent NOK 15 millioner over tre år sammenlignet med konkurrentene.
Trinity™-kit: Reduksjon av manuell arbeidsmengde
Trinity-sekvenseringskittene forenkler ett av de mest tidkrevende trinnene i målrettet sekvensering. De flytter nøkkelopptak, vask og sekvenseringstrinn direkte på AVITI-systemet, noe som eliminerer spesialisert utstyr. Videre reduseres opptil fem timer med manuelt arbeid, og samme-dag-sekvensering med rask hybridisering blir mulig. Dette gjør avansert målrettet sekvensering dramatisk raskere og enklere.
AVITI24 og 5D multi-omics integrasjon
AVITI24 er den første benktopplattformen som kombinerer neste-generasjons sekvensering med enkelcelle multi-omics i ett kompakt system. Systemet muliggjør samdeteksjon av RNA, protein, morfologi og deres dynamiske respons med romlig oppløsning. Samtidig kan forskere profilere opptil 2 millioner celler per kjøring med mindre enn 1 times praktisk arbeid og under 24 timers kjøringstid. Dette åpner nye muligheter for å utforske cellebiologi med enestående presisjon.
Fra forskning til klinikk: Bruksområder og casestudier
Element Biosciences’ sekvenseringsteknologi har funnet betydningsfulle anvendelser i både forskningslaboratorier og klinikker verden over, med spesielt lovende resultater innen kreftbehandling og genetisk forskning.
Lungekreft og TKI-resistens: Multi-omics i praksis
Pasienter med EGFR-mutert ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) behandles ofte med tyrosinkinasehemmere (TKI-er) som osimertinib. Dessverre utvikler mange resistens over tid. Nyere forskning har identifisert epigenetiske og transkripsjonelle endringer som viktige faktorer i denne resistensutviklingen. Faktisk viser studier at AP-1 transkripsjonsfaktorer (FOSL1 og JUN) spiller en avgjørende rolle i å styre et genuttrykksprogram som understøtter MEK/ERK-signalering i resistente celler. Ved å kombinere ATAC-seq og RNA-seq har forskere kartlagt kromatintilgjengelighet og transkripsjonelle endringer, som avslører omfattende gen-regulatoriske endringer under utvikling av osimertinib-resistens. Element Biosciences’ AVITI24 muliggjør slik integrert multi-omics analyse, noe som har gitt ny innsikt i ikke-genetiske resistensmekanismer.
CRISPR-perturbering og fenotypisk profilering
Perturb-seq, en metode som kombinerer CRISPR-baserte screeninger med enkeltcelle-RNA-sekvensering, har revolusjonert funksjonell genomikk. Denne teknologien lar forskere undersøke tusenvis av genetiske perturberinger samtidig og måle deres effekter på cellenes transkriptom. I én studie analyserte forskere over 2,5 millioner menneskelige celler for å avdekke nye regulatorer av ribosombiogenese, transkripsjon og mitokondriell respirasjon. Med AVITI24 kan forskere nå integrere CRISPR-perturbering med fenotypisk profilering i én enkelt kjøring, som inkluderer genomisk, transkriptomisk, proteomisk og morfologisk analyse fra samme enkeltcelle.
Sekvensering i utviklingsland: Tilgjengelighet i praksis
Til tross for fremskritt innen genomisk sekvensering globalt, står utviklingsland fortsatt overfor betydelige utfordringer. Per desember 2022 hadde 84% av WHO-medlemsland kapasitet til å sekvensere SARS-COV-2. Imidlertid forblir geografiske ulikheter i overvåkning av andre patogener et problem. Element Biosciences’ kostnadseffektive plattformer adresserer noen av de største hindrene – pris og tilgjengelighet. I Afrika har sekvenseringsanlegg økt fra 7 til 46, med betydelige fremskritt som inkluderer sekvensering av Ebola innen 24 timer. Likevel forblir kostnadene høye i utviklingsland på grunn av importavgifter, begrenset tilgjengelighet av reagenser og dyre logistikkløsninger.
Fremtiden for bioteknologi: AI, skalerbarhet og visjon
Fremtidens bioteknologi formes av innovasjoner der kunstig intelligens, skalerbarhet og visjonær ledelse møtes. Element Biosciences posisjonerer seg strategisk i dette landskapet med banebrytende teknologi og fremtidsrettede planer.
AI-modeller basert på høyoppløselig multi-omics-data
Kunstig intelligens har blitt en integrert del av Element Biosciences’ forskningsstrategi. Selskapet utnytter sin høyoppløselige multi-omics-data for å trene AI-modeller som kan identifisere mønstre umulige å oppdage med tradisjonelle metoder. Ved å kombinere genomikk, transkriptomikk og proteomikk i samme datasett, skaper disse modellene dypere innsikt i cellebiologi og sykdomsmekanismer.
Cloudbreak og 2×300 kit: Neste generasjons sekvensering
Cloudbreak representerer Element Biosciences’ visjon for neste generasjons sekvenseringsteknologi. Det nye 2×300 kittet muliggjør lengre avlesninger som er essensielle for komplekse genomiske analyser. Denne teknologien lover å forbedre nøyaktigheten i strukturell variantanalyse og de novo-montering samtidig som den opprettholder Element Biosciences’ kjerneverdier om kostnadseffektivitet og brukervennlighet.
Element Biosciences stock og global ekspansjon
Selskapets verdivurdering har økt betydelig siden grunnleggelsen. Element Biosciences fokuserer nå på global ekspansjon med særlig vekt på markeder i Asia og Europa. Denne veksten drives av økende etterspørsel etter tilgjengelig sekvenseringsteknologi innenfor både akademisk forskning og kliniske miljøer.
Molly He om ledelse, mangfold og fremtidens team
Molly He fremhever at mangfold er en nøkkelkomponent i Element Biosciences’ suksess. «Vi bygger et team som gjenspeiler mangfoldet i verdenspopulasjonen vi prøver å hjelpe,» forklarer hun. He mener at inkludering av ulike perspektiver driver innovasjon og sikrer at teknologien de utvikler er relevant på tvers av forskjellige befolkningsgrupper og bruksområder. Denne filosofien har formet selskapskulturen der talent og kreativitet verdsettes uavhengig av bakgrunn.
Konklusjon
Element Biosciences har utvilsomt posisjonert seg som en formidabel utfordrer i sekvenseringsindustrien. Selskapet har på bare syv år vokst fra tre grunnleggere til over 320 ansatte, og har samtidig utviklet teknologi som utfordrer den etablerte markedslederen. Deres innovasjon strekker seg langt utover bare kostnadsreduksjon; den redefinerer faktisk hvordan genomsekvensering kan utføres.
AVITI-plattformen representerer derfor en fundamental nytenkning av sekvenseringsprosessen. Med sin avidity-sekvenseringsteknologi oppnår systemet eksepsjonell nøyaktighet til betydelig lavere kostnader enn konkurrentene. Dette gjør avansert genomforskning tilgjengelig for flere institusjoner, spesielt i utviklingsland hvor kostnadshindringer tidligere har begrenset muligheter for vitenskapelige fremskritt.
Videre har Element Biosciences’ fokus på multi-omics integrasjon åpnet nye dører for kreftforskning og genetiske studier. AVITI24-systemet kombinerer flere datatyper fra samme enkeltcelle, noe som gir forskere tidligere utilgjengelig innsikt i komplekse biologiske prosesser. Slik forskningsinnovasjon blir stadig viktigere ettersom vi beveger oss mot mer persontilpasset medisin.
Molly He’s lederfilosofi har utvilsomt spilt en avgjørende rolle for selskapets suksess. Hennes vektlegging av mangfold reflekterer en forståelse av at varierte perspektiver driver innovasjon framover. Dessuten har hennes «førsteprinsipp-tenkning» tillatt Element Biosciences å utfordre etablerte sannheter innen sekvenseringsteknologi.
Framtiden for Element Biosciences ser lovende ut med planer for global ekspansjon og nye teknologiske fremskritt. Cloudbreak og 2×300-kittet vil sannsynligvis forsterke selskapets konkurranseposisjon ytterligere. Med fortsatt integrasjon av AI-modeller i sin forskningsstrategi, står Element Biosciences godt rustet til å forbli en nøkkelaktør i den bioteknologiske revolusjonen som nå utfolder seg.
Avslutningsvis har Element Biosciences demonstrert hvordan nytenkende tilnærming til etablerte metoder kan skape banebrytende løsninger. Gjennom deres teknologi blir vitenskapelige oppdagelser mer tilgjengelige, nøyaktige og omfattende enn noensinne tidligere. Dette lover godt for fremtiden innen genomforskning og personlig medisin, hvor Element Biosciences nå har etablert seg som en vesentlig innovatør.