Oltre il genoma: cinque leader emergenti nella diagnostica epigenetica / Beyond the Genome: Five Emerging Leaders in Epigenetics Diagnostics
Oltre il genoma: cinque leader emergenti nella diagnostica epigenetica / Beyond the Genome: Five Emerging Leaders in Epigenetics Diagnostics
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
L'epigenetica sta assumendo un ruolo sempre più importante nella diagnostica oncologica e nelle biopsie liquide. Queste aziende private emergenti stanno stimolando il mercato con test basati sul DNA strutturale, sulla frammentomica e sulla metilazione del DNA.
La nostra comprensione del ruolo dell'epigenetica nelle malattie sta crescendo rapidamente, grazie ai rapidi progressi nelle tecnologie di sequenziamento e nell'informatica.
I processi epigenetici come la metilazione del DNA, le modificazioni degli istoni e l'espressione dell'RNA non codificante possono interagire con le alterazioni genomiche causando il cancro. Pertanto, la diagnostica può individuare i primi segni della malattia attraverso lo screening di questi segnali epigenetici.
Aziende come Illumina, Agilent Technologies e Roche Diagnostics sono leader nel mercato globale della diagnostica epigenetica, che si prevede crescerà del 15,5% all'anno, passando da 17 miliardi di dollari nel 2024 a 39 miliardi di dollari entro il 2030.
La crescita è trainata dalla crescente accessibilità economica del sequenziamento del genoma, dall'integrazione di strumenti di intelligenza artificiale nell'analisi dei dati, dai crescenti investimenti e dalla domanda in forte aumento di biopsie liquide, ovvero test non invasivi per il cancro basati su campioni di sangue ed urina.
Uno dei primi test diagnostici con una componente epigenetica ad essere approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense è stato il test non invasivo delle feci ColoGuard® di Exact Sciences (ora parte di Abbott Laboratories) per il cancro del colon-retto, nel 2014.
Da allora, la diagnostica epigenetica ha già generato attività di fusioni ed acquisizioni, con operazioni nel settore che includono la quotazione in borsa della statunitense Cardio Diagnostics tramite fusione con la società di acquisizione a scopo speciale Mana Capital nel 2022; l'acquisizione dell'irlandese EpiCapture da parte della connazionale Trinity Biotech nel 2024; l'acquisizione nel 2023 della tedesca Epigenomics AG da parte della statunitense New Day Diagnostics; e l'acquisizione da parte della statunitense Agilent di Avida Biomed, sempre nel 2023.
Si registra anche un certo interesse da parte di investitori istituzionali, con colossi come Illumina Ventures, Labcorp Venture Fund e Lilly Asia Ventures che investono in piccole startup.
Di seguito, la nostra analisi delle aziende private più promettenti nel settore della diagnostica epigenetica, basata sulla loro capacità di attrarre investitori e sul potenziale di mercato.
1. Arima Genomics
Anno di fondazione: 2015 | Sede centrale: Carlsbad, California
Arima Genomics è nata come spin-off dell'Università della California a San Diego e ha sviluppato strumenti di ricerca per individuare la struttura tridimensionale del DNA nelle cellule.
Tuttavia, l'azienda ha virato verso la diagnostica oncologica dopo che un suo test ha scoperto indizi fondamentali su come trattare un'adolescente affetta da glioblastoma nel 2022.
La tecnologia Hi-C di Arima prevede il fissaggio della struttura del DNA tramite reticolazione. I filamenti di DNA vengono quindi tagliati con enzimi ed etichettati con un marcatore chiamato biotina. Arima utilizza un processo chiamato ligazione di prossimità per collegare i filamenti di DNA che erano fisicamente vicini in un unico filamento, e quindi sequenzia la molecola risultante.
Lo scorso anno, Arima ha lanciato un test per il linfoma, erogato tramite il servizio di analisi di laboratorio dell'azienda, certificato dal programma statunitense CLIA (Clinical Laboratory Improvement Amendments). Il test è progettato per supportare la gestione dei pazienti, individuando fusioni e riarrangiamenti genici in 417 geni associati a diversi tipi di linfoma.
Il test contribuisce a colmare le lacune lasciate dal metodo di riferimento, l'ibridazione in situ a fluorescenza, che può richiedere molto tempo e risorse e portare a risultati contrastanti.
Nel 2025, Arima ha raccolto 22 milioni di dollari in un round di finanziamento di Serie C guidato da Illumina Ventures e ha nominato CEO un ex partner di Illumina Ventures. L'azienda sta utilizzando i proventi per lanciare una serie di test clinici per la diagnosi del cancro.
All'inizio di quest'anno, Arima ha inoltre siglato un accordo di collaborazione con il Fox Chase Cancer Center per lo sviluppo congiunto di test diagnostici per linfomi e sarcomi.
2. Diagnostica DELFI
Anno di fondazione: 2019 | Sede centrale: Baltimora, Maryland
DELFI Diagnostics è nata da un'intuizione geniale presso la Johns Hopkins University School of Medicine, quando un gruppo di ricercatori si è posto l'obiettivo di superare gli alti costi e la bassa sensibilità delle biopsie liquide tradizionali.
La svolta è consistita nell'individuare la specifica modalità con cui i frammenti di DNA libero si presentano nel sangue. Le cellule sane e le cellule tumorali impacchettano il loro DNA secondo schemi diversi, che riflettono i cambiamenti nei meccanismi genomici ed epigenomici della cellula.
Grazie a questo metodo di "fragmentomica", la tecnologia di DELFI è in grado di accedere ad una quantità di dati di gran lunga superiore rispetto ai metodi tradizionali.
Il prodotto FirstLook Lung di DELFI utilizza l'intelligenza artificiale (IA) e la tecnologia della frammentomica per analizzare un campione di sangue alla ricerca di segni di cancro ai polmoni. È concepito come strumento complementare per verificare l'idoneità dei pazienti allo screening per il cancro ai polmoni ed è regolamentato nell'ambito del programma CLIA.
L'altro prodotto della startup, DELFI-Tumor Fraction (DELFI-TF), consente alle aziende farmaceutiche di monitorare l'efficacia di una terapia antitumorale a partire da un campione di plasma inferiore ad un millilitro.
Al momento della sua fondazione, Delfi ha raccolto 5,5 milioni di dollari in un round di finanziamento iniziale, con investitori tra cui Menlo Ventures e Illumina Ventures.
Successivamente, la startup ha raccolto 100 milioni di dollari in un round di finanziamento di Serie A guidato da OrbiMed nel 2021, 225 milioni di dollari in un round di Serie B guidato da DFJ Growth nel 2022 e 34 milioni di dollari in un round di finanziamento tramite debito lo scorso anno.
3. Bioscienze degli elementi
Anno di fondazione: 2017 | Sede centrale: San Diego, California
Element Biosciences è stata co-fondata da tre ex dipendenti di Illumina che sognavano di democratizzare l'accesso al sequenziamento genomico.
L'azienda commercializza dispositivi progettati per sequenziare le informazioni genetiche a un costo inferiore e con prestazioni superiori rispetto al sequenziamento di nuova generazione tradizionale. Tra questi figurano AVITI™, il suo sequenziatore da banco di punta, e AVITI24, in grado di analizzare simultaneamente DNA, RNA, proteine e proteine fosforilate.
Nel 2023 l'azienda ha generato un fatturato di 25 milioni di dollari, in parte grazie agli ordini di AVITI.
Questa tecnologia, basata su un processo chiamato Avidite Base Chemistry (ABC™), utilizza un polimero marcato con un colorante per legare il materiale genetico e produrre dati di sequenziamento con la necessità di un numero inferiore di reagenti rispetto al sequenziamento tradizionale.
Element sta collaborando con specialisti di epigenetica per potenziare la propria offerta di ricerca, tra cui Dovetail Genomics e biomodal.
L'azienda ha inoltre stretto collaborazioni con fornitori di servizi diagnostici per ampliare la propria offerta, includendo i test genetici neonatali di Revvity e i test di Medicover Genetics per tumori ereditari, disturbi metabolici e cardiovascolari, infertilità e malattie neonatali.
L'azienda prevede di commercializzare un prodotto di sequenziamento focalizzato sulla diagnostica clinica chiamato AVITI Dx, per il quale è prevista l'approvazione da parte dell'UE entro quest'anno sotto forma di marchio CE per dispositivi diagnostici in vitro (IVD).
Dalla sua fondazione, Element Biosciences ha raccolto oltre 680 milioni di dollari, inclusi 277 milioni di dollari in un round di finanziamento di Serie D nel 2024. Il round, che ha registrato una forte sovrascrizione, è stato guidato dalla società di gestione patrimoniale Wellington Management, con la partecipazione di Samsung Electronics, Fidelity e altri investitori.
Quest'anno, Element prevede di commercializzare un dispositivo da banco, chiamato VITARI, in grado di sequenziare un intero genoma con elevata qualità per soli 100 dollari.
4. Nucleix
Anno di fondazione: 2008 | Sede centrale: Rehovot, Israele
Nucleix è stata inizialmente fondata per utilizzare l'epigenetica per rintracciare il DNA falsificato nelle indagini forensi. Sebbene la tecnologia funzionasse bene, il gruppo dirigenziale ha deciso di orientarsi verso lo screening oncologico.
I kit di Nucleix prevedono lo screening di specifici modelli di metilazione del DNA associati al cancro mediante test di reazione a catena della polimerasi (PCR).
L'azienda utilizza inoltre l'apprendimento automatico per costruire pannelli di biomarcatori più adatti all'applicazione di interesse.
Il test urinario Bladder EpiCheck®di Nucleix è progettato per rilevare la recidiva dei tumori della vescica in base alle variazioni della metilazione del DNA. Può essere utilizzato anche a supporto della diagnostica standard per la diagnosi di tumore alla vescica in caso di sospetta malignità.
Il test ha ottenuto la marcatura CE in Europa e l'autorizzazione FDA 510(k) negli Stati Uniti per la diagnosi di recidiva del tumore alla vescica, il che significa che può essere commercializzato come sostanzialmente equivalente a un altro dispositivo presente sul mercato statunitense.
Nucleix sta inoltre sviluppando un esame del sangue per la rilevazione dei tumori polmonari basato sulle loro caratteristiche di metilazione del DNA.
Nel 2021, la società ha raccolto 55 milioni di dollari in un round di finanziamento guidato da RA Capital Management, con la partecipazione di investitori tra cui BlackRock e la società di venture capital Lilly Asia Ventures. A questo ha fatto seguito un ulteriore round di finanziamento da 22 milioni di dollari nel 2022.
Nel 2024, Nucleix ha siglato una partnership strategica con A. Menarini Diagnostics, parte del gruppo italiano Menarini, per introdurre sul mercato europeo il suo test Bladder EpiCheck.
5. Precede Biosciences
Anno di fondazione: 2021 | Sede centrale: Boston, Massachusetts
Precede è stata fondata da un gruppo composto da ricercatori del Dana Farber Cancer Institute e dalla società di venture capital 5AM Ventures.
Precede sta sviluppando test del sangue che misurano i segnali di malattia basandosi sulle caratteristiche genomiche ed epigenomiche del DNA libero rilasciato nel sangue dai tumori.
Ad esempio, l'azienda monitora l'attività di trascrizione genica e la metilazione del DNA a partire da appena un millilitro di plasma. Può quindi utilizzare l'apprendimento automatico per interpretare i risultati e prevedere il trattamento ottimale per ciascun paziente.
Precede collabora con le aziende farmaceutiche per sfruttare la propria tecnologia al fine di supportare lo sviluppo di terapie con radioligandi di nuova generazione e coniugati anticorpo-farmaco, che si basano sulla conoscenza dell'espressione del bersaglio e dell'attività delle vie metaboliche, piuttosto che su singole alterazioni genomiche.
Il prodotto Precede Bio Insight™, orientato alla ricerca, è progettato per monitorare la progressione del cancro, con dati relativi al tumore al seno e alla prostata.
Il secondo prodotto, Precede Bio Dx™, consente anch'esso ai medici di selezionare i pazienti per le sperimentazioni cliniche in base ai risultati degli esami del sangue.
L'azienda è uscita dalla fase di sviluppo in incognito con 57 milioni di dollari nel 2023, e ha fatto seguito con un round di finanziamento di Serie B del valore di 83,5 milioni di dollari a gennaio di quest'anno per finanziare l'espansione della sua tecnologia man mano che ottiene successo commerciale.
Tra i partecipanti al round di finanziamento B figuravano gli investitori di venture capital Labcorp Venture Fund e Lilly Asia Ventures, nonché l'investitore già presente Illumina Ventures.
ENGLISH
Epigenetics is increasingly powering cancer diagnostics and liquid biopsies. These emerging private companies are spurring the market with structural DNA, fragmentomics, and DNA methylation tests.
Our understanding of the role of epigenetics in disease is growing rapidly, driven by rapid advances in sequencing technology and computing.
Epigenetic processes such as DNA methylation, histone modifications, and non-coding RNA expression can interact with genomic changes to cause cancer. Therefore, diagnostics can detect early signs of disease by screening for these epigenetic signals.
Players including Illumina, Agilent Technologies, and Roche Diagnostics are leading the global market for epigenetic diagnostics, which is expected to swell by 15.5% per year from $17 billion in 2024 to $39 billion by 2030.
Growth is being driven by the increasing affordability of genome sequencing; the integration of AI tools in data analysis; growing investments; and soaring demand for liquid biopsies—noninvasive cancer tests based on blood and urine samples.
One of the first diagnostics with an epigenetic component to be approved by the U.S. Food and Drug Administration (FDA) was Exact Sciences’ (now part of Abbott Laboratories) ColoGuard® noninvasive stool test for colorectal cancer in 2014.
Since then, epigenetics diagnostics have already been generating M&A activity, with deals in the space including Cardio Diagnostics of the U.S. going public via a merger with special purpose acquisition company Mana Capital in 2022; the takeover of Ireland’s EpiCapture by compatriot Trinity Biotech in 2024; the 2023 acquisition of Germany’s Epigenomics AG by U.S.-based New Day Diagnostics; and U.S. Agilent’s acquisition of Avida Biomed, also in 2023.
There is also corporate venture interest with giants like Illumina Ventures, the Labcorp Venture Fund, and Lilly Asia Ventures making investments in small startups.
Check out below for our take on the most promising privately-owned players in the epigenetics diagnostics space, based on their investor attraction and market potential.
1. Arima Genomics
Founded: 2015 | Headquarters: Carlsbad, California
Arima Genomics was spun out of UC San Diego and developed research tools to pinpoint the 3D structure of DNA in cells.
However, the company pivoted to cancer diagnostics after its assay discovered vital clues on how to treat a teenage girl with glioblastoma in 2022.
Arima’s Hi-C technology involves locking the DNA structure in place via crosslinking. DNA strands are then cut with enzymes and labeled with a marker called biotin. Arima uses a process called proximity ligation to connect DNA strands that were physically close together into a single strand, and then sequences the resulting molecule.
Last year, Arima launched a lymphoma test that is delivered via the firm’s laboratory testing service, certified by the U.S. Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) program. The test is designed to be used to help patient management by discovering gene fusions and rearrangements for 417 genes in different types of lymphoma.
The test helps to fill in the gaps left by the gold standard, fluorescent in situ hybridization, which can be time- and resource-intensive and lead to conflicting results.
Arima raised $22 million in a Series C round led by Illumina Ventures in 2025 and appointed a former venture partner from Illumina Ventures as CEO. The firm is using the proceeds to launch a pipeline of clinical assays in cancer.
Arima also closed a partnership with Fox Chase Cancer Center earlier this year to co-develop diagnostic tests for lymphoma and sarcoma.
Founded: 2019 | Headquarters: Baltimore, Maryland
DELFI Diagnostics was founded on an “aha” moment at Johns Hopkins University School of Medicine when a group of researchers aimed to overcome the high costs and low sensitivity of traditional liquid biopsies.
The breakthrough involved hunting for the certain way cell-free DNA fragments appear in the blood. Healthy cells and cancer cells package their DNA in different patterns, reflecting changes in the cell’s genomic and epigenomic machinery.
Using this method of “fragmentomics,” DELFI’s technology can tap into orders of magnitude more data than traditional methods.
DELFI’s product FirstLook Lung uses artificial intelligence (AI) and fragmentomics technology to screen a blood sample for signs of lung cancer. It is designed as an adjunct tool to check whether patients are eligible for lung cancer screening, and is regulated under the CLIA program.
The startup’s other product, DELFI-Tumor Fraction (DELFI-TF), allows pharmaceutical companies to track the effectiveness of a cancer therapy based on a sample of less than one milliliter of plasma.
Delfi raised $5.5 million in a seed round when it was founded, with investors including Menlo Ventures and Illumina Ventures.
The startup subsequently raised a $100 million Series A round led by OrbiMed in 2021, a $225 million Series B round led by DFJ Growth in 2022, and a $34 million debt round last year.
3. Element Biosciences
Founded: 2017 | Headquarters: San Diego, California
Element Biosciences was co-founded by three former Illumina employees who dreamed of democratizing access to genomic sequencing.
The company markets devices designed to sequence genetic information at a lower cost and higher performance than traditional next-generation sequencing. These include AVITI™—its flagship benchtop sequencer—and AVITI24, which can simultaneously analyze DNA, RNA, proteins, and phosphorylated proteins.
The company generated $25 million in revenue in 2023, partly driven by orders of AVITI.
The technology, based on a process called Avidite Base Chemistry (ABC™), uses a dye-labeled polymer to bind genetic material and produce sequencing data with the need for fewer reagents than traditional sequencing.
Element is working with epigenetics specialists to boost their research offerings, including Dovetail Genomics and biomodal.
The company has also formed collaborations with diagnostics providers to enhance their offerings, including Revvity’s neonatal genetic tests and Medicover Genetics’ tests for hereditary cancers, metabolic and cardiovascular disorders, infertility, and neonatal diseases.
The company plans to market a clinical diagnostics-focused sequencing product called AVITI Dx, with EU approval expected this year in the form of a CE In Vitro Diagnostic (IVD) mark.
Element Biosciences has raised more than $680 million since it was founded, including a $277 million Series D round in 2024. The asset manager, Wellington Management, led the oversubscribed round, with participation from Samsung Electronics, Fidelity, and more.
This year, Element plans to commercialize a benchtop device, called VITARI, that can sequence a whole genome at high quality for just $100.
4. Nucleix
Founded: 2008 | Headquarters: Rehovot, Israel
Nucleix was initially founded to use epigenetics to trace falsified DNA in forensic investigations. Although the technology worked well, the management team decided to pivot to cancer screening.
Nucleix’s kits involve screening for specific cancer-linked DNA methylation patterns using polymerase chain reaction (PCR) tests.
The company also uses machine learning to construct biomarker panels best suited to the application of interest.
Nucleix’s Bladder EpiCheck® urine test is designed to detect the recurrence of bladder tumors based on changes in DNA methylation. It can also be used to support standard diagnostics when detecting bladder cancer in cases where malignancy is suspected.
The test has a CE mark in Europe and FDA 510(k) clearance in the U.S. for bladder cancer recurrence, meaning it can be marketed as substantially equivalent to another device in the U.S. market.
Nucleix is also developing a blood test for detecting lung tumors based on their DNA methylation signatures.
The company raised a $55 million funding round led by RA Capital Management in 2021, with participation from investors including BlackRock and corporate venture firm Lilly Asia Ventures. It followed up with a $22 million extension round in 2022.
In 2024, Nucleix sealed a strategic partnership with A. Menarini Diagnostics, part of the Italian Menarini Group, to bring its Bladder EpiCheck test to the European market.
5. Precede Biosciences
Founded: 2021 | Headquarters: Boston, Massachusetts
Precede was established by a team comprising Dana Farber Cancer Institute researchers and the venture capital firm 5AM Ventures.
Precede is developing blood tests that measure signals of disease based on the genomic and epigenomic characteristics of cell-free DNA shed into the blood by tumors.
For example, the company tracks gene transcription activity and DNA methylation based on as little as one milliliter of plasma. It can then use machine learning to interpret the results and predict the optimal treatment for each patient.
Precede collaborates with drugmakers to harness its technology to inform the development of next-generation radioligand therapies and antibody-drug conjugates, which depend on the knowledge of target expression and pathway activity rather than single genomic alterations.
The research-focused product Precede Bio Insight™ is designed to track the progress of cancer, with data spanning breast and prostate cancer.
The second product, Precede Bio Dx™, also allows clinicians to select patients for clinical trials based on the blood test results.
The company emerged from stealth mode with $57 million in 2023, and followed up with a Series B round worth $83.5 million in January this year to fund the scaling of its technology as it gains commercial traction.
Among the B round’s syndicate were corporate venture investors Labcorp Venture Fund and Lilly Asia Ventures, and existing investor Illumina Ventures.
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