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Marktdynamik 

Treiber: Beschleunigte Genmodifikationsbemühungen konzentrieren sich auf maßgeschneiderte CPP-Plattformen, die die hochpräzise Bereitstellung von Bearbeitungswerkzeugen verbessern

Die bahnbrechenden Fortschritte in der Genmodifikation hängen heute von der Bereitstellung von CRISPR- und TALEN-Systemen mit außergewöhnlicher Genauigkeit ab – eine Notwendigkeit, die die Expansion von CPP-Lösungen vorantreibt. Im Jahr 2024 initiierte CPC Scientific im Markt für zellpenetrierende Peptide Kooperationen mit vier auf CRISPR spezialisierten Biotech-Unternehmen. Zwei davon konzentrieren sich ausschließlich auf die Behandlung von Lebererkrankungen mit TAT-DNA-Konstrukten. Pepmic Bio präsentierte eine neuartige R9-Peptid-Suite, die die Editierungsgenauigkeit in bestimmten Melanomzelllinien nahezu verdoppelte. Weltweit kooperierte Genscript mit drei führenden Laboren – in Heidelberg, Boston und Tokio – und stellte ihnen spezialisierte MAP-basierte Peptide zur Verfügung, die den rauen intrazellulären Bedingungen standhalten. Eine neue Patentanmeldung eines Pariser Forschungsinstituts beschrieb ein amphipathisches Gerüst, das einen stabilen Schutz der Genladung in komplexen Organoidsystemen demonstriert. Zusammengenommen verdeutlichen diese Aktivitäten, wie Gen-Editing-Ökosysteme potente, peptidgesteuerte intrazelluläre Kanäle nutzen.

PepLib Industries berichtete, dass ihre Penetratin-Hybridpeptide die ex vivo CRISPR-Editierung bei zerebrovaskulären Erkrankungen vervierfacht haben. Dieser Erfolg auf dem Markt für zellpenetrierende Peptide gab den Anstoß zu zwei gemeinsamen Programmen mit großen Pharmaunternehmen. Ziel ist es, die ex vivo erzielten Erfolge auf in vivo Krankheitsmodelle zu übertragen, insbesondere für erbliche Netzhauterkrankungen. Parallel dazu eröffnete Creative Peptides eine Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, die sich ausschließlich auf kationische Designs zur Genkorrektur bei Muskeldystrophien konzentriert und direkte Verbindungen zu mindestens zwei spezialisierten Kinderkliniken knüpft. Ein weiteres Highlight ist die Vernetzungstechnologie von Bachem, die in einem Berliner Krebsinstitut getestet wurde und in Zellkulturen eine stabilisierende Wirkung auf die Integrität der transportierten Substanzen für fast 48 Stunden zeigte. Diese genzentrierten Forschungsarbeiten definieren einen starken Treiber: das Streben nach präziseren Gentherapien, das immer leistungsfähigere und sorgfältig maßgeschneiderte zellpenetrierende Peptide erfordert, die komplexe Krankheitsmuster bewältigen können.

Trend: Entwicklung multifunktionaler, zellpenetrierender Konstrukte, die Bildgebung, Therapie und Überwachungsfunktionen für synergistische biomedizinische Ergebnisse vereinen

Entwickler arbeiten mit Hochdruck an multifunktionalen CPP-basierten Konstrukten, die die Wirkstoffverabreichung im Markt für zellpenetrierende Peptide, die diagnostische Bildgebung und das therapeutische Echtzeit-Monitoring vereinen. Die TAT-markierten Kontrastmittel von Genscript zeigten in einer spezialisierten Studie in Zürich eine bemerkenswerte Signalstärke, die es Onkologen ermöglicht, Tumore zu lokalisieren und gleichzeitig zytotoxische Moleküle zu verabreichen. Erst im letzten Quartal brachte Anaspec ein R9-Lanthanid-Konjugat auf den Markt, das optische Detektion mit der Freisetzung von Immuntherapie-Wirkstoffen kombiniert – eine Strategie, die in mindestens zwei klinischen Studienzentren für Eierstockkrebs getestet wurde. Bachem kooperierte mit einem belgischen Radiopharmaka-Labor, um einen Penetratin-Lipid-Komplex zu optimieren, der die Metastasierung sichtbar macht und gleichzeitig microRNA-basierte Therapien verabreicht. CPCore erforscht ebenfalls Lanthanid-markierte amphipathische Peptide mithilfe einer digitalen Plattform, die die Biodistribution in Echtzeit verfolgt.

In Shanghai hat ein großes Lehrkrankenhaus die Hybridpeptide von CPCore für mehrere Pilotstudien zur Bildgebung von metastasiertem Brustkrebs eingesetzt und dabei mindestens drei klinisch relevante Datenströme etabliert. Ein neu gegründetes Konsortium im Markt für zellpenetrierende Peptide, angeführt von Pepmic Bio, optimiert Polypeptidstrukturen, die entzündetes Gewebe gezielt ansteuern und gleichzeitig mikrovaskuläre Anomalien mittels lumineszenter Marker sichtbar machen. Diese Synergie führte zu branchenübergreifenden Vereinbarungen mit zwei Geräteherstellern, die spezialisierte Bildgebungssoftware zur Interpretation von Echtzeit-Peptidsignalen integrieren. Darüber hinaus hat CPC Scientific Berichten zufolge eine mit R9 beschichtete Nanoemulsion vorgestellt, die die Therapie von Bauchspeicheldrüsenkrebs mit einem Screening-Mechanismus zur Früherkennung von Rezidiven kombiniert und damit in der Hepatologie großes Interesse geweckt hat. Diese neu integrierten Funktionen verdeutlichen den Trend zur nahtlosen Synchronisierung von Therapie, Bildgebung und Monitoring – eine Konvergenz, die den klinischen Wert von CPP-basierten Plattformen steigert und eine neue Ära der Präzisionsmedizin einläutet.

Herausforderung: Bewältigung der biochemischen Komplexität und der klinischen Einschränkungen im Zusammenhang mit der Haltbarkeit von Peptiden unter verschiedenen physiologischen Bedingungen weltweit

Die Gewährleistung einer zuverlässigen Peptidwirkung in komplexen biologischen Umgebungen stellt nach wie vor eine große Herausforderung im Markt für zellpenetrierende Peptide dar. Wissenschaftler von Anaspec entdeckten, dass drei von fünf neu entwickelten kationischen Peptiden unter chronischen Entzündungsbedingungen an Stabilität verloren, was ihr Potenzial gegen Autoimmunerkrankungen beeinträchtigte. Die spezialisierten TAT-Konstrukte von Genscript, die in zwei führenden neurowissenschaftlichen Zentren getestet wurden, zeigten bei längerer Exposition gegenüber stark oxidativem Hirngewebe einen Abbau. Darüber hinaus wiesen die R9-Varianten von CPCore in einem Modell schwerer Hypoxie ein variables Verhalten auf, was das Unternehmen veranlasste, seine Vernetzungsstrategie zu optimieren. Selbst die amphipathischen Peptide von Bachem, die für ihre robuste Leistung in Standardzellkulturen gelobt wurden, benötigten Oberflächenmodifikationen, um der für fortgeschrittene Tumore typischen Säure standzuhalten.

Forscher eines führenden Immunologieinstituts in Kalifornien kamen zu dem Schluss, dass mindestens zwei moderne Peptidfamilien unter der für Autoimmunerkrankungen typischen enzymatischen Belastung versagen und daher eine kontinuierliche Weiterentwicklung erfordern. Ein gemeinsames Projekt von PepLib Industries und einem mediterranen Biotech-Cluster im Markt für zellpenetrierende Peptide zeigte, dass ein vernetzter, auf R9 basierender Kandidat in fortgeschrittenen In-vivo-Tumorsystemen nur 72 Stunden lang intakt blieb. Versuche zur Verlängerung der Halbwertszeit des Peptids erforderten eine intensive Pegylierung, was die Herstellungskosten erheblich erhöhte. Dieser Balanceakt – die Haltbarkeit des Peptids zu verlängern und gleichzeitig die klinische Anwendbarkeit der Formulierungen zu gewährleisten – verdeutlicht die strukturelle Komplexität der Optimierung zellpenetrierender Peptide. Die Überwindung dieser Herausforderungen wird voraussichtlich kontinuierliche Iterationen, spezialisierte Herstellungsprotokolle und die Echtzeit-Überwachung der Leistungsfähigkeit erfordern. Ohne die Bewältigung dieser Stabilitätshürden riskieren selbst die innovativsten Peptide eine eingeschränkte Anwendbarkeit in den vielfältigen physiologischen Umgebungen, in denen sie eingesetzt werden sollen.

Segmentanalyse 

Auf Antrag 

Anwendungen für den Gentransfer erzielen derzeit einen Umsatzanteil von 36 % am Markt für zellpenetrierende Peptide (CPPs). Diese Dominanz beruht auf der Fähigkeit der CPPs, Plasmide, siRNA, mRNA und sogar CRISPR/Cas9-Komponenten ohne signifikanten endosomalen Abbau direkt in Zellen zu transportieren. Im Jahr 2021 hob ein Konsortium des Karolinska-Instituts 14 argininreiche Peptide mit jeweils 8 bis 30 Aminosäuren hervor, die in neuronalen Zellen Transfektionseffizienzen erreichten, die mit denen von Lipidnanopartikeln vergleichbar sind. Parallel dazu nutzte eine Gruppe am MIT Pep-1, ein 21 Aminosäuren langes CPP, um Spleißkorrektur-Oligonukleotide in fünf verschiedenen Krebszelllinien mit reproduzierbaren Erfolgsraten von über 80 % in Labortests einzuschleusen. Auf TAT-Basis wurden Konstrukte entwickelt, um Gen-Editoren für die Duchenne-Muskeldystrophie in mindestens sechs präklinischen Nagetierstudien seit 2020 zu transportieren, wobei eine teilweise Wiederherstellung der Dystrophin-Expression nachgewiesen wurde.

Ihre zunehmende Bedeutung beruht vor allem auf der Vielseitigkeit des Marktes für zellpenetrierende Peptide (CPPs) zur Übertragung verschiedenster genetischer Materialien. Ende 2022 gelang es einem Team der Universität Tokio, mithilfe von Transportan synthetische mRNA, die für ein therapeutisches Zytokin kodiert, in menschliche T-Zellen einzuschleusen und eine stabile Proteinexpression über bis zu 72 Stunden zu beobachten. Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist das R8-Peptid, das 2023 von drei unabhängigen Forschungsgruppen zur Übertragung kurzer Haarnadel-RNA (shRNA) gegen das onkogene KRAS eingesetzt wurde – alle drei erzielten eine signifikante Hemmung des Tumorwachstums in Mausmodellen. Ein spezialisiertes Peptid der nächsten Generation, MAC-CPP mit 18 Aminosäuren, wurde von zwei großen US-amerikanischen Biotechnologieunternehmen auf den direkten Import von Gen-Editoren in den Zellkern getestet. Die positiven Ergebnisse wurden auf einem Zellbiologie-Symposium 2023 vorgestellt. Dieser anhaltende experimentelle Erfolg, zusammen mit über 20 neuen CPP-Gentransfer-Assays, die im vergangenen Jahr in Fachzeitschriften mit Peer-Review veröffentlicht wurden, erklärt, warum der Gentransfer eine entscheidende Rolle für die Anwendung von Genen spielt.

Von Endbenutzern

Pharma- und Biotechnologieunternehmen dominieren den Markt für zellpenetrierende Peptide (CPP) mit einem Marktanteil von über 49 %. Sie entwickeln aktiv fortschrittliche Wirkstoffträgersysteme, um ihre Biologika-Pipeline zu erweitern, unerwünschte Nebenwirkungen zu minimieren und die intrazelluläre Wirksamkeit zu steigern. Mindestens acht große Pharmaunternehmen – darunter Pfizer, Roche und AstraZeneca – unterhalten Forschungspartnerschaften zur Integration von CPP-basierten Modalitäten in Antikörper-Wirkstoff-Konjugate, wie ein Branchenbericht aus dem Jahr 2023 belegt. Diese Akteure investieren häufig in spezialisierte CPPs für Enzyme, Peptide und RNA-basierte Therapien: Zwischen 2020 und 2024 wurden insgesamt 52 Patentanmeldungen zu argininreichen und proteinbasierten CPPs für die zielgerichtete Therapie von Forschungsabteilungen in den USA und Europa eingereicht.

Unter den Unternehmen stoßen zwei Kategorien im Markt für zellpenetrierende Peptide auf besonderes Interesse: die Behandlung von Onkologie und Stoffwechselerkrankungen. Novartis hat mindestens fünf Publikationen veröffentlicht, die die Anwendung von Penetratin-fusionierten Insulinvarianten in präklinischen Modellen von Typ-1-Diabetes beschreiben. Johnson & Johnson hat in Zusammenarbeit mit Harvard-Laboren über 25 neuartige amphipathische Peptiddesigns in dreifach negativen Brustkrebszellen getestet, wie auf einem Onkologie-Symposium 2022 vorgestellt wurde. Gilead Sciences berichtete zudem über das Screening von 14 fortschrittlichen CPP-Konstrukten hinsichtlich der schnellen Freisetzung von Wirkstoffen aus dem Zytosol in gentechnisch veränderten T-Zellen für CAR-T-Zelltherapien. Auch der TAT-Fusionsansatz für hochporöses Tumorgewebe wird häufig erwähnt; seit 2019 wurden mindestens zehn In-vivo-Wirksamkeitsstudien dazu veröffentlicht. Durch die Priorisierung potenter intrazellulärer Verabreichungslösungen stellen die großen Pharma- und Biotech-Unternehmen sicher, dass die CPP-Technologie ein integraler Bestandteil der Therapiestrategien der nächsten Generation bleibt.

Nach Typ 

Proteinbasierte zellpenetrierende Peptide (CPPs) haben einen Marktanteil von über 55 % und verdanken ihre Dominanz auf diesem Markt ihrer nachgewiesenen Fähigkeit, komplexe Biomoleküle – wie vollständige Enzyme und therapeutische Proteine ​​– mit minimaler Toxizität durch Zellmembranen zu transportieren. Ein viel untersuchtes Beispiel ist das HIV-1-TAT-Peptid, das 1988 von Frankel und Pabo erstmals charakterisiert wurde und den Weg für über 70 weitere proteinbasierte CPP-Sequenzen ebnete, die zwischen 1995 und 2005 entdeckt wurden. Mindestens 15 verschiedene proteinbasierte CPPs, darunter Penetratin (16 Aminosäuren) und Transportan (27 Aminosäuren), haben seit 2021 in präklinischen Modellen ihre Wirksamkeit beim Transport von CRISPR-assoziierten Nukleasen unter Beweis gestellt. Die lysinreiche TP10-Variante der Langel-Gruppe mit 21 Aminosäuren wurde 2017 in zehn unabhängigen Publikationen für ihren erfolgreichen Transport von Ribonukleasen in Krebszellen hervorgehoben. Forscher der Universität Kyoto berichteten im Jahr 2022 über das Screening von 38 verschiedenen proteinbasierten CPPs und identifizierten dabei 12 Varianten, die therapeutische Peptide zuverlässig ex vivo in das Herzgewebe transportierten.

Ihre Popularität beruht auf der relativ einfachen rekombinanten Herstellung, der hohen Biokompatibilität und den flexiblen Konjugationsmöglichkeiten mit Wirkstoffen. Allein im Jahr 2023 gingen drei Biotech-Startups aus Boston, Basel und Singapur Kooperationen mit Anbietern von Protein-CPP-Technologie im Markt für zellpenetrierende Peptide ein, um makromolekulare Therapeutika der nächsten Generation zu entwickeln. So meldete beispielsweise GenArk Therapeutics Patente für zwei Protein-CPP-Wirkstoff-Konjugate an, die in Mausmodellen erfolgreich die Blut-Hirn-Schranke überwanden, ohne eine Entzündungsreaktion auszulösen. Mindestens 30 hochrangige Fachartikel berichteten seit 2020 über proteinbasierte CPPs, die intrazelluläre Enzymersatztherapien bei lysosomalen Speicherkrankheiten ermöglichen. Einige der größten Anwender, darunter Merck KGaA und Novo Nordisk, initiierten seit 2019 mehr als neun klinische Studien zur Erforschung proteinbasierter CPPs bei Stoffwechselerkrankungen und in der Onkologie. Dieser Fokus auf die Verabreichung großer Biologika festigt die Position proteinbasierter CPPs als führende Kraft im Markt.

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Regionale Analyse 

Nordamerika ist mit einem Umsatzanteil von über 36 % der größte Markt für zellpenetrierende Peptide (CPP). Allein die USA tragen dank einer soliden Finanzierungsinfrastruktur, umfassender Forschungskooperationen und beispielloser klinischer Studien deutlich mehr als zwei Drittel dazu bei. Ein deutlicher Beleg für diese führende Position sind die über 45 aktiven NIH-Förderungen seit 2020, die sich auf CPP-basierte Strategien für Infektionskrankheiten und Gentherapie und insgesamt über 150 Millionen US-Dollar an Forschungsmitteln umfassen. Die Immunologiegruppe der Stanford University hat mindestens 22 Fachpublikationen veröffentlicht, in denen TAT-basierte Vektoren in Modellen von Autoimmunerkrankungen eingesetzt wurden. Die University of Pennsylvania berichtete im Dezember 2023 über erfolgreiche präklinische Studien mit einem R9-Peptid-Konjugat zur Verabreichung einer CRISPR-Nutzlast gegen Beta-Thalassämie. Das US-amerikanische Startup Cellicure Innovations hat unterdessen eine Pipeline von sechs neuen proteinbasierten CPP-Formulierungen für die Impfstoffverabreichung im Jahr 2024 vorgestellt, die alle in die Phase der IND-Zulassungsstudien bei der FDA eintreten.

Diese Dominanz im Markt für zellpenetrierende Peptide wird auch durch das Engagement bedeutender Risikokapitalgeber (VC) gefördert: Allein in Boston und San Francisco investierten 2021 mindestens elf VC-Fonds – darunter Arch Venture Partners und Flagship Pioneering – in sieben auf CPP spezialisierte Biotech-Spin-offs. Bioconjugate Tech, ein spezialisierter Hersteller in Kalifornien, berichtete über die Produktionsausweitung von sechs verschiedenen amphipathischen CPPs, um die Nachfrage von acht großen Pharmaunternehmen weltweit zu decken. Parallel dazu leistet auch das kanadische Forschungsumfeld einen wichtigen Beitrag: Das in Vancouver ansässige Unternehmen GenFerry Therapeutics erreichte 2023 einen Meilenstein nach Abschluss einer zwölfmonatigen Pilotstudie zur Synergie von Pep-1 mit Standard-Chemotherapieprotokollen in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Canada. Auf einer Branchenkonferenz zum Markt für zellpenetrierende Peptide im Jahr 2024 präsentierte Genentech die Entwicklung einer intrazellulär gezielten Enzymersatztherapie mit dem Markenpeptid „ProPen“. Dieses zeigte in arthritischen Gelenkzellen eine um 40 % schnellere intrazelluläre Lokalisierungskinetik als ein Konkurrenzprodukt. Die Kombination aus staatlicher Förderung, Investitionen des Privatsektors und zahlreichen klinischen Studien der ersten Generation in führenden US-amerikanischen medizinischen Zentren festigt Nordamerika – und insbesondere die Vereinigten Staaten – als globales Zentrum für Innovation, Skalierung und klinische Anwendung von Technologien für zellpenetrierende Peptide.

Führende Akteure auf dem Markt für zellpenetrierende Peptide

• AltaBioscience
• Avidity Biosciences
• Bachem Holding AG
• BioAlpen
• Bio-Synthesis Inc.
• Chemos GmbH & Co. KG
• CordenPharma
• CPC Scientific Inc.
• Kreative Peptide
• Cupid-Peptide
• GeneCust
• Novo Nordisk A/S
• PEPerPRINT GmbH
• PeptiDream Inc.
• PolyPeptide Laboratories AB
• ProImmune Ltd.
• F&E-Systeme
• Tocris Bioscience
• Andere prominente Spieler

Überblick über die Marktsegmentierung:

Nach Typ

• Proteinbasierte CPPs
• Peptidbasierte CPPs

Auf Antrag

• Diagnostik
• Arzneimittelverabreichung
• Gentransfer
• Molekulare Bildgebung
• Andere

Vom Endbenutzer

• Pharma- und Biotechnologieunternehmen
• Auftragsforschungsinstitute (CROs)
• Krankenhäuser und Kliniken

Nach Region

• Nordamerika
  • Die USA
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Westeuropa
    • Großbritannien
    • Deutschland
    • Frankreich
    • Italien
    • Spanien
    • Restliches Westeuropa
  • Osteuropa
    • Polen
    • Russland
    • Restliches Osteuropa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Australien und Neuseeland
  • Südkorea
  • ASEAN
  • Rest des asiatisch-pazifischen Raums
• Naher Osten und Afrika (MEA)
  • Saudi-Arabien
  • Südafrika
  • Vereinigte Arabische Emirate
  • Rest von MEA
• Südamerika
  • Argentinien
  • Brasilien
  • Rest von Südamerika