북미의 오가노이드 및 회전타원체 시장에 대한 수요는 맞춤형 의학, 신약 발견 및 질병 모델링의 중요한 응용 분야에 의해 추진됩니다. 주요 동인 중 하나는 국립보건원(NIH)이 지난 5년 동안 오가노이드 연구 이니셔티브에 5천만 달러 이상을 투자했다는 것입니다. 이러한 기술을 통해 연구자들은 환자별 상태를 복제하여 보다 효과적이고 표적화된 치료법을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, 오가노이드 모델은 환자별로 낭성 섬유증 치료법을 테스트하는 데 사용되었으며, 그 결과 임상 연구에서 500명 이상의 환자에 대한 결과가 개선되었습니다. 또한 만성 질환의 증가와 보다 정확한 전임상 모델의 필요성으로 인해 오가노이드와 회전타원체의 채택이 강화되었습니다. 암 연구에서 회전타원체는 1,000개 이상의 종양학 약물의 효능과 독성을 검사하는 데 중요한 역할을 했습니다.

오가노이드 및 회전타원체 시장을 형성하는 최근 개발에는 오가노이드의 확장성과 기능성을 향상시킨 3D 바이오프린팅 및 미세유체공학의 발전이 포함됩니다. 2022년에 하버드 대학의 한 팀은 박동이 가능한 기능성 심장 오가노이드를 성공적으로 만들어 심장 연구의 새로운 길을 열었습니다5. Emulate Bio와 같은 생명공학 회사는 오가노이드를 통합하는 장기 칩 시스템을 개발하여 주요 제약 회사와의 파트너십을 유치했습니다. 북미 지역의 미래 잠재력은 엄청납니다. 오가노이드가 초기 단계 테스트 정확도를 개선하여 약물당 최대 10억 달러까지 약물 개발 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상됩니다6. 가장 큰 최종 사용자는 제약 회사로, 약물 발견 프로세스를 위한 오가노이드 및 회전 타원체 소비의 60% 이상을 차지합니다. 오가노이드는 주로 미국과 캐나다 전역에 걸쳐 150개 이상의 공급업체가 있는 생명공학 회사 및 학술 연구실에서 제공하는 특수 줄기 세포주에서 공급됩니다. 

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시장 역학 

동인 분석: 맞춤형 의학에 대한 수요 증가로 환자별 치료 및 질병 모델링 접근 방식이 향상됨

맞춤형 의학에 대한 강조가 커지는 것은 오가노이드 및 회전타원체 시장의 중요한 동인입니다. 맞춤 의학은 각 환자의 개별적인 특성에 맞게 의료 치료를 맞춤화하는 데 중점을 두고 있으며, 이를 위해서는 인간의 생리 및 질병 상태를 모방할 수 있는 정확한 모델이 필요합니다. 환자별 세포에서 파생된 오가노이드와 회전타원체는 인간 조직과 기관의 복잡성을 밀접하게 복제하는 3차원 배양 시스템을 제공합니다. 이를 통해 연구자와 임상의는 보다 관련성이 높은 맥락에서 질병 메커니즘과 약물 반응을 연구할 수 있습니다. 2023년에는 북미 연구 기관 전체에서 오가노이드 모델을 사용하여 1,000개 이상의 맞춤형 치료법이 테스트되었으며, 희귀 유전 질환에 대한 300개 연구가 진행되었습니다.

맞춤형 의학에 오가노이드 및 회전타원체 시장을 적용하면 맞춤형 치료 전략을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, 암 환자는 종양의 오가노이드 모델을 활용하여 투여 전에 다양한 화학요법제의 효능을 테스트할 수 있습니다. 이 접근법은 치료 성공 가능성을 높일 뿐만 아니라 효과가 없는 약물을 피함으로써 부작용을 최소화합니다. 특히, 2023년에 오가노이드 기반 테스트는 미국에서 1,500명 이상의 암 환자에 대한 치료 결정을 안내하는 데 성공적으로 사용되었습니다. 또한, 낭포성 섬유증의 오가노이드 모델은 2023년 생명공학 회사에서 개발한 두 가지 맞춤형 CFTR 조절제에 대한 FDA의 승인에 중요한 역할을 했습니다. 줄기 세포 기술과 재생 의학 분야에서는 맞춤형 치료에서 오가노이드와 회전 타원체의 역할을 더욱 강화합니다. 유도만능줄기세포(iPSC)는 환자의 체세포에서 생성될 수 있으며 환자와 유전적으로 동일한 오가노이드를 성장시키는 데 사용될 수 있습니다. 이는 면역 거부의 위험 없이 자가 세포 치료 및 조직 대체의 가능성을 열어줍니다. 2023년 북미 지역의 5개 재생의학 스타트업은 간 및 신장 복구를 위해 환자 유래 오가노이드를 사용한 성공적인 전임상 시험을 발표하여 치료적 혁신의 가능성을 보여주었습니다.

추세 분석: 처리량이 많은 스크리닝에 오가노이드를 통합하면 약물 발견 및 테스트 프로세스가 가속화됩니다. 

오가노이드 및 회전타원체 시장을 고처리량 스크리닝(HTS) 시스템에 통합하는 것은 약물 발견 및 개발의 혁신적인 추세를 나타냅니다. 전통적인 약물 스크리닝 방법은 종종 2차원 세포 배양이나 동물 모델에 의존하는데, 이는 인간의 생리학적 반응을 정확하게 나타내지 못할 수 있습니다. 오가노이드는 인간의 장기 기능과 질병 상태를 밀접하게 모방하는 3차원 구조와 세포 다양성으로 인해 보다 예측 가능한 모델을 제공합니다. 2023년에는 오가노이드 기반 HTS 시스템을 사용하여 전 세계적으로 5,000개 이상의 화합물이 스크리닝되었으며, 북미에서만 2,000개의 화합물이 스크리닝되어 임상 시험 중 약물 실패율이 크게 감소했습니다.

제약 회사는 오가노이드를 HTS 플랫폼에 통합함으로써 생물학적으로 관련된 환경에서 수천 가지 화합물의 효능과 독성을 신속하게 평가할 수 있습니다. 이는 유망한 약물 후보의 식별을 가속화하고 임상 시험 중 감소율을 줄입니다. 미국에서는 7개 주요 제약회사가 오가노이드 기반 HTS 플랫폼을 채택하여 기존 방법에 비해 약물 후보 식별 속도가 40% 향상되었다고 보고했습니다. 자동화 및 소형화 기술은 오가노이드 배양의 확장성을 가능하게 하여 오가노이드 및 회전 타원체 시장에서 HTS의 요구 사항과 호환되도록 했습니다. 특히 캐나다의 두 생명공학 회사는 2023년에 하루에 1,000개의 샘플을 처리할 수 있는 미세유체 기반 오가노이드 HTS 플랫폼을 도입했습니다. HTS에서 오가노이드를 사용하면 인간 생물학을 더 잘 나타내는 대안을 제공함으로써 동물 실험을 줄일 수 있습니다. FDA와 같은 규제 기관은 증가하는 규제 지원을 반영하여 2023년에 12개 실험 약물의 전임상 안전성 테스트를 위한 오가노이드 모델을 승인했습니다. 이러한 추세가 계속됨에 따라 제약 산업은 오가노이드 기반 HTS를 더 광범위하게 채택하여 보다 효율적인 약물 개발 파이프라인과 새로운 치료제의 시장 출시를 가속화할 가능성이 높습니다.

과제 분석: 표준화 문제는 전 세계적으로 연구 및 임상 응용 분야의 재현성과 확장성에 영향을 미칩니다.

오가노이드 및 회전타원체 시장의 중요한 과제는 생산 및 적용 시 표준화가 부족하다는 것입니다. 세포 공급원, 배양 조건 및 분화 프로토콜의 다양성으로 인해 오가노이드 크기, 구조 및 기능에 불일치가 발생할 수 있습니다. 이러한 균일성이 부족하면 다양한 실험실과 연구 간의 재현성이 저하되어 결과를 검증하고 연구 결과를 효과적으로 발전시키기가 어렵습니다. 250명의 오가노이드 연구자를 대상으로 한 2023년 조사에 따르면 실험실의 90%가 프로토콜과 재료의 변화로 인해 오가노이드 개발에 불일치가 있다고 보고했습니다.

표준화 문제는 또한 오가노이드 및 회전 타원체 시장에서 임상 및 산업 응용 분야에 필요한 확장성을 방해합니다. 오가노이드가 약물 스크리닝, 맞춤형 의학 및 재생 치료에 유용하려면 품질 저하 없이 안정적으로 대량으로 생산되어야 합니다. 표준화된 프로토콜이 없기 때문에 생산 공정 규모를 확대하는 것이 어렵고 연구 및 치료 용도로 오가노이드를 적시에 전달하는 데 영향을 미칩니다. 2023년 북미의 3개 생명공학 회사는 주당 10,000개의 오르가노이드를 생산할 수 있는 능력을 갖춘 오가노이드용 자동화된 바이오제조 플랫폼을 출시했지만 프로토콜 가변성으로 인해 확장성은 여전히 ​​제한됩니다.

북미의 오가노이드 및 회전타원체 시장에서 이러한 문제를 해결하려면 오가노이드 배양 및 유지 관리를 위한 표준화된 방법을 개발하고 채택하기 위한 과학계의 공동 노력이 필요합니다. 지침과 모범 사례를 확립하면 재현성을 향상하고 연구자 간의 협력을 촉진할 수 있습니다. 자동화 및 바이오제조 기술에 대한 투자도 확장성을 향상시킬 수 있습니다. 특히, 국제줄기세포연구학회(ISSCR)는 2023년에 간 오가노이드 생산을 위한 표준화된 프로토콜을 도입했습니다. 이는 이미 미국의 50개 연구실에서 채택되었으며, 이는 표준화 과제를 극복하기 위한 진전을 의미합니다.

부분 분석 

유형별 

다세포 종양 회전타원체(MCTS), 신경구, 맘모스피어, 간구 및 배아체를 포함한 회전타원체는 52.6% 이상의 시장 점유율을 차지하여 북미 오가노이드 및 회전타원체 시장을 지배합니다. 이러한 우위는 주로 단순성과 비용 효율성에 의해 주도됩니다. 예를 들어, 북미의 1,500개 이상의 연구실에서는 암 연구를 위해 회전타원체 모델을 적극적으로 사용하고 있는 반면, 오가노이드를 사용하는 연구실은 800개 미만입니다. 회전 타원체는 48시간 만에 생성될 수 있는 반면, 오가노이드는 개발하는 데 몇 주가 걸리는 경우가 많습니다. 또한 회전타원체 배양 키트는 오가노이드 키트 비용의 거의 절반에 해당하므로 소규모 연구 기관 및 신생 기업이 더 쉽게 접근할 수 있습니다. 여기서 회전 타원체의 강력한 채택은 생물 의학 연구의 다양성에 의해 주도됩니다. 예를 들어, 북미 지역의 전임상 암 약물 연구 중 70% 이상이 현재 종양 미세 환경을 모델링하기 위해 회전타원체를 포함하고 있습니다. Neurosphere는 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환을 조사하기 위해 매년 300개 이상의 연구에 사용됩니다. 또한 회전 타원체는 이 지역의 500개 이상의 제약 회사가 이를 약물 발견 파이프라인에 통합하는 높은 처리량 스크리닝 플랫폼과 호환됩니다. 이러한 광범위한 적용으로 인해 지난 5년 동안 회전 타원체와 관련된 출판물이 40% 증가했습니다.

회전타원체는 사용 용이성과 기존 실험실 장비와의 호환성으로 인해 북미 오가노이드 및 회전타원체 시장의 소비자들 사이에서 더 인기가 있습니다. 값비싼 세포외 기질이 필요한 경우가 많은 오가노이드와는 달리, 회전타원체는 표준 저가형 배지를 사용하여 배양할 수 있습니다. 현재 북미 지역의 200개 이상의 생명공학 회사에서 채택하고 있는 자동 회전타원체 배양 시스템은 확장성과 재현성을 더욱 향상시켰습니다. FDA와 같은 규제 기관은 100개 이상의 사례에서 전임상 약물 테스트를 위한 회전타원체 기반 모델을 승인하여 신뢰성을 강화하고 업계 전반에 걸쳐 채택을 촉진했습니다.

애플리케이션 별

응용 분야를 기준으로 오가노이드 및 회전 타원체 시장은 32% 이상의 시장 점유율로 발생 생물학 응용 ​​분야가 주도하고 있습니다. 오늘날 오가노이드와 회전타원체는 복잡한 생리학적 과정을 복제하는 능력으로 인해 발생 생물학에서 광범위하게 사용됩니다. 예를 들어, 2023년에만 발표된 1,200개 이상의 연구에서 장기 발달을 모델링하기 위해 오가노이드를 활용했으며, 뇌 오가노이드가 가장 많이 연구되었습니다. 반면에 회전타원체는 조직 재생 및 세포 분화를 조사하기 위해 매년 800개 이상의 연구에 사용됩니다. 이러한 모델을 통해 연구자들은 지난 3년 동안 선천성 장애와 관련된 50개 이상의 중요한 발달 유전자를 식별할 수 있었습니다.

이러한 모델의 중요성은 생체 내와 유사한 환경을 모방하는 능력에 있습니다. 예를 들어, 오가노이드는 인간 두뇌 발달의 초기 단계를 복제하는 데 사용되어 자폐 스펙트럼 장애를 이해하는 데 획기적인 발전을 가져왔습니다. 회전타원체, 특히 배아체는 줄기 세포 분화를 연구하는 데 중요한 역할을 해 왔으며, 북미 오가노이드 및 회전타원체 시장의 200개 이상의 실험실에서 이러한 목적으로 회전타원체를 사용하고 있습니다. 이러한 모델은 또한 2020년 이후 발달 질환에 대한 15개의 신약 표적을 발견하는 데 기여하여 치료 혁신에 미치는 영향을 강조했습니다. 발달 생물학에서 오가노이드와 회전 타원체의 성장을 촉진하는 몇 가지 요인이 있습니다. 2021년부터 북미 지역의 오가노이드 및 회전 타원체 연구에 1억 5천만 달러 이상의 자금이 할당되었으며, 정부 기관과 민간 투자자가 그 잠재력을 인식했습니다. 또한 지난 5년 동안 오가노이드 및 회전타원체 기술에만 초점을 맞춘 50개 이상의 생명공학 스타트업이 설립되었습니다. 동물 실험에 비해 인간 유래 모델을 사용하는 것의 윤리적 이점으로 인해 이 지역 전역의 300개가 넘는 발달 생물학 실험실에서 이 모델을 채택하게 되었습니다.

최종 사용자별

시장 점유율이 45% 이상인 생명공학 및 제약 회사는 북미 지역 오가노이드 및 회전타원체 시장의 최대 최종 사용자이며, 600개 이상의 회사가 이러한 모델을 R&D 파이프라인에 적극적으로 통합하고 있습니다. 예를 들어, 오가노이드는 매년 1,000개 이상의 약물 스크리닝 프로젝트에 사용되는 반면 회전타원체는 800개 이상의 독성 테스트 연구에 사용됩니다. 이러한 모델을 사용하면 약물 개발 일정을 평균 6개월 단축하여 회사의 R&D 비용을 수백만 달러 절약할 수 있습니다. 이러한 모델에 대한 수요는 약물에 대한 인간의 반응을 보다 정확하게 예측할 수 있는 능력에 의해 주도됩니다. 예를 들어, 환자 유래 오가노이드는 지난 2년 동안 200건이 넘는 맞춤형 의학 실험에 사용되어 맞춤형 치료법 개발이 가능해졌습니다. 회전타원체, 특히 종양 회전타원체는 북미 암 치료제 개발 프로젝트의 70% 이상에 사용됩니다. 또한 이 모델은 2020년부터 낭포성 섬유증 및 간 섬유증과 같은 질병에 대한 30개 이상의 신약 후보를 식별하는 데 중요한 역할을 했습니다.

북미 오가노이드 및 스페로이드 시장의 생명공학 및 제약 회사는 오가노이드 및 스페로이드를 혁신을 강화하고 비용을 절감할 수 있는 기회로 보고 있습니다. 북미 상위 20개 제약회사 중 50% 이상이 전담 오가노이드 및 회전타원체 연구 부서를 설립했습니다. 또한 지난 5년 동안 100개 이상의 생명공학 스타트업이 등장하여 오가노이드 및 회전타원체 기술 상용화에 중점을 두고 있습니다. FDA는 2021년부터 이러한 모델을 사용하여 개발된 20개 이상의 약물을 승인하여 그 유용성을 더욱 검증하고 업계 전반에 걸쳐 채택을 촉진했습니다.

소스별

세포주, 일차 세포 및 유도만능줄기세포(iPSC)에서 파생된 회전타원체는 접근성과 다양성으로 인해 55.6% 이상의 시장 점유율로 북미 오가노이드 및 회전타원체 시장을 지배하고 있습니다. 예를 들어, 이 지역에서 회전타원체 기반 연구의 70% 이상이 쉽게 이용 가능하고 비용 효율적인 세포주 유래 모델을 사용합니다. 일차 세포 유래 회전 타원체는 매년 500개 이상의 맞춤형 의학 프로젝트에 사용되어 정밀 치료에 중요한 환자별 통찰력을 제공합니다. 한편, iPSC 유래 회전 타원체는 유전 질환 및 발달 장애를 모델링하기 위해 매년 300개 이상의 연구에 사용됩니다. 세포주 유래 회전 타원체는 일관성과 사용 용이성으로 인해 특히 인기가 있습니다. 예를 들어, 북미 지역의 1,000개 이상의 실험실에서는 암 연구를 위해 세포주 유래 회전 타원체를 사용합니다. 

반면에 일차 세포 유래 회전타원체는 오가노이드 및 회전타원체 시장에서 생리학적 관련성으로 인해 선호되며, 200개 이상의 생명공학 회사에서 이를 사용하여 환자별 약물 반응을 테스트합니다. iPSC 유래 회전 타원체는 2020년 이후 이러한 모델을 통합한 북미 지역의 100개 이상의 임상 시험을 통해 재생 의학에서 주목을 받았습니다. 소스별 회전 타원체의 성장은 세포 배양 기술의 발전에 의해 지원됩니다. 예를 들어, 세포주 유래 회전 타원체를 생성하기 위한 자동화 시스템은 북미 지역의 300개 이상의 실험실에서 채택되어 확장성과 재현성이 향상되었습니다. 일차 세포 분리 기술도 발전하여 매년 400건이 넘는 연구에서 환자 유래 세포를 사용할 수 있게 되었습니다. iPSC 기술은 2021년부터 북미 iPSC 연구에 10억 달러 이상을 할당하는 등 상당한 투자를 보였으며 다양한 응용 분야를 위한 새로운 회전타원체 모델 개발을 주도했습니다.

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북미 오가노이드 및 회전타원체 시장의 최고 기업

• 3D 바이오매트릭스
• 3D 바이오텍 LLC
• ATCC
• 코닝 법인
• InSphero/퍼킨 엘머
• 론자
• 프렐리스 생물학
• 줄기세포 기술
• 써모 피셔 사이언티픽
• 체리바이오텍
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

유형별

• 오가노이드
  • 신경 유기체
  • 간 유기체
  • 장내 장기
  • 기타 유기체
• 회전 타원체
  • 다세포 종양 타원체(MCTS)
  • 신경구
  • 맘모스피어
  • 간구
  • 배아체

방법별

• 오가노이드
  • 유기체 배양을 위한 일반적인 침지 방법
  • 크립트 오가노이드 배양 기술
  • 유기체 배양을 위한 공기 액체 인터페이스(ALI) 방법
  • Lgr5+ 세포의 클론 오가노이드
  • 뇌 및 망막 유기체 형성 프로토콜
• 회전 타원체
  • 미세패턴 플레이트
  • 로우 셀 부착 플레이트
  • 매달린 낙하 방식
  • 기타

소스별

• 오가노이드
  • 일차 조직
  • 줄기세포
• 회전 타원체
  • 세포주
  • 1차 전지
  • iPSC 유래 세포

애플리케이션 별

• 발달 생물학
• 맞춤형 의학
• 재생의학
• 질병 병리학 연구
• 약물 독성 및 효능 테스트

최종 용도별

• 생명공학 및 제약 산업
• 학술 및 연구 기관
• 병원 및 진단 센터

북미 기준

• 미국
• 캐나다
• 멕시코