Mercado de biología computacional en Norteamérica: por herramienta, aplicación, servicios y uso final - Previsión 2025-2034

Tamaño del mercado de biología computacional en América del Norte

El mercado de biología computacional en América del Norte se estimó en USD 3.400 millones en 2024. Se espera que el mercado crezca de USD 3.800 millones en 2025 a USD 10.200 millones en 2034, con una CAGR del 11,8% durante el período de pronóstico, según el último informe publicado por Global Market Insights Inc. El mercado de biología computacional está experimentando un crecimiento debido a varios factores clave, que incluyen el aumento de la adopción de diseños computacionales en ensayos clínicos, el aumento de los costos de desarrollo de medicamentos junto con las limitaciones de tiempo, el crecimiento en el descubrimiento y desarrollo de medicamentos, los avances en bioinformática y ciencia de datos, y las políticas gubernamentales de apoyo.

La expansión de la investigación multiómica, el aumento de la demanda de medicina personalizada y el uso de herramientas computacionales en ensayos clínicos y modelado de enfermedades son algunos de los factores clave que impulsan el crecimiento del mercado. El mercado está dominado por actores clave como Thermo Fisher Scientific, Illumina Inc., QIAGEN, BIO-RAD Laboratories y Dassault Systèmes. Estos actores clave están concentrando sus esfuerzos en plataformas impulsadas por IA, integración de datos multiómicos, soluciones escalables nativas en la nube y asociaciones colaborativas para acelerar el descubrimiento de medicamentos, mejorar la modelización predictiva y facilitar la atención personalizada.

El mercado pasó de USD 1.800 millones en 2021 a USD 2.900 millones en 2023. La pandemia destacó la importancia de las evaluaciones genómicas rápidas para el seguimiento en tiempo real del virus y el desarrollo de vacunas. Desde la pandemia de COVID-19, ha habido un desarrollo e inversión continuos en enfoques de biología computacional para la vigilancia genómica, el seguimiento de mutaciones y el desarrollo de vacunas, lo que está generando crecimiento tanto en salud pública como en farmacéuticos.

Además, la IA y el ML también están transformando el campo de la biología computacional a través de la modelización predictiva, el reconocimiento de patrones y la automatización de análisis de datos. Por lo tanto, el uso de estas tecnologías puede permitir a los investigadores optimizar la precisión y la velocidad de la simulación biológica y la cadena de desarrollo de medicamentos.

El proceso tradicional de desarrollo de productos farmacéuticos es lento y costoso. Por ejemplo, según los datos publicados, el tiempo promedio requerido para llevar un nuevo medicamento al mercado puede tomar alrededor de 10-15 años y hasta USD 2.600 millones en costos de desarrollo. Esta dificultad crea la necesidad de herramientas en el campo de la biología computacional que faciliten los protocolos de investigación y desarrollo, reduzcan el ensayo y error y identifiquen los candidatos a medicamentos más prometedores al principio del ciclo de desarrollo del producto. Estas herramientas se utilizan a menudo para modelar sistemas biológicos, modelar interacciones de medicamentos y analizar datos ómicos, reduciendo así significativamente los experimentos de laboratorio y minimizando los fracasos en los ensayos clínicos.

Además, las colaboraciones entre instituciones académicas, actores de la industria y agencias gubernamentales se espera que impulsen aún más el crecimiento de la industria. Estas asociaciones impulsan la innovación combinando la experiencia en investigación académica, los recursos de la industria y el apoyo del gobierno. Las instituciones académicas contribuyen con descubrimientos novedosos, las empresas proporcionan financiamiento y vías de comercialización, y las agencias gubernamentales ofrecen orientación regulatoria e infraestructura. Al aprovechar el conocimiento y los recursos colectivos, estas entidades avanzan en el desarrollo de herramientas de biología computacional, facilitan la investigación traslacional y ayudan a que las innovaciones científicas lleguen a aplicaciones prácticas en atención médica y farmacéuticos, promoviendo así el crecimiento del mercado.

La biología computacional es un campo interdisciplinario que combina algoritmos, análisis de datos y/o computación de alto rendimiento, con aplicaciones en el modelado de sistemas biológicos, el análisis de datos biológicos complejos (genómica, proteómica) y la aceleración del descubrimiento de fármacos, el modelado de enfermedades y la medicina personalizada. El campo es una parte integral de las ciencias de la vida modernas y la investigación y desarrollo farmacéutico.

Tendencias del mercado de biología computacional en América del Norte

El énfasis en la vigilancia genómica en tiempo real, la creciente adopción de gemelos digitales en biología y el auge de las plataformas de bioinformática basadas en la nube son algunas de las tendencias clave que están dando forma al crecimiento del mercado regional.

• El área de la biología computacional está cambiando rápidamente con la computación en la nube, utilizando una infraestructura escalable, segura y rentable para que los investigadores y las empresas analicen y almacenen sus datos. Los investigadores y las empresas pueden utilizar herramientas avanzadas de bioinformática de forma remota y colaborar entre instituciones utilizando grandes conjuntos de datos y sin las limitaciones de grandes inversiones en infraestructura física. Esta tendencia refleja importantes innovaciones en un mejor impulso de la investigación y barreras de costos más bajas.
  
• Además, los gemelos digitales de sistemas biológicos están comenzando a ganar tracción en el desarrollo de fármacos, el modelado de enfermedades y otras aplicaciones dentro de este dominio. Estos permiten a los investigadores probar hipótesis, predecir resultados y optimizar terapias sin necesidad de costosos experimentos físicos o datos empíricos.
  
• Además, la vigilancia genómica en tiempo real es crítica para el seguimiento de enfermedades infecciosas y variantes emergentes. Las tecnologías de biología computacional permiten una rápida secuenciación, análisis de mutaciones y compartición de datos a escala internacional. Esta tendencia ha sido acelerada por la pandemia de COVID-19 y ahora es una parte estándar de la mayoría de las rutinas de salud pública y vigilancia global de enfermedades.
  

Análisis del mercado de biología computacional en América del Norte

En 2021, el mercado estaba valorado en USD 1.8 mil millones y creció a USD 2.3 mil millones en 2022, alcanzando USD 2.9 mil millones en 2023. La creciente adopción de plataformas computacionales avanzadas y soluciones innovadoras está desempeñando un papel significativo en el impulso del crecimiento de la industria.

Según la herramienta, el mercado de biología computacional en América del Norte se segmenta en software y servicios de análisis, bases de datos y hardware. El segmento de software y servicios de análisis representó una participación líder del 43.4% en 2024. La creciente demanda de software y servicios de análisis se impulsa por el aumento del volumen de datos ómicos, la necesidad de herramientas de modelado sofisticadas y el uso creciente de información impulsada por IA en el descubrimiento de fármacos y la medicina de precisión. Se espera que el segmento supere los USD 4.6 mil millones para 2034, con una CAGR del 12.2% durante el período de pronóstico.

• A medida que los datos biológicos se vuelven más complejos y se generan en grandes cantidades, el segmento de software y servicios está ganando un fuerte impulso para manejarlos. Los investigadores y las empresas farmacéuticas desean mejores herramientas analíticas para interpretar datos clínicos, genómicos y proteómicos más rápidamente.
  
• Estas herramientas permitirán a un investigador evaluar una hipótesis más rápidamente, desarrollar modelos predictivos y visualizar los datos de manera efectiva, todos componentes críticos del desarrollo de fármacos y la medicina personalizada.
  
• Además, las interfaces de usuario amigables, la compatibilidad con la computación en la nube y el software con capacidades de IA están en demanda, lo que promueve la innovación y la adopción en la academia, la atención médica y la biotecnología.
  
• Además, el segmento de bases de datos fue el segundo más grande en 2024, valorado en USD 1.2 mil millones. Ha habido un aumento en el crecimiento de las bases de datos biológicas, que permiten a los investigadores y empresas almacenar y organizar grandes cantidades de datos genómicos, proteómicos y clínicos dispares en un almacén de datos central.
  
• Las bases de datos biológicas permiten la interoperabilidad, el intercambio de datos y el acceso a la información en tiempo real de una manera que mejora la investigación colaborativa, las presentaciones regulatorias y las soluciones de atención médica basadas en datos.
  
• El segmento de hardware se valoró en USD 703 millones en 2024. Existe una creciente necesidad de hardware de computación de alto rendimiento (HPC) para acomodar el procesamiento de simulaciones biológicas complejas, grandes esfuerzos de secuenciación genómica y análisis basados en IA.
  
• Además, a medida que aumenta la generación de datos, existe una necesidad de infraestructura de hardware informático escalable y eficiente, que incluye GPUs, servidores en la nube y infraestructura de computación y almacenamiento en la nube para apoyar análisis en tiempo real y flujos de trabajo computacionales mejorados para proyectos de investigación y clínicos.
  

Según la aplicación, el mercado de biología computacional de Norteamérica se segmenta en simulación celular y biológica, descubrimiento de fármacos y modelado de enfermedades, desarrollo preclínico de fármacos, ensayos clínicos y software de simulación del cuerpo humano. El segmento de simulación celular y biológica tuvo una participación líder y se valoró en USD 1.2 mil millones en 2024.

• El segmento de simulación celular y biológica está impulsado por una fuerte demanda del mercado por su capacidad para simular procesos biológicos complejos in silico, reduciendo la necesidad de experimentación de laboratorio costosa y laboriosa.
  
• Además, las simulaciones son extremadamente valiosas para comprender los procesos de la enfermedad, las interacciones de los fármacos y predecir las respuestas en las células. Con el auge de la biología de sistemas y la medicina personalizada, hay un interés creciente para que muchos investigadores y empresas farmacéuticas apliquen herramientas de simulación para aumentar la velocidad del descubrimiento, optimizar los enfoques terapéuticos y reducir los costos del desarrollo clínico mediante la facilitación del modelado preclínico de la enfermedad.
  
• El segmento de descubrimiento de fármacos y modelado de enfermedades se proyecta que crecerá a un ritmo más alto con una CAGR del 12.2% durante el período de pronóstico. Está creciendo a una tasa de crecimiento robusta, ya que las empresas farmacéuticas buscan métodos más rápidos y rentables para identificar candidatos a fármacos.
  
• El uso de cribado virtual, identificación de objetivos y optimización de líderes en biología computacional puede realizarse para reducir el tiempo y los recursos necesarios para llevar a cabo la investigación y desarrollo de descubrimiento de fármacos en fase temprana real.
  
• El modelado de enfermedades también puede emplearse con IA y datos multiómicos para simular el desarrollo de la enfermedad y las respuestas al tratamiento, y es especialmente relevante para las iniciativas de medicina de precisión.
  
• Además, el segmento de desarrollo preclínico de fármacos se valoró en USD 500.9 millones en 2024. La biología computacional se está utilizando considerablemente para simular perfiles farmacocinéticos, farmacodinámicos y de toxicidad para candidatos a fármacos antes de o antes de los estudios en pacientes reales.
  
• Estas herramientas pueden predecir la respuesta de un fármaco en un sistema biológico y podrían reducir el uso de modelos animales en estudios de farmacología preclínica y dar a un candidato a fármaco una mejor oportunidad de transición a ensayos clínicos.
  
• Además, se anticipa que el segmento de ensayos clínicos registrará un crecimiento notable y alcance los USD 1.2 mil millones para 2034. Las herramientas de biología computacional son útiles para simular respuestas biológicas, mejorar el diseño de ensayos clínicos y analizar los datos de los pacientes de manera más eficiente. Estas prácticas reducen los costos de los ensayos clínicos, añaden precisión y agilizan las aprobaciones regulatorias.
  

Basado en los servicios, el mercado de la biología computacional en América del Norte se segmenta en servicios por contrato e internos. El segmento de servicios por contrato representó la mayor parte de la cuota de mercado, con un 56.8% en 2024, debido a ventajas como un enfoque rentable, acceso a herramientas avanzadas y experiencia, entre otros.

• Existe una demanda significativa de servicios por contrato, ya que las empresas farmacéuticas y biotecnológicas se trasladan a organizaciones de investigación por contrato (CRO) y organizaciones especializadas en biología computacional. Este modelo permite a las organizaciones ahorrar costos, acceder a tecnología avanzada y talento especializado, evitando los costos de infraestructura para desarrollar capacidades internas.
  
• Las organizaciones de servicios por contrato promueven la adopción de modelos y herramientas de biología computacional, ya que ofrecen una serie de beneficios como la finalización más rápida de proyectos, escalabilidad y flexibilidad, factores importantes para las organizaciones pequeñas y medianas.
  
• Además, con el desarrollo de medicamentos volviéndose cada vez más complejo, basado en datos y consumidor de tiempo, se considera una mejor estrategia para promover la innovación y reducir la carga operativa.
  
• El segmento interno tuvo un valor de USD 1.4 mil millones en 2024. Los servicios de biología computacional internos dentro de una empresa farmacéutica o una organización académica son necesarios, especialmente cuando la organización desea tener control total de los datos propietarios y/o capacidades. Las organizaciones se dedican a los servicios de biología computacional para mantener la seguridad de los datos y la propiedad intelectual, así como para brindar apoyo a las actividades de investigación y desarrollo en el futuro.
  
• Además, aunque el servicio interno puede ser considerablemente más costoso, permite un mayor grado de flexibilidad e interoperabilidad con los flujos de trabajo existentes, sistemas de registros médicos electrónicos, etc.
  

Basado en el uso final, el mercado de la biología computacional en América del Norte se segmenta en comercial y académico e investigación. El segmento comercial representó la mayor parte de la cuota de mercado, con un 58.8% en 2024, debido al creciente uso de estas herramientas y soluciones, principalmente en entornos industriales.

• Un número creciente de empresas farmacéuticas, biotecnológicas y de atención médica están comenzando a adoptar la biología computacional a mayor escala. Estas empresas utilizan modelado avanzado, simulaciones y análisis para acelerar el descubrimiento de medicamentos, reducir los gastos de I+D y desarrollar terapias personalizadas de manera más eficiente.
  
• Además, a medida que las empresas buscan formas de obtener una ventaja competitiva, llevar sus medicamentos al mercado más rápido y obtener la aprobación regulatoria con menos obstáculos, la demanda de biología computacional crece.
  
• El segmento académico e investigación tuvo un valor de USD 1.4 mil millones en 2024. La demanda de soluciones de biología computacional se ve impulsada en gran medida por los avances en genómica, biología de sistemas y modelado molecular en el ámbito académico e investigador. Para manejar el análisis de datos biológicos complejos, simular procesos biológicos y compartir resultados reproducibles, las universidades y organizaciones de investigación dependen de aplicaciones de software avanzadas.
  
• Además, los estudios interdisciplinarios que combinan biología, informática y ciencia de datos también están creciendo y impulsando la demanda. Asimismo, el aumento de la financiación gubernamental y privada de la investigación en ciencias de la vida se traduce en más científicos utilizando plataformas y aplicaciones computacionales en el contexto académico.
  

El mercado de biología computacional de EE. UU. se valoró en USD 1.7 mil millones y USD 2.2 mil millones en 2021 y 2022, respectivamente. En 2024, el tamaño del mercado se valoró en USD 3.2 mil millones frente a los USD 2.7 mil millones en 2023. El enfoque significativo en procesos de desarrollo de medicamentos más rápidos mediante la integración de herramientas y marcos avanzados se proyecta que impulsará el crecimiento del mercado.

• EE. UU. se ha convertido en líder en biología computacional gracias a su robusto ecosistema biotecnológico, capacidades de I+D líderes y cooperación público-privada.
  
• Muchas de las empresas farmacéuticas y tecnológicas más grandes están invirtiendo fuertemente en áreas de impacto, que incluyen el desarrollo de medicamentos basado en IA, genómica y medicina de precisión. Los institutos de investigación y los laboratorios nacionales también son contribuyentes significativos al desempeñar un papel clave en el avance de algoritmos, datos y modelado biológico.
  
• Además, EE. UU. tiene un entorno regulatorio favorable que apoya cada vez más el crecimiento de las tecnologías de salud digital. Una fuerza laboral talentosa, una infraestructura avanzada y una cultura de innovación son algunos de los parámetros que se espera impulsen el crecimiento del país y mantengan su posición líder en la industria.
  

Canadá representó una parte sustancial en el mercado de biología computacional de Norteamérica y se valoró en USD 195.2 millones en 2024.

• La demanda de soluciones de biología computacional está creciendo en Canadá debido a su excelente entorno de investigación académica, programas gubernamentales de apoyo y creciente industria de ciencias de la vida.
  
• Las universidades y los institutos de investigación han comenzado a adoptar herramientas de bioinformática hacia importantes desarrollos en genómica, proteómica y biología de sistemas.
  
• El creciente énfasis del país en la medicina de precisión y la salud pública también está promoviendo el uso de plataformas computacionales para modelar enfermedades y desarrollar terapéuticas.
  
• Además, las instituciones canadienses y las empresas biotecnológicas globales están colaborando cada vez más para promover la innovación, estableciendo así la biología computacional como una parte clave del ecosistema de ciencias de la vida de Canadá.
  

Participación en el Mercado de Biología Computacional de Norteamérica

Las principales empresas que operan en el mercado, como Thermo Fisher Scientific, Illumina Inc., QIAGEN, BIO-RAD Laboratories y Dassault Systèmes, entre otras, tienen una presencia significativa en la industria. Estos actores mantienen su posición clave combinando un fuerte portafolio de productos, aprobaciones regulatorias, innovación constante y asociaciones con las principales partes interesadas en la industria.

El mercado de biología computacional de Norteamérica es competitivo e incluye una combinación de empresas biotecnológicas establecidas, startups emergentes, instituciones académicas y empresas tecnológicas. Los innovadores en este espacio se centran en el descubrimiento de medicamentos optimizado por IA, la integración de múltiples omics y plataformas de bioinformática basadas en la nube.

Además, numerosas empresas están persiguiendo asociaciones estratégicas con universidades y sistemas de salud para acelerar la investigación y la comercialización. Tanto el software de código abierto como el propietario están en uso, proporcionando flexibilidad y escalabilidad.

Además, las empresas más nuevas también están aumentando y entrando en este mercado, incluyendo empresas como Schrödinger y Certara, para proporcionar mejores métodos de modelado y biosimulación avanzados como parte del proceso de I+D farmacéutica.

Empresas del Mercado de Biología Computacional de Norteamérica

Algunas de las empresas destacadas que operan en la industria de biología computacional de Norteamérica incluyen:

• aganitha
• Atomwise
• Benevolent
• BIODIGITAL
• BIO-RAD
• cadence
• CERTARA
• compugen
• DASSAULT SYSTEMES
• deep genomics
• DNAnexus
• Genedata (Danaher)
• GINKGO
• Illumina
• instem
• QIAGEN
• Schrödinger
• Thermo Fisher SCIENTIFIC
  
• Thermo Fisher Scientific

Thermo Fisher Scientific ocupó una posición líder en el mercado de biología computacional de Norteamérica con una participación de alrededor del 12% en 2024. La empresa se centra en la integración de extremo a extremo en toda la cadena de valor de las ciencias de la vida, combinando I+D, fabricación, diagnóstico y servicios clínicos. Su estrategia enfatiza fusiones y adquisiciones agresivas, transformación digital e innovación impulsada por IA para acelerar el desarrollo de medicamentos y la medicina de precisión. También invierte sustancialmente en sostenibilidad y expansión regional para mantener su posición clave.

• Illumina Inc.

Illumina está pivotando más allá del secuenciación hacia la multiómica y la interpretación de datos impulsada por IA. La nueva división de la empresa, BioInsight, se enfoca en asociaciones farmacéuticas para el descubrimiento de medicamentos utilizando grandes conjuntos de datos omicos. La empresa se está expandiendo hacia la proteómica (por ejemplo, adquisición de SomaLogic), mejorando la adopción clínica y impulsando la innovación en genómica de una sola célula y a escala poblacional.

• QIAGEN

La estrategia de QIAGEN se centra en su modelo Sample to Insight, ofreciendo herramientas integradas de diagnóstico molecular y ciencias de la vida. Se enfoca en plataformas de alto crecimiento, mientras expande sus soluciones de diagnóstico acompañante y automatización. Las fusiones y adquisiciones estratégicas, la penetración en mercados regionales y la eficiencia operativa son pilares clave del plan de crecimiento de la empresa.

Noticias de la industria de biología computacional de Norteamérica:

• En junio de 2025, Illumina, Inc. anunció que había llegado a un acuerdo definitivo con Standard BioTools para adquirir SomaLogic. Este desarrollo mejorará la presencia de Illumina en el creciente mercado de la proteómica. Ayudará a la empresa a mejorar su presencia en la industria.
  
• En diciembre de 2024, QIAGEN anunció el lanzamiento de IPA Interpret de Ingenuity Pathway Analysis, una nueva función diseñada para simplificar y acelerar la interpretación de datos biológicos complejos. Este desarrollo permitió a la empresa mejorar su oferta de servicios y mejorar la experiencia del usuario a través de avances y actualizaciones continuas.
  
• En noviembre de 2024, NVIDIA anunció la disponibilidad de la plataforma de código abierto NVIDIA BioNeMo Framework para avanzar en el descubrimiento de medicamentos y acelerar el diseño de moléculas. Esta plataforma se centra en acelerar y escalar la biología digital para diferentes actores de la industria.
  
• En abril de 2024, Seed Health, una empresa de ciencia de microbiomas, lanzó su plataforma CODA, que está impulsada por el Human Phenotype Project, un conjunto de datos multi-ómicos integral. CODA es una plataforma de biología computacional para el descubrimiento y desarrollo de probióticos de precisión de próxima generación y intervenciones dirigidas al microbioma. Este lanzamiento de productos se espera que permita a la empresa mejorar aún más su presencia en la industria.
  

El informe de investigación del mercado de biología computacional de Norteamérica incluye una cobertura exhaustiva de la industria con estimaciones y pronósticos en términos de ingresos en (USD Millones) desde 2021 hasta 2034 para los siguientes segmentos:

Mercado, por herramienta

• Software y servicios de análisis
• Bases de datos
• Hardware

Mercado, por aplicación

• Simulación celular y biológica
  
  • Genómica computacional
  • Proteómica computacional   
  • Farmacogenómica
  • Otras simulaciones
• Descubrimiento de fármacos y modelado de enfermedades
  • Identificación de objetivos
  • Validación de objetivos
  • Descubrimiento de líderes
  • Optimización de líderes
• Desarrollo preclínico de fármacos
  • Farmacocinética
  • Farmacodinamia
• Ensayos clínicos
  • Fase I
  • Fase II
  • Fase III
  • Fase IV
• Software de simulación del cuerpo humano

Mercado, por servicios

• Contrato
• Interno

Mercado, por uso final

• Comercial
• Académico e investigación

La información anterior se proporciona para los siguientes países:

• EE. UU.
• Canadá