Bakteriofager kan reducere skader forårsaget af fracking, en berygtet splittende praksis

Bioteknologi for at begrænse forurening fra fossile brændstoffer

The rise of shale oil & gas production in the US has been a major change in the global energy landscape. It single-handedly reverted the decline in US production, as conventional oil & gas fields production started declining in the 1970s.

Kilde: EIA

Shale-olieproduktion medfører også enormt vandforbrug, med 1,3 milliarder tønder vand brugt til stimulation af produktionsbrønde samt et årligt volumen af produceret vand (PW) på 1,6 milliarder tønder.

Dette producerede vand (PW) er den største miljøaffald fra shale-industrien (ignoreret kulstof- og metanudledninger). Det indeholder ioner (salte) samt flygtige organiske forbindelser (VOC’er), kulbrinter og andre organiske forbindelser, hvilket skaber en meget kompleks kemisk blanding. Denne blanding er også et perfekt yngleområde for bakterier.

I øjeblikket bliver PW ofte behandlet og geninjiceret i olieborehuller for at hjælpe med at opretholde trykket i shale-oliereservoiret. Problemet er, at bakterieproliferation kan forårsage mange problemer, fra rørkorrosion forårsaget af Pseudomonas aeruginosa der oxiderer jern til Bacillus megaterium der nedbryder kulbrinter, som er netop målet med shale-olieudvinding.

For at løse dette bliver PW saneret ved hjælp af mange metoder, herunder oxidationsmidler (ozon, permanganat og hydrogenperoxid) eller glutaraldehyd, hypochlorit, pereddikesyre og andre biocider; alle disse forbindelser er energikrævende at producere og kan selv være forurenende.

Endnu værre, bakterierne udvikler sig hurtigt for at tilpasse sig dem, hvilket kræver stadig højere koncentrationer for at opretholde effektiviteten. Dette ligner fremkomsten af antibiotikaresistens på hospitaler.

En ny type bakteriedræber, en klasse af virusser kaldet bakteriofager, kunne udnyttes til at løse problemet.

(vi diskuterede bakteriofager i forbindelse med antibiotikaresistens og terapi i “Creating Living Antibiotics: BiomX vs Armata (PHGE ) ”)

Bakteriofager mod bakterier

Bakteriofager er virusser, der er specialiserede i at inficere bakterier og er harmløse for andre livsformer. De formerer sig ved at injicere deres genetiske materiale i bakterierne, hvilket tvinger dem til at producere flere bakteriofager.

De fungerer gennem et ‘lås og nøgle’-system, primært afhængigt af interaktionen mellem faget og receptorer, der findes på bakteriecelleoverfladen. Dette betyder, at de fleste bakteriofager er ultra-specialiserede og ofte kun målretter én bakterieart.

Da bakteriofager selv er “levende”, kan de co-evolvere med bakterierne og tilpasse sig den fleste resistens, der ville opstå ved brug af kemikalier eller antibiotika.

Kilde: Britannica

Bakteriofager er også kendt for at fungere selv i ugunstige miljøer, såsom salt vand, høje temperaturer eller ekstreme pH-værdier. Så de kan være en perfekt mulighed for at dræbe bakterier i vand produceret fra shale.

Bakteriofager til rensning af spildevand

Forskere ved University of Texas og Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña i Den Dominikanske Republik har undersøgt potentialet af bakteriofager mod Pseudomonas aeruginosa og Bacillus megaterium. De to bakterier blev valgt på grund af deres bidrag til problemer i behandling af shale-vand samt på grund af den kommercielle tilgængelighed af bakteriofager, der målretter dem.

Forskerne demonstrerede, at i nærvær af fageter,  P. aeruginosa undlod at formere sig i spildevandet. For B. megaterium, har en blanding af to fagetarter kaldet Slash og Palmer vist sig at være mere effektiv end en enkelt fagetbehandling til at eliminere bakterierne.

Fremtidig fremgang med bakteriofager

For at denne løsning skal blive mere udbredt, er masseproduktion af fageter og en protokol til at integrere dem i behandling af shale-spildevand nødvendig.

En anden begrænsning er, at hver bakteriofag er meget specifik for en bakterieart, så målretning af andre bakterier vil kræve en større fagbank og flere kommercielt tilgængelige fageter end der i øjeblikket er.

Under alle omstændigheder beviser dette potentialet for en biologisk løsning i behandling af vand produceret fra shale, hvilket i høj grad reducerer behovet for forurenende og energikrævende kemisk behandling.

Bakteriofagevirksomheder

Mange virksomheder arbejder med bakteriofageteknologi, men kun få er børsnoterede. De fleste fokuserer på terapeutiske anvendelser, da dette typisk er et langt mere profitabelt marked, selvom det også er underlagt meget strengere reguleringer.

Kilde: Pharmaceutical Technology

1.  BiomX

BiomX er en bakteriofagevirksomhed, der fokuserer på behandling af antibiotikaresistente infektioner relateret til cystisk fibrose og Staphylococcus aureus-infektioner i diabetisk fodosteomyelitis (DFO).

Der er 17.000 cystisk fibrose-patienter i USA og Vesteuropa med kroniske PsA-infektioner, hvilket skaber en potentiel kommerciel mulighed på 1,6 milliarder dollars på verdensplan.

DFO er årsagen til flertallet af de 160.000 amputationer af nedre lem hos diabetikere årligt i USA, hvilket skaber en potentiel kommerciel mulighed på 2 milliarder dollars på verdensplan.

Kilde: Biomx

I marts 2024 fusionerede den med sin konkurrent Adaptive Phage Therapeutics, hvilket gav den 2 produkter i fase II af kliniske forsøg, med resultater forventet i 2025.

Kilde: Biomx

De indledende kliniske resultater har været lovende, herunder penetration af biofilm (det centrale problem i DFO-behandlingsfejl) og en god sikkerhedsprofil, samt ingen udvikling af resistens fra bakterierne.

BiomX ser også på behandling af hudinfektioner (atopisk dermatitis), med forskning der stadig er i den prækliniske fase.

2. PHAXIAM Therapeutics (PHXM.PA)

Den fransk-baserede Phaxiam er resultatet af fusionen i juni 2023 af faget-fokuserede virksomhederne Pherecydes Pharma og Erytech Pharma .

Virksomhedens pipeline fokuserer på bakterier, der også målrettes af BiomX, Staphylococcus aureus og Pseudomonas aeruginosa, samt Escherichia coli.

De fleste fase‑2 kliniske forsøg forventes at blive lanceret i 2025.

Kilde: Phaxiam

Virksomhedens R&D‑pipeline ser lovende ud, men faldet i aktiekursen de seneste år indikerer investorernes bekymring omkring dens finansielle stabilitet. I april 2024 annoncerede den, at den kun har likviditet til september 2024, og er “undersøger muligheder for yderligere at forlænge likviditeten”.