Les bactériophages pourraient réduire les dommages causés par la fracturation hydraulique, une pratique notoirement controversée

Biotechnologie pour limiter la pollution des combustibles fossiles

L’essor de la production de pétrole et de gaz de schiste aux États‑Unis a constitué un changement majeur du paysage énergétique mondial. Il a inversé à lui seul le déclin de la production américaine, alors que la production des champs pétroliers et gaziers conventionnels commençait à diminuer dans les années 1970.

Source: EIA

La production de pétrole de schiste s’accompagne également d’une consommation massive d’eau, avec 1,3 milliard de barils d’eau utilisés pour la stimulation des puits de production, ainsi qu’un volume annuel d’eau produite (PW) de 1,6 milliard de barils.

Cette eau produite (PW) constitue le principal déchet environnemental de l’industrie du schiste (en ignorant les émissions de carbone et de méthane). Elle contient des ions (sels) ainsi que des composés organiques volatils (COV), des hydrocarbures et d’autres composés organiques, créant un mélange chimique très complexe. Ce mélange constitue également un terrain de reproduction idéal pour les bactéries.

Actuellement, la PW est souvent traitée puis réinjectée dans les puits de pétrole afin de maintenir la pression dans le gisement de schiste. Le problème est que la prolifération bactérienne peut engendrer de nombreux soucis, allant de la corrosion des tuyaux par Pseudomonas aeruginosa oxydant le fer à Bacillus megaterium décomposant les hydrocarbures, objectif même de l’extraction du pétrole de schiste.

Pour y remédier, la PW est désinfectée à l’aide de nombreuses méthodes, incluant des agents oxydants (ozone, permanganate et peroxyde d’hydrogène) ou du glutaraldéhyde, hypochlorite, acide peracétique et d’autres biocides ; tous ces composés sont coûteux en énergie à produire et peuvent eux‑mêmes être polluants.

Pire encore, les bactéries évoluent rapidement pour s’adapter à ces traitements, nécessitant des concentrations de plus en plus élevées pour maintenir leur efficacité. Cela ressemble à l’émergence de la résistance aux antibiotiques dans les hôpitaux.

Un nouveau type d’agent antibactérien, une classe de virus appelés bactériophages, pourrait être exploité pour résoudre ce problème.

(nous avons abordé les bactériophages dans le contexte de la résistance aux antibiotiques et de la thérapie dans « Créer des antibiotiques vivants: BiomX vs Armata (PHGE ) »)

Bactériophages contre les bactéries

Les bactériophages sont des virus spécialisés dans l’infection des bactéries et sont inoffensifs pour les autres formes de vie. Ils se multiplient en injectant leur matériel génétique dans la bactérie, la contraignant à produire davantage de bactériophages.

Ils fonctionnent selon un système de « serrure et clé », dépendant principalement de l’interaction du phage avec les récepteurs présents à la surface de la cellule bactérienne. Cela signifie que la plupart des bactériophages sont ultra‑spécialisés, ciblant souvent une seule espèce de bactérie.

Comme les bactériophages sont eux‑mêmes « vivants », ils peuvent co‑évoluer avec les bactéries et s’adapter à la plupart des résistances qui apparaîtraient lors de l’utilisation de produits chimiques ou d’antibiotiques.

Source: Britannica

Les bactériophages sont également connus pour fonctionner même dans des environnements hostiles, comme l’eau salée, les hautes températures ou les pH extrêmes. Ils pourraient donc constituer une option idéale pour éliminer les bactéries dans l’eau produite par le schiste.

Bactériophages pour nettoyer les eaux usées

Des chercheurs de l’Université du Texas et de l’Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña en République dominicaine ont étudié le potentiel des bactériophages contre Pseudomonas aeruginosa et Bacillus megaterium. Ces deux bactéries ont été choisies pour leur contribution aux problèmes de traitement de l’eau de schiste et pour la disponibilité commerciale de bactériophages les ciblant.

Les chercheurs ont démontré qu’en présence de phages, P. aeruginosa ne parvenait pas à proliférer dans les eaux usées. Pour B. megaterium, un mélange de deux espèces de phages appelées Slash et Palmer s’est avéré plus efficace qu’un traitement à un seul phage pour éliminer la bactérie.

Progrès futurs avec les bactériophages

Pour que cette solution soit davantage adoptée, il faut une production de masse des phages ainsi qu’un protocole pour les intégrer au traitement des eaux usées de schiste.

Une autre limitation est que chaque bactériophage est très spécifique à une espèce bactérienne, de sorte que cibler d’autres bactéries nécessitera une banque de phages plus importante et davantage de phages commercialement disponibles que ceux actuellement accessibles.

Dans tous les cas, cela démontre le potentiel d’une option biologique dans le traitement de l’eau produite par le schiste, réduisant considérablement le besoin de traitements chimiques polluants et énergivores.

Entreprises de bactériophages

Source: Pharmaceutical Technology

1.  BiomX

BiomX est une société de bactériophages spécialisée dans le traitement des infections résistantes aux antibiotiques liées à la mucoviscidose et des infections à Staphylococcus aureus dans l’ostéomyélite du pied diabétique (DFO).

Il existe 17 000 patients atteints de mucoviscidose aux États‑Unis et en Europe occidentale présentant des infections chroniques à PsA, créant une opportunité commerciale potentielle de 1,6 milliard de dollars à l’échelle mondiale.

L’DFO est à l’origine de la majorité des 160 000 amputations des membres inférieurs chez les patients diabétiques chaque année aux États‑Unis, créant une opportunité commerciale potentielle de 2 milliards de dollars à l’échelle mondiale.

Source: Biomx

En mars 2024, elle a fusionné avec son concurrent Adaptive Phage Therapeutics, lui donnant deux produits en phase II d’essais cliniques, avec des résultats attendus en 2025.

Source: Biomx

Les premiers résultats cliniques ont été prometteurs, incluant la pénétration des biofilms (le principal problème des échecs de traitement de l’DFO) et un bon profil de sécurité, ainsi que aucun développement de résistance de la part des bactéries.

BiomX explore également le traitement des infections cutanées (dermatite atopique), la recherche étant encore au stade pré‑clinique.

2. PHAXIAM Therapeutics (PHXM.PA)

Phaxiam, basée en France, est le résultat de la fusion en juin 2023 des sociétés axées sur les phages Pherecydes Pharma et Erytech Pharma .

Le portefeuille de la société se concentre sur les bactéries également ciblées par BiomX, à savoir Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa, ainsi que Escherichia coli.

La plupart des essais cliniques de phase 2 devraient être lancés en 2025.

Source: Phaxiam

Le portefeuille R&D de la société semble prometteur, mais la baisse du cours de l’action au cours des dernières années indique les inquiétudes des investisseurs quant à sa stabilité financière. En avril 2024, elle a annoncé ne disposer d’une trésorerie suffisante que jusqu’en septembre 2024, et qu’elle « examine les options pour prolonger davantage sa trésorerie ».