बैक्टीरियोफेज़ फ्रैकिंग द्वारा उत्पन्न नुकसान को कम कर सकते हैं, एक कुख्यात विभाजनकारी प्रथा

फॉसिल ईंधन प्रदूषण को सीमित करने के लिए बायोटेक

संयुक्त राज्य में शैल तेल & गैस उत्पादन का उदय वैश्विक ऊर्जा परिदृश्य में एक प्रमुख परिवर्तन रहा है। इसने अकेले ही अमेरिकी उत्पादन में गिरावट को उलटा, क्योंकि पारंपरिक तेल & गैस क्षेत्रों का उत्पादन 1970 के दशक में गिरना शुरू हुआ।

स्रोत: EIA

शैल तेल उत्पादन के साथ बड़ी मात्रा में पानी की खपत भी जुड़ी होती है, जिसमें उत्पादन कुओं की उत्तेजना के लिए 1.3 बिलियन बैरल पानी उपयोग किया जाता है, साथ ही वार्षिक उत्पादित जल (PW) की मात्रा 1.6 बिलियन बैरल है।

यह उत्पादित जल (PW) शैल उद्योग का मुख्य पर्यावरणीय अपशिष्ट है (कार्बन और मीथेन उत्सर्जन को छोड़कर)। इसमें आयन (नमक) के साथ-साथ वोलाटाइल ऑर्गेनिक कंपाउंड (VOCs), हाइड्रोकार्बन और अन्य जैविक यौगिक होते हैं, जिससे एक बहुत जटिल रासायनिक मिश्रण बनता है। यह मिश्रण बैक्टीरिया के लिए एक आदर्श प्रजनन स्थल भी है।

वर्तमान में, PW को अक्सर प्रोसेस करके तेल कुओं में पुनः इंजेक्ट किया जाता है ताकि शैल तेल जमा में दबाव बनाए रखा जा सके। समस्या यह है कि बैक्टीरिया का प्रसार कई समस्याएँ पैदा कर सकता है, जैसे कि Pseudomonas aeruginosa द्वारा आयरन का ऑक्सीकरण करके पाइप जंग लगना से लेकर Bacillus megaterium द्वारा हाइड्रोकार्बन का विघटन, शैल तेल निष्कर्षण के मुख्य लक्ष्य को नष्ट करना।

इसे हल करने के लिए, PW को कई तरीकों से सैनिटाइज़ किया जाता है, जिसमें ऑक्सीकरण एजेंट (ओज़ोन, पर्मैंगनेट, और हाइड्रोजन पेरऑक्साइड) या ग्लूटाराल्डेहाइड, हाइपोक्लोराइट, पेरएसिटिक एसिड, और अन्य बायोसाइड शामिल हैं; इन सभी यौगिकों का उत्पादन ऊर्जा-गहन होता है और वे स्वयं प्रदूषण कर सकते हैं।

और भी बुरी बात यह है कि बैक्टीरिया तेजी से इनका अनुकूलन करने के लिए विकसित हो रहे हैं, जिससे प्रभावशीलता बनाए रखने के लिए लगातार उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है। यह अस्पतालों में एंटीबायोटिक प्रतिरोध के उभरने के समान है।

एक नया प्रकार का बैक्टीरिया मारने वाला, बैक्टीरियोफेज़ नामक वायरस वर्ग, इस समस्या को हल करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

(हमने “Creating Living Antibiotics: BiomX vs Armata (PHGE ) ” में एंटीबायोटिक प्रतिरोध और थेरेपी के संदर्भ में बैक्टीरियोफेज़ पर चर्चा की)

बैक्टीरियोफेज़ बैक्टीरिया के खिलाफ

बैक्टीरियोफेज़ ऐसे वायरस हैं जो विशेष रूप से बैक्टीरिया को संक्रमित करने में सक्षम होते हैं और अन्य जीवों के लिए हानिरहित होते हैं। वे अपने जीन सामग्री को बैक्टीरिया में इंजेक्ट करके उनका गुणा करते हैं, जिससे बैक्टीरिया अधिक बैक्टीरियोफेज़ बनाते हैं।

वे ‘ताला और कुंजी’ प्रणाली के माध्यम से कार्य करते हैं, मुख्यतः फेज़ और बैक्टीरिया की कोशिका सतह पर पाए जाने वाले रिसेप्टरों के बीच की अंतःक्रिया पर निर्भर करता है। इसका मतलब है कि अधिकांश बैक्टीरियोफेज़ अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, अक्सर केवल एक ही बैक्टीरिया प्रजाति को लक्षित करते हैं।

चूंकि बैक्टीरियोफेज़ स्वयं ‘जीवित’ होते हैं, वे बैक्टीरिया के साथ सह-विकास कर सकते हैं और रसायनों या एंटीबायोटिक्स के उपयोग पर उत्पन्न होने वाले अधिकांश प्रतिरोध के अनुकूल हो सकते हैं।

स्रोत: Britannica

बैक्टीरियोफेज़ को शत्रुतापूर्ण पर्यावरण, जैसे खारे पानी, उच्च तापमान, या अत्यधिक pH में भी काम करने के रूप में जाना जाता है। इसलिए वे शैल-उत्पादित जल में बैक्टीरिया को मारने के लिए एक आदर्श विकल्प हो सकते हैं।

शैल-उत्पादित जल को साफ करने के लिए बैक्टीरियोफेज़

टेक्सास विश्वविद्यालय और डोमिनिकन रिपब्लिक के Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña के शोधकर्ताओं ने Pseudomonas aeruginosa और Bacillus megaterium के खिलाफ बैक्टीरियोफेज़ की संभावनाओं की जांच की है। इन दो बैक्टीरिया को शैल जल प्रसंस्करण में समस्याओं में उनके योगदान और उन्हें लक्षित करने वाले बैक्टीरियोफेज़ की व्यावसायिक उपलब्धता के कारण चुना गया था।

शोधकर्ताओं ने दिखाया कि फेज़ की उपस्थिति में, P. aeruginosa अपशिष्ट जल में प्रसार नहीं कर सका। B. megaterium के लिए, स्लैश और पामर नामक दो फेज़ प्रजातियों का मिश्रण एकल फेज़ उपचार की तुलना में बैक्टीरिया को समाप्त करने में अधिक प्रभावी साबित हुआ।

बैक्टीरियोफेज़ के साथ भविष्य की प्रगति

इस समाधान को अधिक व्यापक रूप से अपनाने के लिए, फेज़ की बड़े पैमाने पर उत्पादन और उन्हें शैल अपशिष्ट जल प्रसंस्करण में शामिल करने की प्रोटोकॉल की आवश्यकता है।

एक अन्य सीमा यह है कि प्रत्येक बैक्टीरियोफेज़ बहुत विशिष्ट रूप से एक बैक्टीरिया प्रजाति को लक्षित करता है, इसलिए अन्य बैक्टीरिया को लक्षित करने के लिए वर्तमान में उपलब्ध से अधिक फेज़ बैंक और अधिक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध फेज़ की आवश्यकता होगी।

किसी भी स्थिति में, यह शैल-उत्पादित जल की प्रसंस्करण में एक जैविक विकल्प की संभावनाओं को सिद्ध करता है, जिससे प्रदूषक और ऊर्जा-गहन रासायनिक उपचार की आवश्यकता काफी कम हो जाती है।

बैक्टीरियोफेज़ कंपनियां

कई कंपनियां बैक्टीरियोफेज़ तकनीक पर काम कर रही हैं, लेकिन केवल कुछ ही सार्वजनिक रूप से सूचीबद्ध हैं। अधिकांश कंपनियां चिकित्सीय अनुप्रयोगों पर केंद्रित हैं, क्योंकि ये अधिक लाभदायक बाजार होते हैं, हालांकि इन्हें कड़ी नियामक बाधाओं का सामना भी करना पड़ता है।

स्रोत: Pharmaceutical Technology

1.  BiomX

BiomX एक बैक्टीरियोफेज़ कंपनी है जो सिस्टिक फाइब्रोसिस से संबंधित एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी संक्रमणों और डायबिटिक फुट ऑस्टियोमाइलाइटिस (DFO) में Staphylococcus aureus संक्रमणों के उपचार पर केंद्रित है।

संयुक्त राज्य और पश्चिमी यूरोप में 17,000 सिस्टिक फाइब्रोसिस रोगी हैं जिनमें क्रॉनिक PsA संक्रमण हैं, जिससे विश्व स्तर पर $1.6 बिलियन का संभावित व्यावसायिक अवसर बनता है।

DFO संयुक्त राज्य में डायबिटिक रोगियों में वार्षिक 160,000 निचले अंग की कटौतियों का मुख्य कारण है, जिससे विश्व स्तर पर $2 बिलियन का संभावित व्यावसायिक अवसर बनता है।

स्रोत: Biomx

मार्च 2024 में, इसने अपने प्रतिस्पर्धी Adaptive Phage Therapeutics के साथ विलय किया, जिससे इसे क्लिनिकल ट्रायल के चरण II में 2 उत्पाद मिले, जिनके परिणाम 2025 में अपेक्षित हैं।

स्रोत: Biomx

प्रारंभिक क्लिनिकल परिणाम आशाजनक रहे हैं, जिसमें बायोफिल्मों में प्रवेश (DFO उपचार विफलताओं की मुख्य समस्या) और एक अच्छा सुरक्षा प्रोफ़ाइल शामिल है, साथ ही बैक्टीरिया द्वारा प्रतिरोध का कोई विकास नहीं।

BiomX त्वचा संक्रमण (एटॉपिक डर्मेटाइटिस) के उपचार पर भी विचार कर रहा है, जिसका शोध अभी प्रीक्लिनिकल चरण में है।

2. PHAXIAM Therapeutics (PHXM.PA)

फ्रांस स्थित Phaxiam जून 2023 में फेज़-केंद्रित कंपनियों Pherecydes Pharma और Erytech Pharma के विलय का परिणाम है।

कंपनी की पाइपलाइन उन बैक्टीरिया पर केंद्रित है जिन्हें BiomX भी लक्षित करता है, जैसे Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, और Escherichia coli।

अधिकांश चरण 2 क्लिनिकल ट्रायल 2025 में शुरू होने की उम्मीद है।

स्रोत: Phaxiam

कंपनी की R&D पाइपलाइन आशाजनक लगती है, लेकिन पिछले कुछ वर्षों में शेयर मूल्य में गिरावट निवेशकों की वित्तीय स्थिरता संबंधी चिंताओं को दर्शाती है। अप्रैल 2024 में, इसने घोषणा की कि उसकी नकदी रनवे केवल सितंबर 2024 तक ही है, और वह “नकदी रनवे को आगे बढ़ाने के विकल्पों की समीक्षा” कर रहा है।