I Batteriofagi Potrebbero Ridurre i Danni Causati dallo Fracking, una Pratica Notoriamente Divisiva

Biotecnologia per Limitare l’Inquinamento da Combustibili Fossili

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.

Fonte: EIA

L’aumento della produzione di petrolio e gas di scisto negli Stati Uniti ha rappresentato un cambiamento importante nel panorama energetico globale. Ha da solo invertito il calo della produzione statunitense, poiché la produzione dei giacimenti convenzionali di petrolio e gas aveva iniziato a diminuire negli anni ’70.

La produzione di petrolio di scisto comporta anche un enorme consumo d’acqua, con 1,3 miliardi di barili d’acqua utilizzati per la stimolazione dei pozzi di produzione, oltre a un volume annuo di acqua prodotta (PW) di 1,6 miliardi di barili.

Questa acqua prodotta (PW) è il principale rifiuto ambientale dell’industria del scisto (escludendo le emissioni di carbonio e metano). Contiene ioni (sali) così come composti organici volatili (COV), idrocarburi e altri composti organici, creando una miscela chimica molto complessa. Questa miscela è anche un terreno ideale per la proliferazione di batteri.

Attualmente, la PW viene spesso trattata e re-iniettata nei pozzi petroliferi per aiutare a mantenere la pressione nel giacimento di petrolio di scisto. Il problema è che la proliferazione batterica può causare numerosi problemi, dalla corrosione delle tubazioni da parte di Pseudomonas aeruginosa che ossida il ferro a Bacillus megaterium che decompone gli idrocarburi, l’obiettivo stesso dell’estrazione di petrolio di scisto.

Per risolvere il problema, la PW viene sanificata con diversi metodi, tra cui agenti ossidanti (ozono, permanganato e perossido di idrogeno) o glutaraldeide, ipoclorito, acido peracetico e altri biocidi; tutti questi composti richiedono molta energia per essere prodotti e possono essere inquinanti di per sé.

Peggio, i batteri si evolvono rapidamente per adattarsi a questi agenti, richiedendo concentrazioni sempre più elevate per mantenere l’efficacia. Questo è simile all’emergere della resistenza agli antibiotici negli ospedali.

Un nuovo tipo di agente antibatterico, una classe di virus chiamati batteriofagi, potrebbe essere sfruttato per risolvere il problema.

(abbiamo discusso dei batteriofagi nel contesto della resistenza agli antibiotici e della terapia in “Creating Living Antibiotics: BiomX vs Armata (PHGE ) ”)

Batteriofagi contro i Batteri

I batteriofagi sono virus specializzati nell’infettare i batteri e sono innocui per gli altri organismi viventi. Si moltiplicano iniettando il loro materiale genetico nei batteri, costringendoli a produrre più batteriofagi.

Operano attraverso un sistema di ‘chiave e serratura’, dipendendo principalmente dall’interazione del fago con i recettori presenti sulla superficie cellulare batterica. Ciò significa che la maggior parte dei batteriofagi è ultra-specializzata, spesso mirata a una sola specie di batteri.

Poiché i batteriofagi sono essi stessi ‘vivi’, possono co-evolvere con i batteri e adattarsi alla maggior parte delle resistenze che si manifesterebbero usando sostanze chimiche o antibiotici.

Fonte: Britannica

I batteriofagi sono noti anche per funzionare in ambienti ostili, come acqua salata, alte temperature o pH estremi. Pertanto potrebbero essere un’opzione perfetta per eliminare i batteri nell’acqua prodotta dal scisto.

Batteriofagi per Pulire le Acque Residue

Ricercatori dell’Università del Texas e dell’Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña nella Repubblica Dominicana hanno studiato il potenziale dei batteriofagi contro Pseudomonas aeruginosa e Bacillus megaterium. I due batteri sono stati scelti per il loro contributo ai problemi nella lavorazione dell’acqua di scisto e per la disponibilità commerciale di batteriofagi che li colpiscono.

I ricercatori hanno dimostrato che, in presenza di fagi, P. aeruginosa non è riuscita a proliferare nelle acque reflue. Per B. megaterium, una miscela di 2 specie di fago chiamate Slash e Palmer si è dimostrata più efficace di un trattamento con un singolo fago per eliminare il batterio.

Prospettive Future con i Batteriofagi

Affinché questa soluzione venga adottata più ampiamente, sono necessarie la produzione su larga scala dei fagi e un protocollo per incorporarli nella lavorazione delle acque reflue di scisto.

Un’altra limitazione è che ogni batteriofago è molto specifico per una specie batterica, quindi mirare ad altri batteri richiederà una banca di fagi più ampia e più fagi commercialmente disponibili rispetto a quelli attualmente disponibili.

In ogni caso, ciò dimostra il potenziale di un’opzione biologica nella lavorazione dell’acqua prodotta dal scisto, riducendo notevolmente la necessità di trattamenti chimici inquinanti e ad alto consumo energetico.

Aziende di Batteriofagi

Molte aziende stanno lavorando sulla tecnologia dei batteriofagi, ma solo poche sono quotate in borsa. La maggior parte si concentra su applicazioni terapeutiche, poiché questo mercato tende a essere molto più redditizio, sebbene soggetto a normative molto più rigide.

Fonte: Pharmaceutical Technology

1.  BiomX

BiomX è un’azienda di batteriofagi focalizzata sul trattamento di infezioni resistenti agli antibiotici correlate alla fibrosi cistica e alle infezioni da Staphylococcus aureus nell’osteomielite del piede diabetico (DFO).

Ci sono 17.000 pazienti con fibrosi cistica negli Stati Uniti e nell’Europa occidentale affetti da infezioni croniche da PsA, creando un’opportunità commerciale potenziale di 1,6 miliardi di dollari a livello globale.

La DFO è la causa della maggior parte delle 160.000 amputazioni degli arti inferiori nei pazienti diabetici negli Stati Uniti ogni anno, creando un’opportunità commerciale potenziale di 2 miliardi di dollari a livello globale.

Fonte: Biomx

Nel marzo 2024, ha fuso con il suo concorrente Adaptive Phage Therapeutics, ottenendo 2 prodotti nella fase II di sperimentazioni cliniche, con risultati attesi nel 2025.

Fonte: Biomx

I risultati clinici iniziali sono stati promettenti, includendo la penetrazione dei biofilm (il problema chiave nei fallimenti del trattamento DFO) e un buon profilo di sicurezza, oltre a nessuno sviluppo di resistenza da parte dei batteri.

BiomX sta inoltre valutando trattamenti per infezioni cutanee (dermatite atopica), con la ricerca ancora nella fase pre-clinica.

2. PHAXIAM Therapeutics (PHXM.PA)

Phaxiam, con sede in Francia, è il risultato della fusione, avvenuta a giugno 2023, delle aziende focalizzate sui fagi Pherecydes Pharma e Erytech Pharma .

Il portafoglio di prodotti dell’azienda è focalizzato sui batteri anch’essi bersaglio di BiomX, Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, oltre a Escherichia coli.

La maggior parte delle sperimentazioni cliniche di fase 2 dovrebbe essere avviata nel 2025.

Fonte: Phaxiam

Il portafoglio di ricerca e sviluppo dell’azienda sembra promettente, ma il calo del prezzo delle azioni negli ultimi anni indica le preoccupazioni degli investitori riguardo alla sua stabilità finanziaria. Nell’aprile 2024, ha annunciato di avere liquidità sufficiente solo fino a settembre 2024, ed è “in fase di revisione delle opzioni per estendere ulteriormente la liquidità”.