Bakteriofager kan redusere skadene forårsaket av fracking, en notorisk splittende praksis

Bioteknologi for å begrense forurensning fra fossilt brensel

Veksten i amerikansk skiferolje og skifergass har endret det globale energimarkedet. Utvinning fra tette bergarter bidro særlig til å snu den langvarige nedgangen i amerikansk oljeproduksjon etter toppen rundt 1970. Olje og naturgass har imidlertid hatt ulike produksjonsforløp.

Kilde: EIA

Utvinningen krever store vannmengder og gir også produsert vann, altså vann som følger med olje og gass opp fra reservoaret. Tallene på 1,3 milliarder fat til brønnstimulering og 1,6 milliarder fat produsert vann årlig som omtales her, må knyttes til det aktuelle datagrunnlaget og omfanget; de er ikke tidløse totaler for all amerikansk produksjon.

Produsert vann, ofte forkortet PW, er en viktig avfallsstrøm. Det kan inneholde salter, flyktige organiske forbindelser, hydrokarboner og andre stoffer. Enkelte bakterier kan overleve og vokse i denne sammensatte væsken, avhengig av blant annet saltholdighet og næringstilgang.

Produsert vann kan behandles for gjenbruk, blant annet ved ny hydraulisk oppsprekking, eller håndteres ved injeksjon i godkjente brønner. Dette er ikke alltid det samme som trykkstøtte i en oljeproduserende brønn. Bakterier som Pseudomonas aeruginosa kan bidra til korrosjon og biofilm, mens Bacillus megaterium kan bryte ned hydrokarboner. Slik aktivitet kan skape problemer for drift og vannbehandling.

Bakterievekst begrenses blant annet med oksiderende midler som ozon, permanganat og hydrogenperoksid, samt glutaraldehyd, hypokloritt, pereddiksyre og andre biocider. Produksjon og bruk har ressurskostnader, og miljøvirkningene avhenger av stoff, dose, eksponering og videre behandling.

Bakterier kan dessuten utvikle økt toleranse eller resistens mot enkelte behandlingsmidler, noe som kan svekke effekten. Dette har likhetstrekk med antibiotikaresistens, men betyr ikke at alle kjemiske behandlinger alltid krever stadig høyere doser.

Bakteriofager, virus som infiserer bakterier, undersøkes derfor som et mulig biologisk verktøy for mer målrettet bakteriekontroll.

(Vi har også omtalt bakteriofager ved antibiotikaresistens og behandling i «Utvikling av levende antibiotika: BiomX mot Armata (PHGE )».)

Bakteriofager mot bakterier

Bakteriofager infiserer bakterier fremfor menneskeceller. De tilfører vertsbakterien arvemateriale og bruker dens maskineri til å lage nye viruspartikler. Lytiske fager kan deretter sprenge og drepe bakterien. Dette gjør dem ikke automatisk risikofrie i alle medisinske eller miljømessige bruksområder.

Infeksjonen avhenger blant annet av at fagen gjenkjenner reseptorer på bakterieoverflaten, omtrent som en nøkkel som passer i en lås. Vertsspekteret kan være smalt og i noen tilfeller begrenset til bestemte stammer innenfor en bakterieart.

Fager og bakterier kan utvikle seg sammen over tid. Denne tilpasningsevnen kan være nyttig, men bakterier kan også bli resistente mot fager. Samevolusjon garanterer derfor ikke at fagbehandling overvinner all resistens.

Kilde: Britannica

Noen fager beholder aktivitet under krevende forhold, men toleransen for salt, temperatur og pH varierer. Hver fag–bakterie-kombinasjon må testes i den aktuelle typen produsert vann før den kan brukes i praksis.

Bakteriofager for å rense avløpsvann

Forskere ved University of Texas at Arlington og Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña i Den dominikanske republikk undersøkte fager mot Pseudomonas aeruginosa og Bacillus megaterium. Studien brukte bestemte laboratoriestammer og tilgjengelige forskningsfager, ikke nødvendigvis kommersielle behandlingsprodukter. Vannprøver fra Permian Basin ble filtrert og inokulert under kontrollerte forhold.

I forsøkene hemmet fager veksten av P. aeruginosa i det undersøkte vannet. For B. megaterium ga en blanding av fagene Slash og Palmer bedre bakteriekontroll enn behandling med én fag alene. Resultatene gjelder de testede stammene og betingelsene, ikke dokumentert fullstendig sterilisering av alle typer avløpsvann.

Fremtidig fremgang med bakteriofager

For bredere bruk trengs skalerbar produksjon, kvalitetskontroll og prosedyrer som passer inn i eksisterende vannbehandling. Effekten må også undersøkes i mer komplekse vannstrømmer og under industrielle forhold.

Det smale vertsspekteret betyr at andre bakteriestammer kan kreve andre fager. Større fagbanker og bedre tilgang til karakteriserte fager kan derfor være nødvendig.

Studien viser et potensial for biologisk bakteriekontroll i produsert vann. Hvor mye dette eventuelt kan redusere kjemikalie- og energibruk i industrien, må dokumenteres videre. Fager fjerner heller ikke automatisk salter, hydrokarboner eller andre kjemiske forurensninger.

Bakteriofag-selskaper

Flere selskaper utvikler fagteknologi, men bare noen er børsnoterte. Mange arbeider med medisinske bruksområder, som kan ha et stort marked, men også strenge krav til dokumentasjon, godkjenning og produksjon. Utviklingsarbeid er ikke ensbetydende med lønnsomhet.

Kilde: Pharmaceutical Technology

1.  BiomX

BiomX utviklet i 2024 fagbaserte kandidater mot blant annet kroniske Pseudomonas aeruginosa-infeksjoner ved cystisk fibrose og Staphylococcus aureus-infeksjoner ved diabetisk fotosteomyelitt, forkortet DFO.

Selskapet anslo rundt 17 000 personer med cystisk fibrose og kronisk P. aeruginosa-infeksjon i USA og Vest-Europa, og omtalte en mulig global markedsmulighet på 1,6 milliarder dollar. Dette er kommersielle anslag, ikke garanterte inntekter.

BiomX knyttet også DFO til en stor andel av de om lag 160 000 årlige amputasjonene av underekstremiteter hos personer med diabetes i USA som inngikk i selskapets markedsgrunnlag. Det anslåtte globale markedet på 2 milliarder dollar bygger på flere forutsetninger og kan ikke utledes direkte fra antallet amputasjoner.

Kilde: Biomx

I mars 2024 overtok BiomX Adaptive Phage Therapeutics. Det samlede utviklingsprogrammet omfattet BX004 og BX211, med fase 2- og fase 2b-resultater ventet i 2025 etter planene selskapet presenterte på det tidspunktet. Forventede resultater er ikke det samme som fullførte studier eller godkjente produkter.

Kilde: Biomx

Tidlige resultater omfattet lovende tegn på bakteriereduksjon og tolerabilitet i de undersøkte pasientgruppene. Biofilmer er en viktig behandlingsutfordring, men laboratoriefunn om biofilmer må skilles fra dokumentert klinisk effekt ved DFO. I den omtalte BX004-studien ble det ikke påvist ny fagresistens i observasjonsperioden; det utelukker ikke resistens ved senere eller annen behandling.

BiomX har også forsket på hudrelaterte mikrobiomtilstander som atopisk dermatitt. Dette er ikke det samme som å omtale all atopisk dermatitt som en hudinfeksjon, og den aktuelle forskningen var på et tidlig stadium.

2. PHAXIAM Therapeutics (PHXM.PA)

Franske PHAXIAM oppsto gjennom fusjonen mellom Pherecydes Pharma og Erytech Pharma i juni 2023. Pherecydes hadde fagteknologi som sitt hovedområde; Erytech var tidligere kjent for en annen legemiddelplattform og var ikke opprinnelig et tilsvarende fagselskap.

Selskapets utviklingsprogram rettet seg mot Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa og Escherichia coli, med delvis overlapp med bakteriene BiomX arbeidet med.

Planene i 2024 omfattet videre klinisk utvikling og fase 2-studier med oppstart ventet i 2025. Tidspunktene avhang blant annet av finansiering og regulatoriske tillatelser.

Kilde: Phaxiam

Selskapets forskning og utvikling må vurderes sammen med finansieringsrisikoen. I resultatoppdateringen våren 2024 anslo PHAXIAM at kontantbeholdningen kunne dekke planlagte utgifter inn i september 2024, og opplyste at det vurderte alternativer for å forlenge finansieringshorisonten. Dette er en historisk prognose fra 2024, ikke en beskrivelse av dagens likviditet. Aksjekursutviklingen alene forklarer heller ikke alle årsakene til investorenes vurderinger.