Bakteriofager kan minska skadorna som orsakas av fracking, en notorisk splittrande praxis

Bioteknik för att begränsa föroreningar från fossila bränslen

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.

Källa: EIA

Skifferoljaproduktion medför också enorm vattenförbrukning, med 1,3 miljarder fat vatten som används för stimulering av produktionsbrunnar, samt en årlig volym av producerat vatten (PW) på 1,6 miljarder fat.

Detta producerade vatten (PW) är det största miljöavfallet från skifferindustrin (utan att räkna med koldioxid- och metanutsläpp). Det innehåller joner (salter) samt flyktiga organiska föreningar (VOC), kolväten och andra organiska föreningar, vilket skapar en mycket komplex kemisk blandning. Denna blandning är också en perfekt grogrund för bakterier.

För närvarande bearbetas PW ofta och återinjiceras i oljeborrningar för att hjälpa till att upprätthålla trycket i skifferoljadepositen. Problemet är att bakterieproliferation kan orsaka många problem, från rörkorrosion av Pseudomonas aeruginosa som oxiderar järn till Bacillus megaterium som bryter ner kolväten, vilket är själva målet med skifferoljautvinning.

För att lösa detta saneras PW med många metoder, inklusive oxiderande medel (ozon, permanganat och väteperoxid) eller glutaraldehyd, hypoklorit, perättiksyra och andra biocider; alla dessa föreningar är energikrävande att producera och kan själva vara förorenande.

Värre är att bakterierna snabbt utvecklas för att anpassa sig till dem, vilket kräver allt högre koncentrationer för att bibehålla effektiviteten. Detta liknar framväxten av antibiotikaresistens på sjukhus.

En ny typ av bakteriedödare, en klass av virus kallade bakteriofager, kan utnyttjas för att lösa problemet.

(vi diskuterade bakteriofager i samband med antibiotikaresistens och terapi i “Skapa levande antibiotika: BiomX vs Armata (PHGE ) ”)

Bakteriofager mot bakterier

Bakteriofager är virus som är specialiserade på att infektera bakterier och är ofarliga för andra livsformer. De förökar sig genom att injicera sitt genetiska material i bakterierna, vilket tvingar dem att producera fler bakteriofager.

De fungerar genom ett ‘lås och nyckel’-system, främst beroende av interaktionen mellan faget och receptorer som finns på bakteriens cellyta. Detta innebär att de flesta bakteriofager är ultra-specialiserade och ofta riktade mot endast en bakterieart.

Eftersom bakteriofager själva är “levande” kan de samutvecklas med bakterierna och anpassa sig till den flesta resistens som skulle uppstå vid användning av kemikalier eller antibiotika.

Källa: Britannica

Bakteriofager är också kända för att fungera även i ogästvänliga miljöer, såsom saltvatten, hög temperatur eller extremt pH. Så de kan vara ett perfekt alternativ för att döda bakterier i skifferproducerat vatten.

Bakteriofager för att rena avloppsvatten

Forskare vid University of Texas och Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña i Dominikanska republiken har undersökt potentialen hos bakteriofager mot Pseudomonas aeruginosa och Bacillus megaterium. De två bakterierna valdes på grund av deras bidrag till problem i skiffervattenbehandling och för den kommersiella tillgängligheten av bakteriofager som riktar sig mot dem.

Forskarna visade att i närvaro av faget, P. aeruginosa misslyckades med att föröka sig i avloppsvattnet. För B.megaterium, visade en blandning av två fagesslag kallade Slash och Palmer sig vara mer effektiv än en enskild fagbehandling för att eliminera bakterierna.

Framtida framsteg med bakteriofager

För att denna lösning ska bli mer allmänt antagen krävs massproduktion av faget samt protokoll för att integrera dem i bearbetning av skifferavloppsvatten.

En annan begränsning är att varje bakteriofag är mycket specifik för en bakterieart, så att rikta in sig på andra bakterier kommer att kräva en större fagbank och fler kommersiellt tillgängliga fag än vad som för närvarande finns.

I vilket fall som helst visar detta potentialen för ett biologiskt alternativ i bearbetning av skifferproducerat vatten, vilket kraftigt minskar behovet av förorenande och energikrävande kemisk behandling.

Företag inom bakteriofager

Många företag arbetar med bakteriofagteknik, men endast några få är börsnoterade. De flesta fokuserar på terapeutiska tillämpningar, eftersom dessa tenderar att vara en mycket mer lönsam marknad, även om de också står inför mycket striktare regleringar.

Källa: Pharmaceutical Technology

1.  BiomX

BiomX är ett bakteriofagföretag som fokuserar på att behandla antibiotikaresistenta infektioner relaterade till cystisk fibros och Staphylococcus aureus-infektioner i diabetisk fotosteomyelit (DFO).

Det finns 17 000 patienter med cystisk fibros i USA och Västeuropa med kroniska PsA-infektioner, vilket skapar en potentiell kommersiell möjlighet på 1,6 miljard dollar globalt.

DFO är orsaken till majoriteten av de 160 000 underkroppsamputeringar hos diabetiker i USA varje år, vilket skapar en potentiell kommersiell möjlighet på 2 miljarder dollar globalt.

Källa: Biomx

I mars 2024 slöt det ett samgående med sin konkurrent Adaptive Phage Therapeutics, vilket gav det två produkter i fas II av kliniska studier, med resultat förväntade 2025.

Källa: Biomx

De initiala kliniska resultaten har varit lovande, inklusive penetration av biofilmer (det centrala problemet i DFO-behandlingsmisslyckanden) och en god säkerhetsprofil, samt ingen utveckling av resistens hos bakterierna.

BiomX undersöker också behandling för hudinfektioner (atopisk dermatit), med forskning som fortfarande är i preklinisk fas.

2. PHAXIAM Therapeutics (PHXM.PA)

Det fransbaserade Phaxiam är resultatet av sammanslagningen i juni 2023 av de fagfokuserade företagen Pherecydes Pharma och Erytech Pharma .

Företagets pipeline fokuserar på bakterier som också riktas mot av BiomX, Staphylococcus aureus och Pseudomonas aeruginosa, samt Escherichia coli.

De flesta fas‑2‑kliniska studierna förväntas starta 2025.

Källa: Phaxiam

Företagets FoU‑pipeline verkar lovande, men nedgången i aktiekursen under de senaste åren indikerar investerarnas oro för dess finansiella stabilitet. I april 2024 meddelade det att kassaflödet bara räcker till september 2024, och att det “granskar alternativ för att ytterligare förlänga kassaflödet”.