Wissenschaftler haben erfolgreich eine neuartige Methode zur Stärkung des Immunsystems von Honigbienen getestet, um ihnen dabei zu helfen, tödliche Viren abzuwehren, die weltweit zu den großen Verlusten dieses wichtigen Bestäubers beigetragen haben.
In einer neuen Studie zeigte das Forschungsteam, zu dem Entomologen der University of Florida, des Agricultural Research Service-USDA, der Louisiana State University und der University of Nebraska-Lincoln gehören, dass es den Bienen half, die Zellen der Honigbienen zur Produktion freier Radikale anzuregen einer Vielzahl von Viren standhalten. Tatsächlich reduzierte die Behandlung die Virusaktivität in groß angelegten Feldstudien erheblich und eliminierte sie in einigen Fällen nahezu.
„Dieser Ansatz ist besonders spannend, weil er nicht nur auf einen bestimmten Virustyp abzielt, sondern bei vielen verschiedenen Viren hilft“, sagte Daniel Swale, leitender Autor der Studie. Swale ist stellvertretender Direktor für Schulungen und Sonderprojekte am UF Emerging Pathogens Institute und außerordentlicher Professor in der Abteilung für Entomologie und Nematologie der UF/IFAS.
„Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass unsere Behandlung sowohl im Labor als auch in Völkern mit jeweils 80.000 Bienen auf dem Feld funktioniert. Das ist enorm, weil Bienen in einem Bienenstock so vielen verschiedenen Viren und Stressfaktoren ausgesetzt sind, dass sie Viren so erfolgreich bekämpfen können.“ in diesem Umfeld ist sehr ermutigend“, sagte Swale, der einen Teil dieser Forschung während seines Studiums an der Louisiana State University abgeschlossen hat.
Honigbienenvölker und die sie bewirtschaftenden Imker spielen eine wichtige Rolle bei der Nahrungsmittelproduktion, indem sie viele Nutzpflanzen bestäuben. In den letzten Jahren kam es zu einem erheblichen Rückgang der Honigbienenpopulationen, und Viren sind zwar nicht die häufigste Todesursache bei Honigbienen, gehören aber zu den Hauptverursachern.
„Varroa-Milben sind die häufigste Ursache für den Verlust von Honigbienen, aber es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass Varroa-Milben nicht nur Bienen körperlich schwächen, sondern auch Viren auf Bienen übertragen. Wenn wir Viren in Honigbienenvölkern eindämmen können, wäre das ein großer Schritt.“ Schritt vorwärts“, sagte Michael Simone-Finstrom, Mitautor der Studie und forschender Molekularbiologe am ARS Honey Bee Breeding, Genetics, and Physiology Research Lab in Baton Rouge, Louisiana.
In dem Experiment verwendeten die Forscher eine Verbindung namens Pinacidil, um Kaliumionenkanäle zu verändern, ein Protein, das in den Zellen von Bienen und den meisten Lebewesen vorkommt. Durch die Veränderung dieser Kanäle wurden etwas mehr freie Radikale erzeugt.
„Obwohl freie Radikale oft schlecht für die Zellgesundheit sind, können sie in moderaten Mengen therapeutisch wirken, wie wir in dieser Studie sehen. In diesem Fall signalisieren die zusätzlichen freien Radikale dem Immunsystem, sich zu stärken, was den Bienen hilft, Viren abzuwehren.“ „, sagte Troy Anderson, Mitautor des Artikels und Professor für Entomologie an der University of Nebraska-Lincoln.
Die Wissenschaftler verabreichten das Medikament Honigbienenvölkern, indem sie es in Zuckerwasser mischten und das Wasser nachts über die Honigwabe träufelten. Anschließend fraßen die Bienen das Zuckerwasser und fütterten es an ihre Jungen. Tagsüber bewegen sich die Bienen ständig in den Bienenstock hinein und aus ihm heraus. Wenn Sie ihnen also die Behandlung in der Nacht geben, maximiert dies die Anzahl der Bienen, die sie erhalten.
Die Behandlung schützte Bienen vor sechs potenziell tödlichen Honigbienenviren: dem israelischen akuten Lähmungsvirus, den deformierten Flügelviren A und B, dem Black Queen Cell Virus und den Lake Sinai-Viren 1 und 2. Die Forscher zeigten auch, dass Pinacidil mehr Bienen zum Überleben in stark befallenen Kolonien verhalf mit Varroamilben.
Die Verabreichung von Pinacidil an kommerzielle Honigbienenstöcke sei möglicherweise nur für einige Imker machbar, sagten die Forscher, aber die Studie öffnet die Tür zur Identifizierung anderer Wirkstoffe, die möglicherweise besser wirken und weniger kosten.
„Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus dieser Studie ist, dass Kaliumionenkanäle ein Ziel für die Verbesserung der Funktion des Immunsystems bei Honigbienen und möglicherweise auch anderen Insekten sein können. Wir würden gerne ein Molekül wie ein Peptid oder eine neue Technologie finden.“ das hat die gleiche Wirkung wie Pinacidil, ist aber für Imker zugänglicher“, sagte Swale.
Die Studie ist im veröffentlicht Virologie-Journal.
Mehr Informationen:
Christopher J. Fellows et al., Kaliumionenkanäle als molekulares Ziel zur Reduzierung von Virusinfektionen und Mortalität von Honigbienenvölkern, Virologie-Journal (2023). DOI: 10.1186/s12985-023-02104-0