Resistenz von Bienen gegen Pl

Paenibacillus larvae ist ein bienenpthogener Keim, der weltweit alljährlich große Schäden in der Imkerei anrichtet. In Österreich und in den meisten europäischen Ländern ist eine medizinische Behandlung der Völker mit herkömmlichen Antibiotika nicht zugelassen. Eine Zucht von Bienen auf Resistenz oder eine Behandlungsmethode mit bieneneigenen Substanzen ist ein ersterbenswertes Ziel. Am Institut für Zoologie wurde sowohl in Larven als auch in adulten Bienen eine Substanz gefunden, der die Entwicklung von Pl hemmt bzw unterbindet. Diese Substanz liegt in einer nicht gereinigten Fraktion vor. Ziel des Projektes ist die Reindarstellung dieser Substanz bzw. dieser Substanzengruppe, deren Analyse (metabolic profiling) sowie die Beschreibung des entsprechenden Genes bzw. der Gene (genomics). Diese Erkenntnisse ermöglichen eine Einordnung der Substanz in die Familie der proteinartigen antibiotischen Substanzen und geben Einblick in die evolutionäre Entwicklung der Insektenimmunität im allgemeinen und der Immunität bei staatenbildenden Insekten im besonderen.

Dies ist der Endbericht des erfolgreich abgeschlossenen Projektes: "Honeybee's Resistance against Paenibacillus larvae (Pl) / Resistenz von Honigbienen gegen Pl, welches am Institut für Zoologie der Karl Franzens Universität Graz durchgeführt wurde. Das Ziel dieses Projekts war es, die Frage der Resistenz von adulten Bienen gegen das sporenbildende Bakterium Paenibacillus larvae, welches für die tödliche Erkrankung der Bienenbrut an Amerikanischer Faulbrut verantwortlich ist, zu klären. Im Laufe des Projekts konnte aufgezeigt werden, dass ein Phospholipid (Lecitin) im Mitteldarm der adulten Biene für die antimikrobielle Wirkung verantwortlich ist. Die Substanz, Lysophosphatidylcholin (LPC) ist zu etwa 1% im Mitteldarm enthalten. Sie verhindert das Wachstum von Pl und tötet vegetative Formen, welche aus Sporen hervorgehen. Die Aktivität konnte im mikromolaren Bereich sowohl gegen Pl als auch gegen Melissococcus plutonius, den Erreger der Europäischen Faulbrut (EFB) nachgewiesen werden.Die Entdeckung eines antibakteriell wirkenden Phospholipids war überraschend, da als antimikrobielle Wirkungsweisen bei Honigbienen bis jetzt ausschließlich Eiweißverbindungen beschrieben sind. Aus diesem Grund zielten auch unsere anfänglichen Untersuchungen auf Peptide und Proteine ab. Der entscheidende Schritt zur Aufklärung gelang durch eine bio-aktiv geleitete HPLC Fraktionierung von Mitteldarmextrakten, welche durch in vitro Ansätze relativiert wurden. Die positive Wirkung von LPC gegen andere Bienenkrankheiten, wie EFB, konnte ebenfalls nachgewiesen werden.Die Methode der künstlichen Aufzucht von Honigbienen im Labor wurde angewandt um die Wirkung von LPC gegen Pl nachzuweisen. In diesen in vivo Ansätzen, welche in einer in vitro Umgebung durchgeführt wurden, wurden Larven künstlich mit Sporen von Pl infiziert und gleichzeitig mit LPC behandelt. Es konnte eine signifikant niedrigere Sterblichkeit der behandelten Gruppe nachgewiesen werden. Nach der Identifikation von LPC und dem Nachweis seiner bis jetzt unbekannten Aktivität gegen ein grampositives sporenbildendes Bakterium wurde im Mai 2013 ein europäischer Patentantrag eingebracht um die Anwendung von LPC gegen Erkrankungen der Bienenbrut zu schützen. Nach der positiven Evaluierung der Neuheit dieser Erfindung wurde der Antrag auf Patenterteilung aufrechterhalten und ist zurzeit unter Begutachtung beim Europäischen Patentamt. Die Ergebnisse, welche in diesem Projekt erarbeitet wurden könnten somit ausschlaggebend und richtungsweisend für die Entwicklung von Therapieansätzen gegen Bienenkrankheiten sein.