Szczepionka uratuje pszczoły? W Polsce żyje prawie 500 gatunków pszczół. Spełniają one ważną rolę w ekosystemie. Zapylają wiele gatunków dzikich i uprawnych roślin. Dzięki temu dbają o różnorodność biologiczną znacznej części obszarów. Nowe rośliny, które pojawiły się dzięki ich pracy, stają się pożywieniem dla zwierząt. Te szukają nie tylko soczystych liści, ale także owoców. Zjadają je m.in. ptaki, które w odchodach przenoszą pestki nawet na znaczne odległości. Ukryte w nich nasiona dają kolejne pokolenia roślin, które również muszą zostać zapylone. Pszczoły, będąc niewielkim puzzlem biologicznej układanki, wpływają na jej całość. Bez ich wytężonej pracy rzeczywistość, jaka nas otacza, nie mogłaby przetrwać w formie, którą znamy.

Większość gatunków pszczół to owady dziko żyjące, które nie są szeroko znane. Melipony, korniutki czy porobnice należą do rodziny pszczołowatych, ale mogą łatwo zostać pomylone z innymi owadami. Wszystko dlatego, że z pszczołami kojarzymy przede wszystkim pszczołę miodną. Dzięki tej ostatniej pozyskujemy miód, a także inne działające prozdrowotnie produkty, jak pyłek kwiatowy, mleczko pszczele, a nawet wosk, używany do wyrobu świec. Od pracy tych pszczół zależą rośliny, takie jak truskawki, poziomki czy wiśnie, a także ok. 4000 odmian warzyw. Według różnych wyliczeń polska gospodarka w 2015 roku zawdzięczała pracy pszczół miodnych ponad 4 mld złotych.

Zagrożenie

Pszczoły miodne pracują bardzo wydajnie, o wiele sprawniej niż ich dziko żyjący krewniacy. Jest to możliwe dlatego, że działają w grupie. Niestety, w grupie także mogą zginąć. Na pszczoły czyha wiele zagrożeń. Do największych należą choroby powodowane przez różnego rodzaju mikroorganizmy. Jedną z powszechniejszych jest zgnilec amerykański. Jego źródłem jest bakteria zwana laseczką larwy. Zgodnie z nazwą mikroorganizm jest niebezpieczny tylko dla pszczelich larw. Niewielka, o faktycznie wydłużonym jak laseczka kształcie bakteria rozwija się w jelicie młodocianych owadów. Tam powoli namnaża się i zajmuje coraz większe przestrzenie w ciele ofiary. Stopniowo czerpie od niej coraz więcej składników pokarmowych. Gdy nadejdzie czas, zmienia lokalizację. Przebija się do jamy ciała zwanej hemocelem, gdzie dalej spija życiodajne soki. Żywi się nimi aż do momentu rozkładu młodocianego osobnika, który stopniowo przybiera formę brązowej mazi o nieprzyjemnym zapachu.

W momencie, gdy bakterii zabraknie składników odżywczych, wytwarza zarodniki, które roznoszone są po kolonii przez porządkujące otoczenie pszczoły. Ofiarą w końcu pada królowa zainfekowanego ula. Za sprawą pszczół rabusiów podkradających miód mikroorganizm może zakazić także inne kolonie.

Ratunek

Do niedawna głównym sposobem walki ze zgnilcem amerykańskim było stosowanie antybiotyków. Te jednak używane w nadmiarze mogą nieść negatywne konsekwencje. Jednym z istotniejszych skutków ubocznych jest działanie medykamentu nie tylko na patogen, ale także na pożyteczne dla pszczół drobnoustroje. Ponadto antybiotyki mają swoje ograniczenia i mogą być stosowane tylko w konkretnym stadium choroby. Dlatego gdy w ulu panuje zaraza, jedynym wyjściem zapobiegającym jej rozszerzeniu na inne ule jest zwykle spalenie mieszkańców zarażonej kolonii. Według statystyk prowadzonych w Stanach Zjednoczonych taka potrzeba może dotyczyć nawet jednej czwartej uli. Właśnie w tym kraju pojawiły się ostatnio pierwsze owadzie szczepionki, które mogą zrewolucjonizować sposób opieki nad tymi pożytecznymi owadami.

Odporność

Ludzki układ odpornościowy pamięta atakujące go patogeny. Jest to możliwe dzięki wykształceniu skomplikowanych reakcji, w których główną rolę odgrywają przeciwciała. Tak nazywane są cząsteczki tworzone przez wyspecjalizowane komórki odpornościowe. Gdy ci mikroskopowi obrońcy spotkają pierwszy raz patogen, uczą się go rozpoznawać. Dzięki temu podczas powtórnego natknięcia się na mikroorganizm szybciej uruchamiają mechanizmy obronne skierowane przeciwko intruzowi.

Do niedawna uważano, że pszczoły nie mogą uzyskać podobnej odporności. Badacze twierdzili, że to niemożliwe, bo w ich organizmach nie ma przeciwciał i charakterystycznych komórek. Okazało się jednak, że owady wykształciły bardziej skomplikowany mechanizm odporności, niż się początkowo wydawało. Ten oparty jest na działaniu białka zwanego witellogeniną. Cząsteczka ta jest głównym budulcem żółtka jaja, które spełnia funkcję odżywczą w trakcie rozwoju pszczoły. Jego inną funkcją jest praca na rzecz odporności.

Szczepionka

Wiedzę na temat mechanizmów odporności pszczół wykorzystano, tworząc pierwszą owadzią szczepionkę, która oparta jest na martwych bakteriach powodujących chorobę. Jednak zanim doszło do jej stworzenia, pierwsze próby uodpornienia owadów nie przebiegały najlepiej. W trakcie testów, aby pobudzić odporność królowej pszczół, preparat wstrzykiwano w jej ciało, co kończyło się urazem. Stres wpływał negatywnie na jej przeżywalność. Lepszym sposobem okazało się podanie szczepionki drogą doustną. Unieszkodliwione mikroorganizmy zostały zmieszane z pokarmem jedzonym przez robotnice. Te zaś, produkując mleczko pszczele, którym żywi się królowa, przekazały jej składniki szczepionki. Po jego zjedzeniu resztki patogenu skierowały się do ciała tłuszczowego. W nim nastąpiło połączenie z witellogeniną, która powędrowała następnie do jajnika, gdzie tworzone są jaja. Dzięki temu potomstwo matki mogło od razu poznać charakterystyczne cząsteczki intruza, co wspomagało odporność na chorobę. Naukowcy zaobserwowali, że podniosła się ona aż o 50 procent.

Nowa era

Na razie szczepionkę na zgnilec amerykański wprowadzono tylko w Stanach Zjednoczonych. Mimo tego już wiadomo, że jej opracowanie jest przełomowym krokiem w kierunku ochrony tych owadów, niezbędnych dla różnorodności biologicznej i gospodarki. Najprawdopodobniej na stworzeniu pierwszej szczepionki oprze się produkcja nowatorskich preparatów chroniących pszczoły przed innymi patogenami.