Når bier flyr rundt og samler pollen og nektar, kan de også plukke opp bakterier og andre infeksjoner som finnes ute i verden. (Foto: Christofer Bang)
Når bier flyr rundt og samler pollen og nektar, kan de også plukke opp bakterier og andre infeksjoner som finnes ute i verden. (Foto: Christofer Bang)

Vil utvikle vaksine i kampen mot bidøden

Forskere har avslørt hvordan bier beskytter avkommet sitt mot sykdommer. – Dette kan bli stort, sier norsk forsker som er med på prosjektet.

Publisert

Biene er truet. I mange år har det vært regelmessige rapporter om at bidøden sprer seg i hele verden. Samtidig er bienes bestøving ekstremt viktig for en stor del av verdens matvareproduksjon.

Forskningen har ikke gitt noe enkelt svar på hvorfor biene dør, men sykdommer, parasitter og sprøytemidler har alle fått skylda. Sannsynligvis er det mange grunner til den store bidøden.

Nå har en internasjonal forskergruppe undersøkt hvordan biene beskytter seg mot sykdom. Resultatene viser at biene får en medfødt, naturlig vaksine mot sykdommer som finnes i deres egne miljø. Men det betyr også at biene er sårbare for sykdommer de ikke har møtt på før.

Forskerne, med norske Gro Amdam på laget, er nå i gang med neste skritt. De vil bruke denne kunnskapen til å utvikle en slags vaksine for biene slik at vi kan beskytte en bikoloni mot farlige sykdommer de ikke har beskyttelse mot.

Forskningen er publisert i PLOS Pathology.

Medfødt beskyttelse

Sykdom lurer overalt. Dette er spesielt skummelt for nyfødte barn som akkurat har sett sitt første dagslys. De har svært liten motstandskraft mot infeksjoner fra den store verden.

Men naturen har ordnet det slik at vi mennesker likevel er beskyttet. Vi arver antistoffer fra mor som gir oss litt beskyttelse mot noen sykdommer, i hvert fall i løpet av den første måneden av livet. Dette kalles passiv immunitet.

Immunsystemet hos oss mennesker har også et immunminne, slik at det husker tidligere infeksjoner. Kroppen lærer seg å danne antistoffer for å bekjempe sykdommen. Det er også dette som er hensikten med vaksiner. Dermed blir vi ikke så syke når vi får en sykdom vi har hatt før eller er vaksinert for.

Tidligere har det vært antatt at insekter ikke har den samme nyfødt-beskyttelsen som oss og mange andre dyr. Insekter har et immunsystem, men det er innebygd fra fødselen og kan ikke lære nye triks underveis.

Gro Amdam. (Foto: Håkon Sparre)
Gro Amdam. (Foto: Håkon Sparre)

Insekter har heller ikke antistoffer og kan derfor naturligvis ikke overføre slike til en ny generasjon.

– Men for et par år siden dukket det opp noe nytt, sier Gro Amdam til forskning.no. Hun er professor i biologi ved Arizona State University. Hun har vært med på laget bak den nye forskningen.

Noen insekter blir faktisk født klare for å takle visse sykdommer bedre enn andre.

– Vi har ikke skjønt hvorfor det er sånn. Når et morinsekt blir utsatt for en infeksjon, produserer hun nye insekter som takler infeksjonen bedre, sier Amdam.

Amdam og kollegene hennes mener de har funnet svaret på hvordan sykdomsmotstanden kan føres videre fra bidronningen til nye generasjoner.

Eggprotein

– Det ligner egentlig ganske mye på de vaksinene vi får, sier Amdam.

Når bier flyr rundt og samler pollen og nektar, kan de også plukke opp bakterier og andre infeksjoner som finnes ute i verden.

De drar hjem til kolonien, og biarbeidere lager mat til larvene og dronningen av det som har kommet inn i kuben. Denne maten kalles dronninggele og er en melkehvit og tyktflytende suppe.

Dronninglarver som bader i dronninggele.  (Foto: Waugsberg/CC BY-SA 3.0)
Dronninglarver som bader i dronninggele. (Foto: Waugsberg/CC BY-SA 3.0)

Bakteriene blir med i maten og blir fordøyd av dronningen. I blodet til dronningen blir bakteriefragmenter bundet til en protein kalt vitellogenin.

Vitellogeninet er et viktig protein for utviklingen av eggeplommen, og det viser seg at proteinet tar med seg små biter av sykdomsbakterier inn i nye egg.

Disse eggene blir til nye bier som allerede er blitt utsatt for sykdomsbakterier. Immunsystemet deres har stiftet bekjentskap med en potensielt farlig infeksjon.

Forskningen til Amdam og kollegene har funnet ut hvilken rolle vitellogenin spiller i denne prosessen.

Klissete protein

– Vitellogenin ble litt avskrevet som et kjedelig protein som skal inn i egget og bli mat, men det er et veldig overraskende protein, sier Amdam. – Det er et klissete protein, men det fester seg ikke til hva som helst. Det har en forkjærlighet for å binde seg til sykdomsbakterier som kan infisere bier.

Forskerne undersøkte om proteinet ville binde seg til flere forskjellige sykdomsbakterier, men det bandt seg bare til bisykdommene. De undersøkte også det som tilsvarer eggstokkene til bidronningen. Det viste seg at vitellogenin fra bier var det eneste proteinet som fraktet bakteriefragmentene inn i bieggene.

En nyfødt bie. (Foto: Christofer Bang)
En nyfødt bie. (Foto: Christofer Bang)

Men dette vaksinasjonsprogrammet har noen begrensninger. De nye biene blir bare motstandsdyktige mot sykdommer som finnes i deres miljø, siden det er der smitten kommer fra.

Hvis biene blir utsatt for sykdommer de ikke har hatt noen erfaringer med, kan de fort bli syke. Sykdommen kan spre seg raskt i kolonien, og føre til massedød.

Vaksine for bier

Vaksiner kan kanskje være med på å motvirke den store bidøden.

Amdam forteller at de har begynt prosessen med å utvikle en testvaksine. Denne fungerer som et grunnlag for å utvikle ordentlige vaksiner mot bisykdommer som for eksempel amerikansk yngelråte. Dette er en sykdom som angriper larvene, hvor bakterier formerer seg og ødelegger larvene innenifra.

Bakteriene blir med i maten og blir fordøyd av dronningen (med nummer på ryggen). (Foto: Christofer Bang)
Bakteriene blir med i maten og blir fordøyd av dronningen (med nummer på ryggen). (Foto: Christofer Bang)

– Det er en komplisert å lage en god vaksine, og vi prøver å utvikle en spiselig vaksine for biene. Konsistensen blir litt smøreostaktig. Biene er glad i halvfast mat.

Vaksinen inneholder små bakteriefragmenter. Etter hvert vil maten ende opp i dronningen, og sykdomsmotstanden blir spredd til neste generasjon.

De har nå tatt patent på teknikken med å bruke vitellogenin for å lage vaksiner.

– Det har et stort potensial, sier Amdam.

Akkurat denne forskningen dreier seg om immunitet hos bier, men vitellogenin finnes i nesten alle arter som legger egg.

Dermed tror forskerne at kunnskapen kanskje kan brukes til å utvikle vaksiner til mange forskjellige dyrearter som ikke produserer antistoffer, som bløtdyr og krepsdyr.

Referanse:

Heli Salmela mfl: Transfer of Immunity from Mother to Offspring Is Mediated via Egg-Yolk Protein Vitellogenin. PLOS Pathogens, juli 2015, doi: 10.1371/journal.ppat.1005015.