A korábbi lapszámokban részletesen szó esett a mindannyiunk által ismert „hagyományos” atkaellenes védekezési módszerekről. Ezek jórészt szintetikus atkaölő szerek (akaricidek) használatán alapulnak, amelyeket gyakran az atkafertőzöttség előzetes becslése nélkül vagy indokolatlanul nagy dózisban alkalmaznak, az ebből eredő gyógyszer-rezisztencia pedig mára igen nagy gondot jelent a méhészeti ágazat számára. Az atkák elleni védekezésre szolgáló termékek/módszerek kutatása nagy erőkkel folyik. Egy megbízható, színvonalas adatbázisban az elmúlt években 76 darab tudományos közleményre kaptam találatot, ha a keresőbe azt írtam: „Varroa destructor”. Ezek közül szemezgetve hoztam néhány ötletet/lehetőséget, amelyek a jelenlegi módszerek továbbfejlesztései, vagy teljesen új megközelítésben igyekeznek kezelni a problémakört.
1. BEEHAVE-modell. A szimulációs modell elnevezése az angol behave (’viselkedni’) és bee (’méh’) szavak összevonásából ered. Ez tulajdonképpen egyetlen méhcsalád populációdinamikáját és táplálékkereső tevékenységét szimulálja, nagyon részletesen. Egyelőre fejlesztés alatt áll, ezért még mindig számos egyszerűsítő feltevést tesz, de úgy tűnik, hogy a gyakorlati megfigyelések széles körét rögzíti. Ezért elméletileg a méhészképzés eszközeként is használható lenne, mivel lehetővé teszi a különböző gazdálkodási lehetőségek modellben történő megvalósítását és összehasonlítását. Így a Varroa destructor atka elleni kezelések modellezése is lehetséges vele. A BEEHAVE-et az Egyesült Királyságban fejlesztették ki 2016-ban, annak vizsgálatára, hogy a különböző stresszorok, önmagukban vagy kombinációban, hogyan befolyásolják egyetlen méhcsalád vitalitását és túlélését (1. ábra).
A BEEHAVE-modell modulokból áll. A kaptár modul a méhek csoportos fejlődését szimulálja petékből, álcákból, kaptárban lévő méhekből és herékből (kaptárszerkezet). A kaptáron belüli folyamatokat differenciálegyenletek írják le. A kaptárban dolgozó dajkaméhek az első táplálékszerzéssel gyűjtővé fejlődnek, számos tényezőtől függően (fiasítás és kaptárban lévő méhek aránya, kaptárban lévő méhek és gyűjtőméhek aránya, méz- és virágpordepók, méhpempő fehérjetartalma). A fiasítások háttérpusztulása megnövekszik, ha nincs elég méh a kaptárban, vagy túl alacsony a méhpempő fehérjetartalma. A méz- és virágpordepók a fogyasztási arányoktól és az etetési tevékenységtől függenek. A kaptár dinamikája a környezeti tényezőkhöz kapcsolódik, amelyek a nektár és a virágpor szezonálisan változó tárolását, fogyasztását, keresletét és gyűjtését eredményezik. A modellben olyan méhészeti gyakorlatok szimulálhatók, mint a mézraktárak eltávolítása, etetés, Varroa-kezelés és családok összevonása.
A Varroa és vírus modul Martin (1998, 2001) modelljén alapul, és a méhkaptáron belüli atkanépességet szimulálja. A modellben maguk az atkák nincsenek hatással a kaptárbéli méhekre, de vektorként működnek két vírus: a heveny méhbénulás vírusa (APV) vagy a szárnytorzulást okozó vírus (DWV) számára, amelyek növelik a bábok és a felnőtt méhek elhullási arányát.
A táplálékkereső modul egy ügynökalapú modell, amelyben a gyűjtők csoportja szuperegyedként jelenik meg. A kaptár közelében lévő két virágfolton modellezi a táplálékkeresést. A modellbe változatosabb virágfoltok is beolvashatók. A gyűjtési magatartást befolyásolja az időjárás, a nektár mennyisége és minősége, valamint a virágpor mennyisége a virágfoltokban, továbbá a virágpordepók, mézraktárak és a méhcsalád igényei. A gyűjtők viselkedése (gyűjtés vagy pihenés megkezdése, virágfolt kiválasztása, tánc, hogy más gyűjtőket toborozzanak és a begyűjtött javak kirakása) az adott táplálékforrás energiahatékonyságától (amelyet a cukortartalom, a kezelési idő és a kaptártól való távolság jellemez) függ. Táplálékgyűjtés közben a méhek elhullási aránya magasabb. A gyűjtőméhek a modellben 800 kilométer repülés vagy a 290 napos maximális kor elérése után pusztulnak el.
Az atkák elleni védekezésben a program a szintetikus atkaölő szerek alkalmazását veszi alapul, ez például Németországban már nem része a jó méhészeti gyakorlatnak. A jó méhészeti gyakorlat áprilistól júniusig a herefiasítás eltávolításából, augusztus/szeptemberben hangyasavas, november/decemberben pedig oxálsavas kezelésből áll. Ezeket az intézkedéseket az időzítésre, a gyakoriságra és a herefiasítások eltávolításának eloszlására összpontosítva kell végrehajtani.
Egy 2022 novemberében megjelent közleményt jegyző német kutatócsoport megvizsgálta a modellben a herefiasítás eltávolításának és a savas kezelésnek egyenként vagy kombinációban történő hatását egy atkával fertőzött méhcsaládban. Azt találták, hogy a herefiasítás eltávolítása nagyon hatékony volt, 90 százalékkal csökkentette az atkák számát az első szimulációs év végén. Ez az érték jóval meghaladta a méhszakértők által várt és gyakorlati vizsgálatokkal megerősített 50–67 százalékos csökkenést, bár szakirodalmi adatok alapján az atkák számának 10–85 százalékos csökkenése is előfordulhat a herefiasítás eltávolítása után. A modelleredmények, a gyakorlati adatok és a szakértői becslések közötti eltérés azt jelzi, hogy mindhárom forrást felülvizsgálatra és finomításra szorul, mivel mindegyik egyszerűsítő feltevéseken alapul. Ezek az eredmények és a BEEHAVE hozzáigazítása a jó méhészeti gyakorlathoz döntő lépést jelentenek a BEEHAVE jövőbeni használatában a németországi méhészképzésben és mindenütt, ahol szerves savakkal és herefiasítás eltávolításával védekeznek a V. destructor ellen.
2. A komló (Humulus lupulus), (1. kép) kivonatának lehetséges atkaölő hatását vizsgálta 2022 decemberében megjelent tanulmányában egy argentin kutatócsoport. A komló illóolajok gőzextrakciója során keletkező maradék hidrolátokat – amelyeket általában hulladékterméknek tekintenek – megvizsgálták atkaölő szerként való alkalmazásuk szempontjából V. destructoron. Eredményeik alapján négy komlófajta, nevezetesen a Cascade, a Spalt, a Victoria és a Mapuche, ígéretesek lehetnek a méhészeti ágazatban felhasználható atkaölő termékként. Néhány illékony oxidált terpenoidot találtak a hidrolátokban, főleg β-kariofilén-oxidot, β-linaloolt és izogeraniolt. Valószínűleg ezek a vegyületek, valamint a polifenolok, flavonoidok és szaponinok voltak felelősek a komló hidrolátos kezelés után kapott ígéretes LC50 (LC = lethal concentration = halálos koncentráció) értékeiért, amely az adott hatóanyagnak azt a mennyiségét jelenti, amelytől az atkák 50 százaléka elpusztul. A Victoria hidrolát volt a legmérgezőbb az atkákra (LC50: 16,1 µL/ml). Ezt követte a Mapuche (LC50: 30,1 µL/ml), a Spalt (LC50: 114,3 µL/ml), végül a Cascade (LC50: 117,9) µL/ml). A Spalt alkalmazása esetén volt a legmagasabb a méhálcák túlélési aránya, ezt a Victoria és a Mapuche követte. A Cascade volt a legmagasabb álcapusztulást okozó fajta. Azonban
3. Peptidomimetikumok – molekuláris genomika. Az egyre növekvő rezisztencia és az elérhető atkaölő szerek alacsony célhely-szelektivitásának problémáira kereste a megoldást egy nemzetközi kutatócsoport. Összehasonlító genomikán alapuló tanulmányuk a rangos Nature folyóiratban jelent meg, 2022 októberében.
A genomika vagy genomtan a gének kölcsönhatását vizsgáló tudományág. Az élőlények genomjában (DNS) rejlő információkat elsősorban számítógépes biológia alkalmazásával dolgozza fel, és érvényesül a biológia, orvostudomány és az ipar egyre több területén. A genomika új diagnosztizálási és gyógyítási módszereket kínálhat egyes betegségek kezelésében, illetve megelőzésében. Eszköztárát képezi a bioinformatika, génfunkció-vizsgálat, génexpressziós mérések és molekuláris genetikai elemzések.
Az összehasonlító genomika számos meglepő, elsősorban evolúcióbiológiai felfedezéshez vezet. Ha egy bizonyos DNS-szekvencia vagy -mintázat egy közös őssel rendelkező csoport számos tagjában fellelhető, konzerválódott szekvenciáról beszélünk. Egy ilyen szekvencia (motívum) evolúciós konzerváltsága arra utalhat, hogy az szelekciós előnyhöz juttatja az élőlényt, amelyik rendelkezik vele. Kifejeződhet akár fehérjetermékben, vagy lehet szabályozó régió.
A méhkaptárban lévő Varroa atka elleni védekezés nagy mértékben támaszkodik a szintetikus atkaölő szerek használatára. Ezek alkalmazásának azonban szigorú feltételei vannak. A méhekre nem mérgező szelektív atkaölők megtalálása nehéz feladat, mivel az atkák és a méhek ugyanabba a törzsbe (Arthropoda, ízeltlábúak) tartoznak, fejlődésük körülbelül 750 millió évvel ezelőtt vált el egymástól. Ezért számos anyagcsere- és jelátviteli útvonaluk megegyező vagy nagyon hasonló. Ezen túlmenően, az atkaölő szereknek és maradékaiknak nem szabad káros hatást gyakorolniuk az emberi egészségre a méhészeti termékek fogyasztása által. Az atkák atkaölő hatóanyagokkal szembeni ellenálló képessége szintén megnehezíti az ellenük való védekezést.
A kutatócsoport új atkaölő vegyületeket fejlesztett ki, amelyek jobb szelektivitást mutatnak; továbbá új megközelítéseket is kerestek a Varroa atka és a mézelő méh elérhető genomszekvenciáinak és a biotechnológia adta lehetőségeknek a kihasználásával. A szerzők nagyon modern, molekuláris genetikai jellegű megközelítést javasolnak, amely összehasonlító genomikát használ a mézelő méhek számára biztonságos és szelektív atkaölő szerek kifejlesztésére. Megközelítésük alapja a Varroa atka és a mézelő méh összehasonlító genomikája: az atkákban igen, de a mézelő méh genomjában nem jelen lévő peptid jelátviteli rendszer ideális célpont lehet ehhez a stratégiához. A kutatók a méhekből hiányzó proktolin által szabályozott atkaspecifikus idegi jelátviteli útvonalat célozták meg. A proktolin egy konzervált (Arg-Tyr-Leu-Pro-Thr) szekvenciájú pentapeptid, amely számos különböző ízeltlábúban miotróp (izomszövetre ható, bénító) hatást fejt ki. Ezt a peptidet eddig csak az ízeltlábúakban találták meg homológ szekvenciák alapján, gerinceseknél pedig hiányzik. Érdekes módon ezt a peptidet és a receptorát sem találták meg a méheknél, ezért rendkívül szelektív atkaölőcélpont lehet. A proktolin és receptorának szerkezeti és kölcsönhatási vizsgálata rendkívül bonyolult biotechnológiai-bioinformatikai módszereken alapult. Ezek alapján választottak ki úgynevezett peptidomimetikumokat, amelyek a proktolinhoz hasonlóan viselkednek az atkákban. Az atkákon végzett kísérletekhez (biológiai tesztekhez) négy peptidomimetikumot választottak ki: 2334, 2336 és Ac-2442, 2326. Kezdetben a nagyon aktív 2334 agonistát közvetlenül az atka testüregébe fecskendezték (~5 nL 200 μM), hogy teszteljék a közvetlen élettani hatást. Az injekció azonnal székletürítésre késztette az atkát (2. ábra), míg a kontroll vízbefecskendezés nem idézett elő kiválasztást vagy egyéb észrevehető változást.
Ez az eredmény azt jelzi, hogy a Varroa atka proktolinaktivitása magában foglalja a kiválasztó rendszer aktiválását, amely más rovaroknál jól ismert. A folyamatos biológiai vizsgálat során a toxicitást etetéses kísérlet során bekövetkezett bénulás/halálozás számlálásával értékelték. Egy csepp 200 nL-es oldatot helyeztek egy immobilizált atka szájszervére a hatóanyagok kényszeretetése céljából. A peptidomimetikumok alacsony szintű akut toxicitását 50 százaléknál alacsonyabb hatás jelezte a kezelések után 6 órán belül. A toxikus hatások az idő múlásával fokozódtak, méghozzá oly mértékben, hogy a 100 százalékot is elérték a 2336-os peptidomimetikum esetén, 48 órás kezelésében. Természetesen tesztelték a peptidomimetikumok akut toxicitását a dolgozóméheken (2439, 2334, 2336, Ac-2442 és vízkontroll), a vegyületek mellkasba fecskendezésével. 50 nL-es oldatok befecskendezése 200 μM koncentrációban nem mutatott semmilyen káros hatást az injekciók beadása utáni 24 órás megfigyelések során. A vizsgálatot kibővítették, hogy tanulmányozzák a méhekre esetleg hosszabb távon gyakorolt hatást. A vegyületekkel végzett hétnapos kezelések során nem találtak statisztikailag számottevő különbséget sem a cukorfogyasztási arányban, sem a túlélésben. Összefoglalva:
Mindezek rendkívül ígéretes és előremutató eredmények az atkairtás jövőjére nézve.
Bagóné dr. Vántus Viola
tudományos munkatárs,
PTE ÁOK Biokémiai és Orvosi Kémiai Intézet
