A cikk első része ide kattintva olvasható.
A mikroorganizmusok összessége, a mikrobióta az emberhez hasonlóan a méhek belében is dinamikus egységet alkot a gazdaszervezettel; kölcsönhatásokon keresztül hat az életműködésre, az egészségi állapotra, egyes betegségekre. A bél-mikrobióta az önálló élet kezdetén megjelenik, és kisebb-nagyobb változásokkal végigkíséri a gazdaszervezetet – legyen az akár ember, akár méh – az utolsó életjelenségekig. Befolyásolja a bélrendszer működését, a gyulladásos folyamatokat.
A belek biofilmeket tartalmaznak, amelyeket úgy határoznak meg, mint baktériumok rétegzett mátrixát, amely a gazdaszervezet hámjához tapadva, extrapolimer anyagok termelődésével áll össze. Ez a bakteriális réteg a gazdaszervezet és a környezet közötti molekuláris határfelületen található, és szerves szerepet játszik az információcserében.
Ideális esetben a természetes kiválasztódás védelmező vagy több fajból álló biofilmet „választana” a jótékony tulajdonságok érvényesüléséhez. Közelebbről, a gazda bélműködése a biofilm szerkezetétől függ.
Biofilm keletkezik a méh vékonybelében, ahol a Snodgrassella alvi érintkezik a gazdaszövettel, Gilliamella apicola fedi és átszövi a Lactobacillus Firm5-tel. A biofilm életéhez igazodva, ezek a fajok alkalmasak arra, hogy együttműködjenek a méh saját sejtjeivel és a bakteriális sejtekkel, de ki is használják azokat. Szénhidrát-anyagcseréből táplálkoznak, különféle kiválasztó rendszerekkel, ismert bakteriocinokkal és más funkcionális rendszerekkel rendelkeznek, hogy megöljék a közeli versenytársakat tápanyag-korlátozás, DNS-károsodás vagy oxidatív stressz esetén. A Lactobacillus Firm4, L. Firm5 és Bifidobacterium „hátsóbél”-fajok funkcionálisan eltérő szerepet töltenek be; következetesen uralják a végbélt, és mennyiségileg egy nagyságrenddel felülmúlják a vékonybél-mikrobiomot.
Mind a gazdaszervezet immunválasza (antimikrobiális peptidek, AMP-k), mind a környezet megváltozása (oxidatív stressz, ROS) szerepet játszik a korai felnőtt mikrobióta kialakításában. Az újonnan kikelt méhek előre kialakított bélközösségek koktéljával való ellátása gyorsan egyenletesebb közösséget eredményez. Nyilvánvaló, hogy az Apis mellifera egészséges bélműködésének megértéséhez figyelembe kell venni a gazdaszervezet életszakaszát és a szövetspecifikus baktériumok egymásutániságát. Kevés kísérlet párosította a méhek fejlődését a változó mikrobiótával vagy egy adott baktériumtörzzsel, mégis nyilvánvaló, hogy a tipikus bélmikrobióta kialakulása nagyobb súlygyarapodáshoz vezet, míg a korai felnőttkori diszbiózis alacsony felnőtt testsúllyal, a dolgozók elégtelen fejlődésével és korai pusztulásával jár. Feltételezve, hogy az egyes csoportok és fajok arányaiban bekövetkező változások erősen összefüggenek az egészséggel vagy betegséggel, beszélhetünk a mézelő méhek felnőttkori bélrendszeri diszbiózisáról, az egészséges dolgozók teljes bélmintáitól való összetételbeli eltérésként.
A bélbaktériumok működésének kísérletes jellemzése intenzíven kutatott téma. Akár véletlen, akár egy kontrollált vizsgálat része, az indukált bélrendszeri diszbiózis (az egyensúly felborulásának előidézése) segít a közösség szerkezetének a betegség progressziójához és a gazdaszervezet korai öregedéséhez való hozzájárulásának a megértéséhez.
A diszbiózis előidézhető és jól vizsgálható, ha a családokat egy hónapra kis repülési területre (üvegház) zárjuk. A családok gyorsan leépülnek, és gyakran betegségeket mutatnak.
Az üvegházba zárás fokozott nosema-betegséget okoz a középbélben, a dolgozók idő előtti öregedését és az oxidatív stresszel összefüggő immunszuppressziót idézi elő.
Egy másik bezártsági kísérlet a diszbiózis egy teljesen más formáját eredményezte, amelyet a natív bélbaktériumok teljes hiánya jellemez a kifejlett egyedeknél. A normál baktériumokat teljesen kiszorította a speciális lárvakórokozó, a Melissococcus plutonius – az európai tenyésztés jellemző kórokozója –, valamint a kapcsolódó másodlagos opportunista Enterococcus faecalis és Paenibacillus alvei. Megtalálhatók voltak továbbá a Lactobacillus kunkeei vagy a Parasaccharibacter apium kaptárbaktériumok. A bezárt méhekben ennek az öt fajnak mindegyike nagymértékben elszaporodott. A betegségi állapotokat bizonyos mikrobiális szukcesszió is jellemzi. Így minden egyes faji azonosítás pillanatfelvétel, a betegség progressziójának különböző szakaszaként értelmezhető. Minden egymást követő baktériumfelszaporodás megváltoztathatja a bél fiziokémiáját a következő fajok számára. Így fordulhat elő, hogy a speciális lárvakórokozó M. plutonius és a kapcsolódó opportunisták dominánsként fordulnak elő a felnőtt bélben, teljesen kiszorítva a natív biofilmet.
Mindezek alapján, a dolgozók mikrobiótastabilitása egészséges ökoszisztémát sugall, de mint minden jól strukturált közösség, itt is „rejtélyes csalók” és opportunisták élnek.
A fenti szintézis alapján feltételezzük, hogy a betegséget okozó szervezetek a P. apium és L. kunkeei kaptártársakkal versengenek, és együttműködnek az evolúció során több kaptárban és életszakaszban, beleértve a lárva- és a kifejlett beleket is. Bizonyos feltételek mellett a dolgozó gazda elviselheti a kaptárbaktériumot; általában kisebb mennyiségben fogyasztják őket, és nagyobb mennyiségben fordulnak elő a kaptárrendszerben, mint a speciális kórokozók. De a normál mikrobiótaalkotó fajok megzavarását követően ezek a kaptárlakók másodlagos betolakodóként léphetnek fel, kiszorítva a natív bélmikrobiótát. A bélben tapasztalható oxigéndinamika elősegítheti ezt az elmozdulást, amely kedvez az oxigéntűrőbb mikrobák inváziójának. Az oxidatív stressz: reaktív oxigéngyökök (ROS) növekedése befolyásolja a gazdaszervezet hozzájárulását a biofilm szerkezetéhez és a diszbiózissal együtt járó sejtkárosodáshoz. A bélközösség teljes kiszorítása hozzájárulhat a méhcsaládok csökkenésével összefüggő számos opportunista betegség kialakulásához, vagy akár a forrása is lehet annak.
Egy jól strukturált bélmikrobiótán belül, amelyet látszólag a L. Firm5, L. Firm4, Bifidobacterium (végbél) és S. alvi/G. apicola (középbél) uralnak, a bélbaktériumok jótékony védelmezők. Ha ez a szerkezet megsérül, a védelmi szimbiózis csökken. Bár a Frischella perrara korai immunerősítése előnyösnek bizonyulhat, túlzott növekedése károsítja a bélkörnyezetet, és egy tanulmányban erősen korrelál a korai mortalitással. A Gilliamella nagyon változatos, és számos funkciót betölthet, beleértve a védelmezőt, az opportunistát és a csalót.
A bélbaktériumok természetes kolonizációjának szimulációja és megzavarása bél- és kaptártörzsek kombinációjával további betekintést nyújt a közösség működésébe. Úgy tűnik, hogy a dolgozók és az anyák különböző bélbaktériumokat tartanak fenn, de a kialakuló közösségi struktúra hiánya az anyáknál többre utal, és további mintavételre, vizsgálatokra van szükség a mikrobiótájuk meghatározásához.
Joggal tehetjük fel a kérdést, hogyan is kapcsolódik mindez a Varroa atka fertőzés leküzdéséhez.
A válasz az, hogy a tudományos kutatások adta lehetőségek között ma már szerepel a bélbaktériumok összetételének direkt befolyásolása – a tervezett és sikeresen (mesterségesen) megtelepedő szimbionta baktériumok ugyanis képesek aktiválni a méhek immunitását, és ezáltal korlátozzák az őket megtámadó a kórokozókat. SEAN P. LEONARD és munkatársai kifejlesztettek egy szimbiotikus méhbélbaktériumot (S. alvi), amellyel lehetőség nyílik RNS-interferencia (RNAi) alapú immunválasz aktiválására méhekben. Kimutatták, hogy ez a módosított S. alvi képes stabilan kolonizálni a méhek belében; ott pedig olyan kettős szálú RNS-t (örökítőanyag) termelni, amely molekuláris mechanizmusokon keresztül megváltoztatja a méhek fiziológiáját, viselkedését és növekedését. Ezzel a megközelítéssel javítható a méhek túlélése egy vírusfertőzést követően – mi több, ez a módosított S. alvi képes elpusztítani a parazita Varroa atkákat hasonló molekuláris mechanizmussal. Ez a szimbionta által közvetített RNSi-megközelítés ígéretes lehetőség, a méhek funkcionális genomikájának és esetleg a méhegészség megőrzésének eszköze lehet. (Források a Szerzőnél.)
Bagóné dr. Vántus Viola
tudományos munkatárs,
PTE ÁOK
Biokémiai és Orvosi Kémiai Intézet
