Paenibacillus larvae - Amerikanische Faulbrut
Die Honigbiene (Apis mellifera) zählt auf Grund ihrer Bestäubungsleistung neben Schwein und Rind zu den wichtigsten und ältesten Nutztieren des Menschen. Außer der Varroamilbe (Varroa destructor) zählt Paenibacillus larvae zu den wichtigsten Krankheitserregern der Honigbiene. P. larvae ist ein Gram-positives, stäbchenförmiges, polytrich begeißeltes und sporenbildendes Bakterium, von dem bisher vier verschiedene Genotypen bekannt sind. Die Endosporen bilden die infektiöse Form des Erregers und lösen bei junger Bienenbrut die sog. Amerikanische Faulbrut (AFB) aus. Hierbei keimen die Sporen im Mitteldarm der Larve zu vegetativen Zellen aus und beginnen mit der Produktion von Toxinen, die zum Tod der Larve führen. Anschließend wird die abgestorbene Brut zu einem Schleim zersetzt, aus dem sich ausschließlich P. larvae isolieren lässt. Der symptomatische Faulbrutschleim bildet die Grundlage für weitere Infektionen innerhalb des Volkes und führt zu dessen Zusammenbruch. Bei der AFB handelt es sich um eine anzeigepflichtige Tierseuche.
Die fünf bisher bekannten Genotypen des Faulbruterregers verfügen über eine Vielzahl von Virulenzfaktoren, die wir in Zusammenarbeit mit dem LAVES - Institut für Bienenkunde Celle, dem Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung und dem Leibnitz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH untersuchen.
Zu diesen Untersuchungen zählen die Untersuchung von Sekundärmetaboliten und deren biologische Aktivität, sowie die Untersuchung der Pathogenese im Originalwirt unter Laborbedingungen. Die aufgereinigten Sekundärmetabolite können nach hinreichender Charakterisierung Aufschluss über die Virulenz der verschiedenen Genotypen geben. Weiterhin können sie als Grundlage für neue Antibiotika dienen. Neben den Sekundärmetaboliten spielen weitere Faktoren eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit der Virulenz und der Pathogenese. Diese werden in in vivo Versuchen untersucht und sollen das Verständnis über die AFB erweitern, sodass auch potentielle neue Detektionsverfahren und Behandlungsmaßnahmen entwickelt und etabliert werden können.
A: Symptomatischer, fadenziehender AFB-Schleim im löchrigen Brutnest (H. Beims)
B: EM-Bild von Paenibacillus larvae (Prof. Dr. M. Rohde (HZI) & H. Beims)
C: In vivo-Larvenassay (H. Beims)