Das Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten hat den ersten Impfstoff für Honigbienen (Aphis mellifera) zugelassen. Er soll die Amerikanische Faulbrut verhindern, eine tödliche Krankheit, die Honigbienenvölker zerstören kann und durch das grampositive Bakterium Paenibacillus larvae verursacht wird1-5. Den Bienen wird der Impfstoff nicht gespritzt. Stattdessen wird er in das Futter der Königin gemischt, das die Arbeitsbienen fressen. Der Impfstoff gelangt in das Gelée Royale, das die Arbeitsbienen an die Bienenkönigin verfüttern. Beim Verzehr des Gelees wird der Impfstoff in den Eierstöcken der Königin abgelagert. Die daraus entstehenden Larven sind dann immun gegen die Krankheit. Bisher waren die wichtigsten Behandlungsmethoden Antibiotika und die Verbrennung infizierter Bienenstöcke.

Honigbienen bestäuben sowohl Wild- als auch Kulturpflanzen2. Sie sind preiswert, vielseitig und für die Landwirte bequem. Sie sind oft die einzige Möglichkeit, die Bestäubung in Gebieten sicherzustellen, in denen es nur wenige andere Bestäuber gibt. Daher sind bewirtschaftete Honigbienenvölker ein sehr wichtiger Nutztierbestand. Leider sind sie durch Krankheitserreger, neonicotinoide Insektizide, den Anstieg des Kohlendioxids in der Atmosphäre und den globalen Klimawandel bedroht. Es ist zu einem weit verbreiteten Rückgang der Honigbienenpopulationen und einem Zusammenbruch ihrer Bienenvölker gekommen. Dies wird als Kollaps des Honigbienenvolkes (Honey bee colony collapse disorder) bezeichnet6-7.

Honigbienen und viele andere Insekten sind seit Jahrzehnten im Rückgang begriffen8. Dies bedroht den Bestand an Bienenvölkern, die für die Bestäubung von Obst, Nüssen und anderen Spezialkulturen benötigt werden. Die Honigbienenpopulationen sind in den USA zwischen 1947 und 2008 um 61 % zurückgegangen. Trotz der Völkerverluste in den letzten zehn Jahren ist die Gesamtzahl der in den USA bewirtschafteten Bienenvölker von 2,39 Millionen im Jahr 2006, als CCD erstmals gemeldet wurde, auf 2,92 Millionen am 1. Januar 202112 gestiegen. Dieser Anstieg ist darauf zurückzuführen, dass die Imker tote Bienenvölker ersetzen, indem sie bestehende Bienenvölker in zwei oder mehr kleinere Bienenvölker aufteilen. Nach wie vor sind die Bienen von der Europäischen Faulbrut (EFB) und der Amerikanischen Faulbrut (AFB) bedroht3. Dies waren die wichtigsten Krankheiten der Honigbienen vor dem Auftreten der parasitären Milbe Varroa destructor. AFB tötet nicht nur infizierte Larven. Sie ist hochgradig ansteckend und wird durch den Austausch von Bienenstöcken und Bienenmaterial zwischen Bienenvölkern verbreitet. In vielen Ländern ist die AFB eine anzeigepflichtige Krankheit. Daher können Gesetze die Verbrennung kontaminierter Bienenvölker vorschreiben. AFB ist eine ernste Bedrohung für Honigbienen in der ganzen Welt3.

Das grampositive Bakterium P. larvae produziert Endosporen, die die Larven meist zwischen 12 und 36 Stunden nach der Befruchtung infizieren3. Nach dem Fressen wandern die Sporen durch den Vorderdarm der Larve und keimen etwa 12 Stunden später im Mitteldarm der Larve aus. Vegetative Bakterien besiedeln den Mitteldarm, vermehren sich und leben von der Nahrung, die die Bienenlarven aufnehmen. Befallene Larven sterben und werden zu einer seilartigen Masse abgebaut, die wie ein Seil aussieht. Außerdem wird ein übler Geruch erzeugt3. Die Sporen können jahrzehntelang in der Umwelt überdauern, bleiben während der gesamten Zeit virulent und stellen somit eine ständige Bedrohung für Honigbienenvölker dar2.

Honigbienen sind nicht hilflos, aber sie sind anders. Wie andere Insekten auch, produzieren sie keine Antikörper. Dennoch sind sie in der Lage, durch transgenerationales Immunpriming (TGIP) ihre Nachkommen vor Krankheitserregern zu schützen. Sie sind in der Lage, eine Immunität gegen Infektionskrankheiten zu entwickeln, denen sie zuvor ausgesetzt waren. TGIP ähnelt dem adaptiven Immunsystem von Wirbeltieren, aber die Art und Weise, wie dies geschieht, ist kaum bekannt. Glücklicherweise wissen wir, dass Informationen über P. larvae mit Hilfe des Eigelbproteins Vitellogenin und Teilen des Bakteriums an die nächste Generation weitergegeben werden können. Daher wurde ein Impfstoff entwickelt, der ein Bakterin oder eine eigene wässrige Suspension von inaktivierten Bazillen des vegetativen Stadiums von P. larvae enthält. Das Bakterin wurde mit dem Futter für die Königinnen vermischt. Die Königinnen wurden 8 Tage lang entweder mit Bakterin oder Placebo geimpft. Die geimpften und die Placeboköniginnen wurden in die Bienenstöcke entlassen. Mindestens 18 Tage nach dem Einsetzen des Bienenstocks wurden Rähmchen mit 0 bis 36 Stunden alter Brut ins Labor gebracht, um sie mit einer wässrigen Sporensuspension zu testen. Die geimpften Bienen wiesen eine fast 50 % höhere Krankheitsresistenz auf als die Placebogruppe2.

Dies veranlasste das Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten, diesen Impfstoff zuzulassen. Es ist zu hoffen, dass er das durch die Amerikanische Faulbrutkrankheit verursachte Massensterben von Honigbienen verhindern wird.

Anmerkungen

1 Sottile, Z. The first-ever vaccine for honeybees has been approved by the USDA. CNN, 7 Jan., 2023.
2 Dickle, F. et al. The oral vaccination with Paenibacillus larvae bacteria can decrease susceptibility to American Foulbrood infection in honey bees - a safety and efficacy study. Frontiers in Veterinary Science 17 Oct., 2022.
3 Genersch, E. American Foulbrood in honeybees and its causative agent, Paenibacillus larvae. Journal of Invertebrate Pathology. Volume 103, p. S10–S19, 2010.
4 Daisley, B.A. et al. Disentangling the microbial ecological factors impacting honey bee susceptibility to Paenibacillus larvae infection. Trends in Microbiology. 24 Dec., 2022.
5 Grady, E.N. et al. Current knowledge and perspectives of Paenibacillus: a review. Microbial Cell Factories. Volume 15, article 203, 2016.
6 Banaji, S. Colony collapse disorder, neonicotinoids, CO2, climate change, and the four spheres. Open Journal of Ecology. Volume 12, p. 711-717, 2022.
7 Nikita, et al. Colony collapse disorder: A peril to apiculture. Journal of Applied and Natural Science. Volume 14, p. 729 – 739, 2022.
8 Kuhlhanek, K. et al. A national survey of managed honey bee 2015–2016 annual colony losses in the USA. Journal of Agricultural Research. Volume 56, 2017.
9 Balvino-Olivera, F.J. et al. Long-term spatiotemporal patterns in the number of colonies and honey production in Mexico. Scientific Reports. Volume 13, article 1017, 2023.
10 Wagner, D.L. et al. Insect decline in the Anthropocene: Death by a thousand cuts. PNAS. Volume 118, article e2023989118.
11 Yang, Y. et al. Global honeybee health decline factors and potential conservation techniques. Food Safety. 2023.
12 United States Department of Agriculture, National Agricultural Statistics Service, Honey bee colonies. 2021.