Щеплення для бджіл - Новини науки

Не лише люди роблять дітям щеплення. У бджіл виявлено механізм, що дозволяє передавати потомству фрагменти патогенів, що запускають імунну відповідь. Автори дослідження сподіваються, що людям вдасться відтворити цей механізм та захистити комах від хвороб, з якими вони не впораються самі.

З тих пір, як одні форми життя здогадалися паразитувати на інших, між паразитами та їхніми потенційними господарями не припиняється гонка озброєнь. Господарі споруджують нову стіну захисту, а паразити навчаються її обминати. Однією з найскладніших і найдосконаліших систем захисту мають ссавці і, зокрема, людина. Їхній (наш) імунітет складається з діючих спільно вродженого та набутого імунітету. Вроджений імунітет вміє розпізнавати ворогів у принципі – зовнішні оболонки вірусів та бактерій сильно відрізняються від мембран людських клітин, і тому таке розпізнавання можливе. Отриманий імунітет вміє розпізнавати тільки ті патогени, з якими організм вже зустрічався, але значно швидше і надійніше. Основа набутого імунітету – антитіла.

Між вродженим та набутим імунітетом у людини є щось подібне до прикордонної зони для захисту найменших. Під час вагітності антитіла матері проникають через плацентарний бар'єр та забезпечують дитині захист від усіх інфекцій, з якими зустрічалася мати. Ці антитіла є в крові у дитини в момент народження і деякий час після. У материнському молоці містяться антитіла, що виробляються організмом матері, і, поки вона годує дитину, вона отримує частковий захист від інфекцій, що особливо проникають через шлунково-кишковий тракт. Ці інфекції дуже небезпечні для малюків навіть зараз, особливо в так званих країнах третього світу, а сто і більше років тому булидуже небезпечні всім дітей. У віці кількох місяців материнські антитіла перестають справлятися із захисною функцією, натомість у дитини починають з'являтися свої.

Кожна людина з народження має набір генів, що кодують антитіла. Вони є у всіх клітинах, але активні лише у B-лімфоцитах. При цьому один B-лімфоцит синтезує антитіла лише одного виду. У міру зіткнення з інфекціями в B-лімфоцитах запускаються перестановки всередині генів антитіл, і таким чином утворюються нові антитіла. Якщо якесь із антитіл виявиться особливо ефективним, цей лімфоцит стане дуже швидко розмножуватися, виробляти ще більше антитіл, хвороба буде переможена, а в ході поділу лімфоциту утворюється кілька клітин пам'яті, які дозволять при повторному зараженні швидко налагодити інтенсивне виробництво потрібних антитіл і перемогти загарбників. ще навіть до симптомів. Але це відбувається вже через якийсь час після народження дитини, в тому числі завдяки вакцинації. А в перші місяці життя з «набутого» імунітету він має:

Високоефективні антитіла матері проти тих патогенів, які мати зустрічала у своєму житті, що проникли через плаценту; їх кількість зменшується.
Менш ефективні антитіла, що у молоці, допомагають, переважно від шлунково-кишкових інфекцій.
Власні «попередньо встановлені» антитіла, вони спочатку не дуже ефективні і нечисленні, але з часом їх кількість зростає.

До недавнього часу вважалося, що видів, що не мають антитіл немає, ніякого імунітету, що набувається протягом життя, немає, і тим більше він не може передаватися наступному поколінню.

Дослідження бджіл показали, що це негаразд. Деякий час тому було помічено, що потрапляння патогену в їжу бджолиною маткою даєличинкам стійкість до цього патогену. Авторам роботи, що обговорюється, вдалося частково простежити механізм такої передачі.

Бджолина матка не залишає вулик або робить це дуже рідко. Робочі бджоли приносять їй їжу, у якій можуть бути патогени. Вона з'їдає і перетравлює бактерії, і фрагменти їх клітинної оболонки з кишечника потрапляють у жирове тіло – орган комах, що приблизно відповідає людській печінці, та відповідальний за запасання поживних речовин. Там же, у жировому тілі, знаходиться білок вітеллогенін, попередник жовтка, яким харчуватиметься відкладена личинка, доки зростатиме. У жировому тілі вителлогенін зв'язується з бактеріальними фрагментами і у такому вигляді ці фрагменти потрапляють у личинок. Тобто нешкідливі фрагменти антигену демонструються імунною системою личинок, перш ніж вони зможуть зустріти реальний патоген. Подальший механізм поки що невідомий, проте показано, що така презентація антигену справді дає захист.

Це відкриття важливе і з практичного боку. Бджоли дуже важливі в господарстві, оскільки багато господарсько значущих видів рослин (фрукти, овочі, горіхи) без їх участі не запилюються. При цьому кількість медоносних бджіл, наприклад, у США за останні півстоліття скоротилася вдвічі. Така ж картина, і навіть місцями гірша, спостерігається у Європі. Причини цього не цілком зрозумілі, але бджоли багато хворіють.

Американський гнилець, наприклад, це хвороба, викликана попаданням бактерій роду Paenibacillus в личинок бджіл. Проникнувши у вулик, хвороба може вбити майже всіх личинок. Хвороба вражає комах саме у період, у якому зосереджено дослідження. Автори сподіваються, що, скориставшись результатами їхньої роботи, вдасться створити вакцину для бджіл від американського гнильця і, можливо, від інших хворобі уповільнити чи зовсім звернути скорочення бджолиної чисельності.