@phdthesis{Azzami2011,
  author    = {Azzami, Klara},
  title     = {Antibakterielle und antivirale Abwehrreaktionen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien der Honigbiene (Apis mellifera)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-66452},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Das angeborene Immunsystem von Insekten besteht aus einer humoralen Komponente, einer zellul{\"a}ren Komponente und dem Prophenoloxidase-aktivierenden System. Fast alle Erkenntnisse {\"u}ber das angeborene Immunsystem stammen von Arbeiten mit Modellorganismen wie z.B. Drosophila oder Anopheles gambiae. Wie genau das Immunsystem der Honigbiene (Apis mellifera) funktioniert, ist jedoch noch relativ unbekannt. In der vorliegenden Arbeit wurden die unterschiedlichen Immunreaktionen aller drei Entwicklungsstadien der Honigbiene nach artifizieller Infektion mit Gram-negativen und Gram-positiven Bakterien (Escherichia coli und Micrococcus flavus) und dem Akuten Bienen Paralyse Virus (ABPV) untersucht und verglichen. Eine E. coli-Injektion zeigt bei Larven und adulten Arbeiterinnen nur wenig Auswirkung auf das {\"a}ußere Erscheinungsbild und die {\"U}berlebensrate. In beiden Entwicklungsstadien wird die humorale Immunantwort stark induziert, erkennbar an der Expression der antimikrobiellen Peptide (AMPs) Hymenoptaecin, Defensin1 und Abaecin. Zus{\"a}tzlich werden allein in Jungbienen nach bakterieller Infektion vier weitere immunspezifische Proteine exprimiert. Unter anderem eine Carboxylesterase (CE1) und das Immune-Responsive Protein 30 (IRp30). Die Expression von CE1 und IRp30 zeigt dabei den gleichen zeitlichen Verlauf wie die der AMPs. In Jungbienen kommt es zudem nach E. coli-Injektion zu einer raschen Abnahme an lebenden Bakterien in der H{\"a}molymphe, was auf eine Aktivierung der zellul{\"a}ren Immunantwort schließen l{\"a}sst. {\"A}ltere Bienen und Winterbienen zeigen eine st{\"a}rkere Immunkompetenz als Jungbienen. Selbst nicht-infizierte Winterbienen exprimieren geringe Mengen der immunspezifischen Proteine IRp30 und CE1. Die Expression von IRp30 kann dabei durch Verwundung oder Injektion von E. coli noch gesteigert werden. Eine weitere Besonderheit ist die im Vergleich zu Jungbienen raschere Abnahme an lebenden Bakterien in der H{\"a}molymphe bis hin zur vollst{\"a}ndigen Eliminierung. Die Reaktion von Puppen auf eine bakterielle Infektion war v{\"o}llig unerwartet. Nach Injektion von E. coli-Zellen kommt es innerhalb von 24 h p.i. zu einem t{\"o}dlichen Kollaps, der sich in einer Grauf{\"a}rbung des gesamten Puppenk{\"o}rpers {\"a}ußert. Da keine Expression von AMPs nachzuweisen war, wird die humorale Immunantwort offensichtlich nicht induziert. Auch die zellul{\"a}re Immunantwort scheint nicht aktiviert zu werden, denn es konnte keine Abnahme an lebenden E. coli-Zellen beobachtet werden. Aufgrund dieser fehlenden Immunreaktionen vermehrt sich E. coli im H{\"a}mocoel infizierter Puppen und scheint damit deren Tod herbeizuf{\"u}hren. Nach viraler Infektion wurden in allen drei Entwicklungsstadien der Honigbiene g{\"a}nzlich andere Reaktionen beobachtet als nach bakterieller Infektion. Bei dem verwendeten Akuten Bienen Paralyse Virus (ABPV) handelt es sich um ein Picorna-{\"a}hnliches Virus, dessen Vermehrung in der H{\"a}molymphe {\"u}ber die massive Synthese der Capsidproteine verfolgt werden kann. Eine Injektion von sehr wenigen ABPV-Partikeln ins H{\"a}mocoel hat dramatische Auswirkungen auf Larven. Nach Virusinjektion kommt es innerhalb weniger Stunden zu einer raschen Virusvermehrung und schon 24 h p.i. zum Tod, h{\"a}ufig begleitet von einer Schwarzf{\"a}rbung der gesamten Larve. Kurz vor dem Ableben kommt es neben dem Abbau hochmolekularer Speicherproteine zur Expression zahlreicher Proteine, die u.a. an der Translation oder dem Schutz vor oxidativem Stress beteiligt sind. Auf Jungbienen hat eine ABPV-Infektion keine so dramatischen Auswirkungen wie auf Larven. Sie zeigen lediglich Zeichen von Paralyse, zudem {\"u}berleben sie l{\"a}nger bei h{\"o}heren injizierten Partikelzahlen, die Virusvermehrung ist langsamer und es kommt zu keiner starken Ver{\"a}nderung des H{\"a}molymph-Proteinmusters. Es konnte gezeigt werden, dass es in ABPV-infizierten Larven oder adulten Bienen zu keiner erkennbaren Aktivierung des humoralen Immunsystems in Form von exprimierten AMPs kommt. Zudem scheint die humorale Immunantwort auch nicht unterdr{\"u}ckt zu werden, denn nach gleichzeitiger Injektion von E. coli und ABPV kommt es neben der Expression viraler Capsidproteine auch zur Expression von AMPs. Zus{\"a}tzlich konnte in Jungbienen nach Infektion mit ABPV eine zellul{\"a}re Immunantwort in Form von Nodulation ausgeschlossen werden. {\"A}ltere Bienen scheinen nicht nur mit bakteriellen Infektionen, sondern auch mit einer ABPV-Infektion besser zurechtzukommen. Bei einer Menge an ABPV-Partikeln, die in Jungbienen sp{\"a}testens 72 h p.i. zum Tod f{\"u}hrt, ist in Winterbienen eine Virusvermehrung erst ab 96 h p.i. erkennbar und diese beeintr{\"a}chtigt die {\"U}berlebensrate kaum. Puppen sind einer Virusinfektion genauso schutzlos ausgeliefert wie einer Bakterieninfektion. Es kommt zwar zu keiner starken {\"A}nderung des {\"a}ußeren Erscheinungsbildes, jedoch bleiben Puppen in ihrer Entwicklung komplett stehen. Das Virus muss sich daher stark vermehren, allerdings nicht {\"u}berwiegend - wie bei Larven und adulten Bienen - in der H{\"a}molymphe.},
  subject      = {Biene},
  language  = {de}
}