Pavel Hyršl

Imunitní systém včel

https://www.sci.muni.cz/ofiz/hyrsl/

Dnešní přednáška

​

​

• imunitní systém včel
• výzkum imunity
• sociální imunita
• priming
• vakcinace včel

​

​

Výzkum včelí imunity

• od roku 2012 projekty NAZV a TAČR, spolupráce v ČR i zahraničí
• experimentální včelstva na Kývalce, pravidelné odběry
• izolátory pro synchronizaci líhnutí, značení včel pro získání vzorku stejného stáří
• vzorky pro analýzu jsou hemolymfa nebo celé včely

​

​

​

​

Fyziologické parametry

stanovení přežívání během experimentu

základní biochemické parametry

(bílkoviny, tuky, sacharidy)

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

Přirozená imunita včel:

• přirozená imunita je přítomna u všech živočichů (bezobratlí i obratlovci)
• adaptivní imunita založená na přítomnosti lymfocytů a protilátek je pouze u malé částí obratlovců jako nadstavba přirozené imunity

​

• existuje také adaptivní imunita bezobratlých?

​

Imunitní systém hmyzu

Buněčná odpověď (hemocyty)

Fagocytóza

Nodulace

Enkapsulace

Humorální odpověď

(proteiny v hemolymfě)

Baktericidní peptidy, lytické enzymy

Aglutininy, inhibitory enzymů, lektiny

Fenoloxidázová kaskáda

Koagulační kaskáda

Imunitní reakce

Složky imunity

Rozpoznání patogenu a aktivace

imunitní odpovědi

Imunita hmyzu

Tělní bariéry (kutikula, střevo, tracheje)

Buněčná imunita - hemocyty

počet hemocytů: počítání pod mikroskopem

počet hemocytů:

průtoková cytometrie

(laserem počítané jednotlivé buňky)

Marringa et al., PLoS ONE (2014)

control

unparisitized

Varroa

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

Humorální imunita - antimikrobiální aktivita

antimikrobiální aktivita

(zónová difúze) proti M. luteus

control

unparisitized

Varroa

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

Humorální imunita – fenoloxidáza

aktivita fenoloxidázy během roku

Kunc et al., Insects (2019)

​

​

​

Humorální imunita - oxidanty a antioxidanty

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

​

​

​

Imunitní odpověď v kontextu celého organismu

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

přenos infekcí

adenosin

celkové lipidy

vitellogenin

adenosin

inosin

sphyngomyelin fosfodiesteráza

vitellogenin

proteiny mateří kašičky

antimikrobiální peptidy

RNAi

oxidativí stres

odorant vázající proteiny

jejich receptory

ZMĚNY V EDITACI RNA

NARUŠENÉ ROZPOZNÁVÁNÍ

ZVÝŠENÍ IMUNITNÍ ODPOVĚDI A REGULACE

VYČERPÁNÍ ŽIVIN A ZDROJŮ ENERGIE

NARUŠENÝ VÝVOJ A DLOUHOVĚKOST

GENOMIKA – TRANSKRIPTOMIKA –PROTEOMIKA – METABOLOMIKA – FUNKČNÍ ANALÝZY

​

​

​

Imunitní odpověď v kontextu celého organismu

Kunc et al., Insect Biochem. Mol. Biol. (2023)

Sociální hmyz

Imunitní systém hmyzu

Buněčná odpověď (hemocyty)

Fagocytóza

Nodulace

Enkapsulace

Humorální odpověď

(proteiny v hemolymfě)

Baktericidní peptidy, lytické enzymy

Aglutininy, inhibitory enzymů, lektiny

Fenoloxidázová kaskáda

Koagulační kaskáda

Imunitní reakce

Složky imunity

Rozpoznání patogenu a aktivace

imunitní odpovědi

Sociální imunita

Tělní bariéry (kutikula, střevo, tracheje)

Chování – sociální imunita

• včely na rozdíl od srovnatelných druhů hmyzu mají pouze 30 % genů spojených s imunitou
• ztráta těchto genů musela být v průběhu evoluce kompenzována systémem sociální imunity, nebo nějakým jiným faktorem (Seaver, 2011)

Sociální imunita

Sběr pryskyřic

Hygienické chování

Zvýšení teploty

Sociální vyloučení

Vlastní vyčlenění

Oddělení kast, pracovních činností

Mladušky

Středně staré včely

Létavky

Gómez-Moracho et al., Ecological Entomology (2017)

• ochranná imunizace se vyskytuje u řady druhů bezobratlých proti širokému spektru parazitů přesto, že postrádají T a B lymfocyty

​

• imunizace bezobratlých zahrnuje příklady obecné nespecifické imunitní ochrany, ale také specifickou imunitní paměť označovanou „imunitní priming“

​

• priming prokazuje, že i u bezobratlých nalézáme imunologickou specificitu a paměť

​

• mnoho studií ukazuje, že díky prvotnímu vystavení patogenu mohou být hostitelé nebo jejich potomci při druhotném setkání více chráněni (profylaktický efekt)

​

• problémem však zůstává, že specificita odpovědi závisí na konkrétním genotypu patogenu

Imunizace

sekundární odpověď

primární odpověď

vymizení

první stimul

druhý stimul

první stimul

druhý stimul

unikátní odpověď

čas

čas

intenzita

intenzita

primární a sekundární imunitní reakce

priming

První a druhé setkání s patogenem

upraveno podle Pradeu et Pasquier, Immunological Reviews (2018)

Vakcinace včel

Vakcinace včel

Včelařství 2/2023

Vakcinace včel

- vakcína nesnižuje viabilitu matek ani neovlivňuje kvalitu medu…

Vakcinace včel

• vakcína údajně snižuje mortalitu včelího plodu během nákazy morem o 10-15%
• příbalový leták odkazuje na starší článek o zavíječi voskovém:

• s jak velkou bakteriální náloží si dokáží larvy poradit?
• má snížení množství napadených larev význam když část se stejně nakazí?
• pokud už je mor ve včelstvu, má vakcinace smysl?
• profylaktický význam pro zdravá včelstva?
• jak dlouho vydrží matce zvýšená imunita?

​

Je spíše více otázek než odpovědí!

Poděkování

QJ1210047, QJ1610248,

QK1910286, QK21010088

Pavel Dobeš

Sara Šreibr

Jana Hurychová

Jacek Marciniak

Martin Kunc