DE69914505T2

DE69914505T2 - Behandlungen von der foulbroodbienenkrankheit

Info

Publication number: DE69914505T2
Application number: DE69914505T
Authority: DE
Inventors: Stuart Neil Prince; Brian Norman Dancer
Original assignee: University College Cardiff Consultants Ltd
Current assignee: University College Cardiff Consultants Ltd
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: ES2215412T3; CN1466415A; DK1135020T3; WO2000030435A3; GB9825839D0; DE69914505D1; CA2352372A1; PT1135020E; EP1135020B1; RU2266000C2; US20040028699A1; WO2000030435A2; ATE258375T1; EP1135020A2; AU1665900A; US20020034529A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Zusammensetzungen für die heilende Behandlung von und Vorbeugung gegen Erkrankungen bei Honigbienen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren und Zusammensetzungen zur biologischen Bekämpfung von Faulbrut bei Honigbienen.
Hintergrund der Erfindung
Honigbienen (Gattung Apis) und insbesondere die europäische Honigbiene (Apis mellifera) und die östliche Honigbiene (Apis cerana) werden vom Menschen seit langem als Honigquelle genutzt. A. mellifera und A. cerana bevorraten große Mengen an erreichbarem Honig und können dazu gebracht werden, in beweglichen Behältern (oder „Bienenstöcken") zu nisten. Diese Spezies werden daher auf der ganzen Welt seit Tausenden von Jahren genutzt und bilden nun die Basis einer großen und hochentwickelten Apikulturindustrie. Der hierin verwendete Begriff Honigbiene (oder Biene) bezieht sich auf die echten Honigbienen der Gattung Apis und insbesondere auf A. mellifera und A. Cerana.
Die Bienenhaltung (Apikultur) ist durch die Tatsache, dass Honigbienen von einer großen Vielfalt von Krankheiten befallen werden, schwierig. Zu diesen Krankheiten gehören solche, die durch Viren, Bakterien, Pilze, Mikrosporen, Protozoa, parasitische Milben, andere Insekten und Nematoden verursacht werden. Zwei Bakterienerkrankungen sind kosmopolitisch und bereiten Bienenzüchtern und Landwirtschaftsregulatoren große Probleme: die Amerikanische Faulbrut und die Europäische Faulbrut (allgemein als Faulbrut bezeichnet).
Die Amerikanische Faulbrut (AFB) ist eine Krankheit, die sich auf die Bienenlarven auswirkt und diese fast immer im Vorpuppenstadium tötet; die Larven werden braun, verfaulen und geben einen unangenehmen fischleimartigen Geruch ab. Sie wird durch den sporenbildenden, grampositiven Bazillus Paenibacillus larvae subsp. larvae verursacht. Die Sporen können in unbenutzter, kontaminierter Bienenzuchtausrüstung jahrzehntelang im Ruhezustand verweilen und dann zu einer Erkrankung führen, wenn die Ausrüstung wiederverwendet oder von besuchenden Bienen infizierter Völker benutzt wird. Der Bazillus infiziert die Brut oral und setzt stabile proteolytische Enzyme frei, wenn er Sporen bildet, wodurch es zum Tod und zur endgültigen Auflösung der Larven zum klebrigen Kolloid kommt.
Die Europäische Faulbrut (EFB) ist eine Krankheit, die von dem nicht sporenbildenden, grampositiven Bakterium Melissococcus pluton verursacht wird. Dieses Bakterium verursacht sporadische Ausbrüche von EFB, die zum Tod der Brut ohne die Entstehung des klebrigen Kolloids führt.
Zurzeit gibt es verschiedene Verfahren zur Behandlung von AFB und EFB, die allerdings Nachteile mit sich bringen. Die vielleicht wirksamste, wenn auch radikale Behandlungsform schließt eine kontrollierte Verbrennung des Honigbienenvolks und der zugehörigen Ausrüstung ein. Eine solche zerstörerische Maßnahme würde aus offensichtlichen wirtschaftlichen Gründen kein bevorzugtes Behandlungsverfahren darstellen, wenn eine Alternative verfügbar wäre.
Oft wird der Versuch unternommen, erwachsene Bienen von den erkrankten Völkern auf neue Waben zu schütteln, allerdings ist diese Vorgehensweise unzuverlässig und umständlich.
Ein weiteres Behandlungsverfahren schließt die Sterilisation von Bienenstöcken und ihres Inhalts unter Verwendung von Sterilisationschemikalien wie Formalin, Chlorin und Ethylenoxid ein. Die Verwendung solcher Chemikalien kann jedoch dazu führen, dass Honig und Pollen in den Waben für die Bienen dauerhaft toxisch sind, oder dass die Waben brüchig werden. Darüber hinaus haben solche Chemikalien bei der Behandlung von AFB und EFB eine veränderliche Wirksamkeit.
Eine alternative Behandlungsform schließt die Verwendung von Antibiotika für die Behandlung erkrankter Völker ein. Das AFB-bildende Bakterium kann durch das Antibiotikum Oxytetracyclin, gewöhnlich in der Handelsformulierung Teramycin, bekämpft werden. In Großbritannien müssen aufgrund der Bestimmungen der Bee Diseases Order (1982) bestätigte Ausbrüche von AFB jedoch durch Verbrennen bekämpft werden. Diese seit Jahrzehnten verfolgte Methode hat in Großbritannien eine geringe Verbreitung von AFB gewährleistet, wohingegen in einigen Ländern wie den USA und Australien die weit verbreitete Anwendung prophylaktischer Tetracyclin-Behandlungen eine subklinische Ausbreitung der Krankheit mit sich gebracht hat, die eine Abhängigkeit von dem Antibiotikum erzeugt und zur Entstehung tetracyclinresistenter Paenibacillus larvae subsp. larvae führen kann (die einen katastrophalen Zusammenbruch von Honigbienenvölkern hervorrufen würde). Darüber hinaus haben Antibiotika keine Wirkung auf die Sporen, die Waben und Ausrüstung kontaminieren, so dass ihre Verwendung zu einer Ausbreitung der Infektion zwischen Völkern und damit zu einer erhöhten Abhängigkeit von einer regelmäßigen Anwendung führen kann.
In Großbritannien sind schwache Fälle von EFB mit Tetracyclin behandelbar, wohingegen starke und wiederholte Ausbrüche durch Verbrennen bekämpft werden. Eine Verwendung von Tetracyclin zur Prophylaxe oder zur Behandlung akuter Fälle von EFB ist aufgrund der Gefahr einer auftretenden Resistenz und einer wahrscheinlichen Abhängigkeit nicht erwünscht.
Ein weiteres großes Problem in Verbindung mit der Verwendung von Tetracyclin zur Behandlung von AFB und EFB ist das Auftreten unerwünschter Tetracyclinreste im Honig, wobei das Auftreten solcher Reste dem gesundheitsfördernden und gesunden Image entgegen steht, das Honigbefürworter präsentieren möchten.
Die US 3,954,696 offenbart ein Verfahren zum Inokulieren einer Honigwabe mit einer flüssigen Suspension, die lebende Sporen des Schimmelpilzes Penicillium waksmani Zaleski enthält.
Es besteht folglich weiterhin ein dringender Bedarf an der Entwicklung einer Behandlung für Honigbienenkrankheiten im Allgemeinen und für die Amerikanische und Europäische Faulbrut im Speziellen, die die Probleme in Verbindung mit der Verwendung von Tetracyclin und die finanziellen Begleitkosten einer Zerstörung durch Verbrennen umgeht.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wurde nun entdeckt, dass bestimmte bakterielle Mikroorganismen eine Infektion durch Bienenkrankheitserreger verhindern sowie festgestellte Infektionen in erkrankten Bienenvölkern ausrotten können. Die Mikroorganismen können ein oder mehrere Antibiotika erzeugen oder mit dem/den Bienenkrankheitserreger(n) konkurrieren und so eine Infektion verhindern oder ausrotten. Einige der Mikroorganismen sind von Natur aus in Bienenstöcken und Honigbienen zu finden.
Es wird somit zum ersten Mal erkannt, dass Bienenkrankheiten leicht, sicher und effizient biologisch bekämpft werden können, so dass die Probleme in Verbindung mit der Verwendung antibiotischer Präparate und die finanziellen Begleitkosten der Zerstörung durch Verbrennen umgangen werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine Zusammensetzung zur heilenden Behandlung von oder Vorbeugung gegen Erkrankungen bei Bienen bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Impfstoff, der aus einem oder mehreren bakteriellen Mikroorganismen besteht, und einen Apikultur-Wirkstoffträger zum Transport des Impfstoffes in den Bienenstock, so dass eine heilende und/oder schützende Mikroflora darin aufgebaut werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Methode zur heilenden Behandlung von oder Vorbeugung gegen Erkrankungen bei Bienen, die die Impfung eines Bienenstocks mit der oben erwähnten Zusammensetzung umfasst, um eine heilende und/oder schützende Mikroflora darin aufzubauen.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden ferner in den beiliegenden Unteransprüchen erwähnt.
Der Begriff Impfstoff wird hierin im üblichen Sinne verwendet, um ein Präparat zu definieren, das Mikroorganismen enthält, die nach der Impfung eine Mikroflora aufbauen können. Folglich im vorliegenden...
Der Begriff Impfstoff wird hierin im üblichen Sinne verwendet, um ein Präparat zu definieren, das Mikroorganismen enthält, die nach der Impfung eine Mikroflora aufbauen können. Folglich umfasst der Impfstoff in der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere lebende(n) Mikroorganismus/-men in ausreichender Zahl und in einem solchen metabolischen/physischen Zustand, dass sie nach der Zuführung zu einem Bienenstock oder einem Bienenvolk eine Mikroflora aufbauen können.
Der hierin verwendete Begriff Antibiotikum schließt jede Substanz ein (zum Beispiel ein Bakteriocin oder einen Sekundärmetabolit), die in der Lage ist, die pathogene Aktivität eines oder mehrerer Bienenkrankheitserreger zu unterdrücken (zum Beispiel durch Unterdrücken ihres Wachstums).
Der hierin verwendete Begriff Bienenstock definiert einen beliebigen aus der großen Vielfalt von Behältern, die von Bienenzüchtern verwendet werden, um das Honigbienenvolk und den von ihm produzierten Honig aufzunehmen und zu handhaben. Der hierin verwendete Begriff bezieht sich somit unter anderem auf Deckel, Kiste, Gestelle, Waben (die ordentlichen Wachsmatrizen, die von den Bienen in den Gestellen gebaut werden) oder irgendeine andere Bienenstockkomponente, entweder einzeln oder kollektiv.
Der Bienenstock kann ein Bienenvolk enthalten oder auch nicht. In Situationen, in denen die Erfindung zu prophylaktischen Zwecken angewendet wird, kann der Impfstoff zum Beispiel in einen leeren Bienenstock eingebracht werden. In solchen Ausgestaltungen kann der Impfstoff in einem Ruhezustand verweilen, bis er verbreitet und sein Wachstum mit Hilfe von ansiedelnden Bienen gefördert wird; hier entwickelt sich die schützende Mikroflora zusammen mit dem Bienenvolk. Alternativ kann die Mikroflora (wenigstens teilweise) in Abwesenheit einer Bienenansiedelung aufgebaut werden, indem das Wachstum der geimpften Mikroorganismen innerhalb des Bienenstocks durch eine beliebige geeignete Technik unterstützt wird (z. B. durch die Bereitstellung geeigneter Nährstoffe und/oder Substrate). Folglich kann die heilende und/oder schützende Mikroflora mit oder ohne die Hilfe einer sich ansiedelnden Bienenpopulation aufgebaut werden.
Es kann jeder geeignete Apikultur-Wirkstoffträger in der Erfindung verwendet werden, solange er für eine Lieferung des Impfstoffs zu einem Bienenstock geeignet ist, so dass schließlich eine heilende und/oder schützende Mikroflora darin aufgebaut werden kann (mit oder ohne die Hilfe einer sich ansiedelnden Bienenpopulation). Der Wirkstoffträger ist vorzugsweise einer, der zusammen mit der Nahrungssuch- und Fütterungsaktivität des nistenden Bienenvolks funktioniert, wobei der Impfstoff zugeführt wird, wenn der Impfstoff (der von dem Zuführungsmittel getragen wird) von den Bienen aufgenommen und anschließend im gesamten Bienenstock und/oder Volk durch die anschließende Sekretion (z. B. über die Hypopharynxdrüsen im Laufe der Fütterung der Larven), Exkretion oder Absonderung verbreitet wird.
Der Impfstoff kann als eine einzige Dosis oder in mehreren kleinen Dosen zugeführt werden, die in Intervallen verabreicht werden. Je nach dem Wirkstoffträger kann der Impfstoff zu jeder beliebigen Komponente des Bienenstocks (z. B. unbewohnte Waben) geführt oder auf den Bienenschwarm selbst aufgebracht werden (z. B. indem eine Schaufel voll Bienen außerhalb des Bienenstocks mit dem Impfstoff besprüht und anschließend wieder dorthin zurückgebracht wird).
Der Umfang des Impfstoffs, der entsprechende Dosierungsplan und der Typ des Wirkstoffträgers variieren unter anderem mit Bezug auf den Ernährungszustand des Bienenvolks, den zuzuführenden Mikroorganismus, die Behandlungsweise (prophylaktisch oder therapeutisch/heilend), das Alter des Bienenvolks, die Größe und Struktur des Bienenstocks, geographische, klimatische und jahreszeitlich bedingte Umstände, die Art der zu heilenden oder verhindernden Krankheit und die Schwere der Infektion. Die fachkundige Person wird ohne weiteres in der Lage sein, die optimalen Parameter durch routinemäßiges Ausprobieren zu bestimmen.
Eine Vielfalt verschiedener Apikultur-Wirkstoffträger ist für die Verwendung in der Fütterung überwinternder Bienen und für die Zuführung bekannter Antibiotika bekannt. Bevorzugt werden gemäß der Erfindung Apikultur-Plätzchen, Sirups, Tränke, Pulver oder Pasten.
Der Begriff Apikultur-Plätzchen ist ein Fachbegriff, der eine Vielfalt fester Tabletten oder Kuchen definiert, die in erster Linie aus festem Zucker bestehen. Zur Verwendung in der Erfindung werden vor allem Saccharose-Plätzchen oder Streckmittel-Plätzchen bevorzugt, die ein Gemisch aus Saccharose und Fett (z. B. pflanzliches Fett) umfassen.
Die in der Erfindung verwendeten Sirups umfassen vorzugsweise Zucker und Wasser. Besonders bevorzugt werden Saccharoselösungen mit einem Gewichtsvolumen von 50%.
Das Pulver umfasst vorzugsweise pulvrigen Zucker. Es kann direkt auf die Waben oder aber allgemeiner auf alle Innenflächen des Bienenstocks oder direkt auf den Bienenschwarm aufgebracht werden (z. B. mit einem Blasebalg).
Die in der Erfindung verwendete Paste kann ein Pollenersatz sein. Der Begriff Pollenersatz ist ein Fachbegriff, der eine große Anzahl von Formulierungen definiert, die Pollen (der von den Bienen als Hauptproteinquelle genutzt wird) funktionell und/oder chemisch nachahmen.
Vorzugsweise ist der Zucker, der in den Wirkstoffträgern der Erfindung verwendet wird, Saccharose, allerdings kann jede beliebige Formulierung verwendet werden, die Nektar (der von Bienen als Hauptquelle nichtproteinischer Nahrung genutzt wird) funktionell und/oder chemisch nachahmt.
Der in der Erfindung verwendete Impfstoff umfasst einen oder mehrere Mikroorganismus/-men. Der/die Mikroorganismus/-men können eine Infektion durch Bienenkrankheitserreger verhindern sowie festgestellte Infektionen in erkrankten Bienenvölkern ausrotten (z. B. durch die Erzeugung von einem oder mehreren Antibiotika oder durch Konkurrenz mit dem/den Bienenkrankheitserreger(n), so dass Infektionen verhindert oder ausgerottet werden). Einige der Mikroorganismen sind von Natur aus in Bienenstöcken und Honigbienen zu finden.
Wenn der/die Mikroorganismus/-men ein oder mehrere Antibiotika erzeugen, das/die gegen ein oder mehrere Bienenkrankheitserreger wirksam ist/sind, dann ist/sind das/die Antibiotika vorzugsweise wirksam gegen Melissococcus pluton und/oder Paenibacillus larvae subsp. larvae. Bevorzugt werden Antibiotika, die sowohl gegen Melissococcus pluton als auch gegen Paenibacillus larvae subsp. larvae wirken. Die Antibiotika können bakteriostatisch oder bakteriolytisch sein, sind jedoch vorzugsweise bakteriolytisch.
Besonders bevorzugt werden Impfstoffe, die einen oder mehrere Mikroorganismus/-men umfassen, die die Anti-Melissococcus pluton und Anti-Paenibacillus larvae subsp. larvae-Antibiotika produzieren, die in Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens oder Homologen davon zu finden sind.
Der hierin verwendete Begriff Homolog (der auf ein Antibiotikum zutrifft) definiert ein Antibiotikum, das einem Referenzantibiotikum funktionell und/oder chemisch ähnelt, das von Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens produziert wird, das jedoch von einem anderen Quellorganismus erzeugt wird. Solche Homologe (und die Mikroorganismen, die sie produzieren) können durch eine strukturelle Analyse des/der Referenzantibiotikums/-ka und/oder durch ein Screening-Programm identifiziert werden, das auf dem Nachweis von Aktivität gegen Melissococcus pluton und/oder Paenibacillus larvae subsp. larvae beruht.
Das/die von dem/den in der Erfindung verwendeten Mikroorganismus/-men erzeugte(n) Antibiotikum/-ka kann/können durch ein Aktivitätsprofil gekennzeichnet sein, das unter anderem Aktivität gegen Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas putida, Pseudomonas aerugenosa, Micrococcus luteus, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Paenibacillus alvei, Paenibacillus larvae subsp. larvae, Paenibacillus apiarius, Listeria monocyrogenes, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica und Melissococcus pluton beinhaltet.
In bevorzugten Ausgestaltungen umfassen die Mikroorganismen Bakterien. Besonders bevorzugt werden sporenbildende Bakterien, die Endosporen erzeugen; in diesem Fall umfasst der Impfstoff vorzugsweise die bakteriellen Endosporen (optional in Kombination mit vegetativen Zellen).
Zur Verwendung als Impfstoff werden bakterielle Endosporen vorzugsweise in Form gewaschener und/oder konzentrierter Sporenpräparate bereitgestellt. Solche Präparate können durch eine Vielfalt bekannter mikrobiologischer Techniken hergestellt werden. Zu typischen Verfahren gehören das Wachstum vegetativer Zellen zur stationären Phase (um eine Sporenbildung zu bewirken) in flüssigem Medium, gefolgt von einer Trennung durch Zentrifugierung von dem verbrauchten Medium. Solche Ausgestaltungen machen sich die hochresistente Beschaffenheit bakterieller Endosporen zunutze, so dass Zusammensetzungen erhalten werden, die äußerst stabil, preisgünstig in der Herstellung und leicht zu lagern sind.
Der bakterielle Impfstoff umfasst vorzugsweise eine Paenibacillus spp oder Subspezies (wie in Heyndrickx et alia (1996), Int. J. Syst. Bacteriol. 46(4), 988–1003 beschrieben).
Besonders bevorzugt wird eine Subspezies von Paenibacillus larvae wie z. B. Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens oder ein abgeschwächter oder nicht-virulenter Stamm von Paenibacillus larvae subsp. larvae. Andere geeignete Bakterien können durch Screenen natürlicher Isolate für bisher nicht klassifizierte Isolate von Paenibacillus spp. identifiziert werden, die die erforderliche antibiotische Aktivität aufweisen (aber nicht pathogen sind).
Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens produziert Antibiotika, die gegen pathogene Paenibacillus larvae subsp. larvae, Paenibacillus alvei sowie Melissococcus pluton aktiv sind, so dass diese Subspezies (oder Derivate davon) als Basis für Zusammensetzungen zur Verhinderung und/oder heilenden Behandlung der Europäischen und Amerikanischen Faulbrut verwendet werden können.
Abgeschwächte oder nicht-virulente Stämme von Paenibacillus larvae subsp. larvae erzeugen Antibiotika, die gegen Melissococcus pluton sowie P. alvei aktiv sind, so dass diese Stämme (oder Derivate davon) als Basis für Zusammensetzungen zur Verhinderung und/oder heilenden Behandlung von unter anderem der Europäischen Faulbrut und durch P. alvei vermittelte Krankheiten verwendet werden können.
Alternativ können andere Mikroorganismen (insbesondere Bakterien) gentechnisch verändert werden, um als Wirte zu fungieren, um das/die oben definierte(n) Antibiotikum/-ka zu exprimieren.
Die in der Erfindung verwendeten Bakterien können eine oder mehrere Mutation(en) aufweisen, die die Virulenz und/oder Antibiotikaproduktion verändern und/oder einen abgeschwächten oder nicht-virulenten Stamm umfassen. Dies wird vor allem in Ausgestaltungen bevorzugt, bei denen der Impfstoff Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens ist, da einige Stämme dieses Bakteriums eine schwache Erkrankung hervorrufen, die als Powdery Scale Disease bekannt ist.
Abgeschwächte oder nicht-virulente Stämme können ohne weiteres durch wiederholtes Subkultivieren in Labormedium, durch Mutagenese/Screening-Verfahren oder durch gezielte Mutagenese von Virulenz-Determinanten erzeugt werden.
Die durch die Erfindung behandelte oder verhinderte Bienenkrankheit ist typischerweise eine Krankheit, die durch eine bakterielle Infektion vermittelt wird (zum Beispiel eine Krankheit, die durch Paenibacillus larvae subsp. larvae, Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens, Paenibacillus alvei oder Melissococcus pluton vermittelt wird).
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist die Bienenkrankheit Faulbrut (d. h. Amerikanische oder Europäische Faulbrut). Alternativ oder zusätzlich kann die Krankheit Powdery Scale Disease sein.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung einen abgeschwächten oder nicht-virulenten Paenibacillus-Stamm (zum Beispiel Paenibacillus larvae). Besonders bevorzugt werden abgeschwächte oder nicht-virulente Stämme von Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens, Paenibacillus larvae subsp. larvae oder Paenibacillus alvei.
Die oben beschriebenen abgeschwächten oder nicht-virulenten Stämme der Erfindung können in der heilenden Behandlung oder Prophylaxe einer Infektion bei Bienen verwendet werden. Die Stämme finden vor allem als Impfstoff in den oben beschriebenen Zusammensetzungen und Verfahren der Erfindung Verwendung.
Gemäß noch einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Impfstoffs für die Herstellung eines Medikaments für die Behandlung von oder Vorbeugung gegen eine Infektion bei Bienen. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist das Medikament vorzugsweise eine Zusammensetzung gemäß der Erfindung (z. B. wie oben definiert).
Die Erfindung betrifft außerdem Antibiotika per se, die von den oben beschriebenen Mikroorganismen isoliert werden, sowie die Verwendung solcher Antibiotika in der Behandlung oder Prophylaxe der oben erörterten Bienenkrankheiten. Solche antibiotischen Präparate können in der gleichen Weise wie die bestehenden Antibiotika (ebenfalls oben erörtert) verabreicht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden nicht begrenzenden Beispiele veranschaulicht.
1. BEISPIEL
P. larvae Antibiotikasuszeptibilität (Klärungszonen)
Es wurden Bioassays durchgeführt, um die Antibiotikawirkung von Paenibacillus larvae var. pulvifaciens auf eine Auswahl mikrobieller Spezies zu demonstrieren. Die Tests fanden gemäß Standardtechniken in einer Petrischale statt, die ein Wachstumsmedium enthielt, das mit einem Testmikroorganismus inokuliert wurde. Eine Scheibe, auf der sich Paenibacillus larvae var. pulvifaciens (PLP) befand, wurde in die Mitte der Petrischale gesetzt und das Wachstumsausmaß des Testmikroorganismus gemessen. Die relativen Größen der Klärungszonen um die Scheiben sind in der folgenden Tabelle 1 enthalten.
Tabelle 1
Die in der Tabelle dargestellten Ergebnisse zeigen, dass Paenibacillus larvae var. pulvifaciens effektiv den pathogenen Stamm Paenibacillus larvae var. larvae (PLL), der mit der Amerikanischen Faulbrut (AFB) zusammenhängt, sowie Paenibacillus alvei abtötet, der ebenfalls in Bienenstöcken zu finden ist, die mit Faulbrut infiziert sind. Die Ergebnisse demonstrieren außerdem eine antibiotische Wirkung gegen eine Reihe anderer Bakterien, wobei die Wirkung gegen grampositive Bakterien stärker ist als die Wirkung gegen gramnegative Bakterien.
Es wurden drei Stämme von PLP getestet, wobei man feststellte, dass jeder eine große Auswahl von PLL-Stämmen abtötete, die von verschiedenen geographischen Bezugsquellen wie Großbritannien, Slowenien, Australien und Neuseeland stammten. Keiner der PLL-Stämme wirkte sich auf PLP aus.
Alle drei mit Bienen zusammenhängenden pathogenen Paenibacilli produzieren Antibiotika, die in gewissem Maße ihr Verhalten in Bienen erklären. AFB-infiziertes Material liegt gewöhnlich als Monokultur vor. Bei EFB ist M. pluton der erste Organismus, der in großen Zellklumpen im Darm der Bienenbrut vorliegt. Nach dem Tod scheinen die Bedingungen P. alvei zu begünstigen, so dass diese zu dominieren beginnen und M. pluton in einem Maße unterdrücken, dass sie in toter Brut mikroskopisch kaum erkennbar sind, obwohl sie während des frühen Erkrankungsstadiums die dominante dicke Kultur waren. Bezug auf Antibiotika zeigen die durchgeführten Tests, dass P. alvei eine große Auswahl von Bakterien abtötet, einschließlich M. pluton, aber ausschließlich P. larvae (sowohl PLP als auch PLL). PLL tötet P. alvei, M. pluton und eine ganze Menge anderer Teststämme ab, wirkt sich jedoch nicht auf PLP aus. PLP tötet alles (in Bezug auf Bienen), allerdings sind bei allen drei Stämmen Hefen (S. cerevisiae) und Micrococcus luteus relativ resistent.
2. BEISPIEL
Konkurrenzexperimente
Um weitere Informationen über den Mechanismus der Abtötungswirkung von PLP auf PLL zu liefern, wurden parallel laufende Konkurrenzexperimente aufgestellt, indem ein reiches Medium parallel mit PLL und PLP inokuliert wurde. Die beiden getesteten Stämme wuchsen als Flecken, und nach ein paar Tagen begann PLL auf der PLP am nächsten gelegenen Seite zurückzuweichen. Noch ein paar Tage später war nur noch ein schwacher Wachstumsrand auf der Seite vorhanden, die von PLP am weitesten entfernt war. Eine mikroskopische Beobachtung von Zellen an der Verdrängungskante deckte Ghosts, Protoplasten und anderweitig beschädigte Zellen auf; Proben vom lysierten Teil des PLL-Flecks wiesen lediglich Bruchstücke auf. Die Experimente demonstrierten folglich, dass das von PLP produzierte Antibiotikum wahrscheinlich cellulolytisch und nicht bakteriostatisch ist.
3. BEISPIEL
Der Mechanismus der Abtötungswirkung von PLP auf PLL und andere pathogene Paenibacilli
Wir haben gefunden, dass die Wirkungen von PLP auf PLL (Bakterium der Amerikanischen Faulbrut) in einem Bakteriocin begründet sind, das in der frühen Wachstumsphase entsteht und von da an in ihr fortbesteht. Das Bakteriocin ist recht spezifisch und bakteriolytisch in Bezug auf PLL. Das in Tabelle 1 aufgeführte große Spektrum an Bakterien ist für dieses Bakteriocin nicht empfänglich, obwohl manche Spezies wie B. subtilis dies scheinbar sind. Wir haben das Bakteriocin als wärmeempfindlich (2 Minuten bei 100°C führen zu seiner Zerstörung) und Proteinase-K-empfindlich charakterisiert.
Das große Spektrum der antibakteriellen Aktivität erscheint zu Beginn der Sporenbildung. Es ist unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben wärmeunempfindlich. Ohne uns durch die Theorie binden zu wollen, wird davon ausgegangen, dass eine solche Aktivität durch die Anwesenheit von (einer) Antibiotikaverbindung(en) verursacht wird. Wärmebehandelter Antibiotikaextrakt hemmt PLL nicht, so dass davon ausgegangen wird, dass das Bakteriocin alleine für eine solche Hemmwirkung in Gemischen verantwortlich ist.
4. BEISPIEL
Zusammensetzung A
Apikultur-Zusammensetzungen
Eine flüssige Zusammensetzung wird durch Dispergieren eines Impfstoffs aus PLP-Sporen in einem Zuckersirup hergestellt, der 50% Saccharose in Wasser umfasst. Die Zusammensetzung wird als Nahrungsergänzung für die Bienen verwendet und kann an einem geeigneten Ort im oder in der Nähe des Bienenstock(s) platziert werden.
Zusammensetzung B
Plätzchen-Zusammensetzung
Eine feste Tablette oder ein Kuchen (in der Bienenzucht als Plätzchen bekannt) wird durch Komprimieren von Zucker hergestellt, in dem ein Impfstoff aus PLP verteilt wurde.
Zusammensetzung C
Pulverzusammensetzung
Eine Pulverzusammensetzung wird durch Vermahlen von Zucker zu einem feinen Puder und Mischen eines Impfstoffs aus PLP in den Puder hergestellt. Das Pulver kann direkt auf die Waben im Bienenstock oder auf die Innenflächen des Bienenstocks oder direkt auf einen Bienenschwarm aufgebracht werden.
Zusammensetzung D
Spray-Zusammensetzung
Eine flüssige Spray-Zusammensetzung wird durch Dispergieren eines Impfstoffs aus PLP in Wasser hergestellt. Die Zusammensetzung kann zum Besprühen des Bienenstockinneren oder der Wabe oder zum direkten Besprühen von Bienenschwärmen verwendet werden.
Die zuvor beschriebenen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen die Erfindung in keiner Weise begrenzen.

Claims

Zusammensetzung zur Behandlung bzw. Vorbeugung von Erkrankungen bei Bienen, die sich aus folgenden Bestandteilen zusammensetzt: (a) ein Impfstoff, der aus einem oder mehreren Mikroorganismen besteht, die ein oder mehrere Antibiotika erzeugen und Bakterien enthalten; (b) einen Apikultur-Wirkstoffträger zum Transport des Impfstoffes in den Bienenstock, so dass eine heilende bzw. schützende Mikroflora aufgebaut werden kann.
Zusammensetzung des Patentanspruchs 1, wobei es sich um einen der folgenden Apikultur-Wirkstoffträger handelt: (a) Plätzchen, vorzugsweise ein Zuckerplätzchen oder ein Zucker- und Fettstreckmittelplätzchen, (b) einen Sirup, wobei der Sirup vorzugsweise Zucker und Wasser enthalten sollte; (c) einen Trank (d) ein Pulver, das vorzugsweise Zucker enthält (e) eine Paste, die vorzugsweise ein Pollenersatz ist.
Methode zur Behandlung bzw. Vorbeugung von Erkrankungen bei Bienen, die eine Impfung des Bienenstocks entweder mit der Zusammensetzung aus dem Patentanspruch 1 oder der Zusammensetzung aus dem Patentanspruch 2 umfasst, um eine heilende bzw. schützende Mikroflora aufzubauen.
Zusammensetzung bzw. Methode aus den vorangegangenen Patentansprüchen, wobei der Bienenstock ein Bienenvolk enthält.
Zusammensetzung bzw. Methode aus den vorangegangenen Patentansprüchen, wobei das Antibiotikum bzw. die Antibiotika vorzugsweise bakteriolytische Antibiotika sein sollten, die gegen einen oder mehrere Krankheitserreger bei Bienen wirksam sind, bzw. optional am Antibiotikum bzw. Antibiotika sein sollten, die gegen Melissococcus pluton bzw. Paenibacillus larvae subsp. larvae wirksam sind.
Zusammensetzung bzw. Methode des Patentanspruchs 5, wobei das Antibiotikum bzw. die Antibiotika gegen Melissococcus pluton bzw. Paenibacillus larvae subsp. larvae wirksam ist/sind und in Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens oder einem Homolog davon vorzufinden ist/sind.
Zusammensetzung bzw. Methode des Patentanspruchs 5 oder des Patentanspruchs 8, wobei das Antibiotikum bzw. die Antibiotika gegen Eschorichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas putida, Pseudomonas aerugenosa, Micrococcus luteus, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Paenibacillus alvei, Paenibacillus larvae subsp. larvae, Paenibacillus apiarius, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica und Melissococus pluton wirksam ist/sind.
Zusammensetzung bzw. Methode eines der Patentansprüche 5 bis 7, wobei der Mikroorganismus bzw. die Mikroorganismen in Form von bakteriellen Endosporen ist/sind und wobei die bakteriellen Endosporen optional gewaschen bzw. konzentriert sind.
Zusammensetzung bzw. Methode der Patentansprüche 1–8, wobei die Bakterien eine Paenibacillusart umfassen, bei der es sich vorzugsweise um (a) eine Unterart des Paenibacillus larvae, z. B. Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens odor einen abgeschwächten oder nicht-virulenten Stamm des Paenibacillus larvae subsp. larvae odor um (b) Paenibacillus alvei handelt.
Zusammensetzung bzw. Methode der Patentansprüche 1–9, wobei die Bakterien gentechnologisch erzeugt sind, um das Antibiotikum/die Antibiotika zu erzeugen, die in den Patentansprüchen 5–7 aufgeführt sind.
Zusammensetzung bzw. Methode eines der Patentansprüche 8–10, wobei die Bakterien (a) eine odor mehrere Mutationen enthalten, die die Virulenz bzw. antibiotische Erzeugung verhindern oder (b) einen abgeschwächten odor nicht-virulenten Stamm enthalten.
Zusammensetzung bzw. Methode eines der vorangegangenen Patentansprüche, wobei die Erkrankung der Bienen durch eine baktarielle Infektion vermittelt wird, vorzugsweise durch Paenibacillus larvae subsp. larvae, Paenibacillus alvei odor Melissococcus pluton.
Zusammensetzung bzw. Methode eines der vorangegangenen Patentansprüche, wobei es sich bei der Erkrankung um Faulbrut, vorzugsweise Amerikanische oder Europäische Faulbrut, oder um Powdery Scale Disease handelt.
Verwendung eines Impfstoffs für die Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung bzw. Vorbeugung von Infektionen bei Bienen, wobei es sich bei dem Medikament um eine Zusammensetzung wie in den Patentansprüchen 1–13 handelt und wobei der Impfstoff einen oder mehrere Mikroorganismen enthält, die ein oder mehrere Antibiotika erzeugen und Bakterien enthalten.