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Científicos descubren como las abejas transmiten la inmunidad a sus crías

Published on 09/02/2019 under Sin categorizar
Científicos descubren como las abejas transmiten la inmunidad a sus crías

Las abejas son noticia, ya que su declive amenaza el suministro mundial de alimentos. Las abejas polinizan la mayoría de los cultivos que los humanos usan para alimentarse, y los científicos buscan soluciones para mantener las poblaciones de abejas sanas.

Ahora, los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona y la Universidad de Helsinki se acercan a comprender el complejo mecanismo inmunológico que protege a las abejas contra las enfermedades de sus entornos.

Foto por Sandra Leander / ASU

El estudiante graduado Gyan Harwood y su mentor, el profesor Gro Amdam, descubrieron que las abejas obreras pueden transferir un tipo de «memoria inmunitaria» a la reina cuando han estado expuestas a patógenos durante el pecoreo (recogida de alimento) fuera de la colmena.

Los hallazgos aparecen en un artículo publicado el 28 de enero en el Journal of Insect Physiology.

«Las implicaciones de este hallazgo abren la posibilidad de que las abejas tengan esta respuesta inmune a nivel de colonia, donde las abejas obreras que están buscando flores pueden encontrarse con patógenos, y si son capaces de combatir la enfermedad con éxito, pueden transferirse «fragmentos de patógenos entre individuos y estimulan su sistema inmunológico para ponerse en aprender a combatir estos patógenos», dijo Harwood. «Es una manera de cebar el sistema inmunológico de todos los individuos de la colmena de manera segura sin que estén expuestos a patógenos vivos».

Inmunidad de la abeja

Cuando los humanos nos enfermamos, nuestro complejo sistema inmunológico no solo combate las enfermedades, también las recuerda con anticuerpos. Y las madres pueden proteger brevemente a sus recién nacidos transmitiendo anticuerpos contra ciertas enfermedades a través de la placenta y la leche materna.

Pero, ¿cómo funciona este tipo de inmunidad transgeneracional en las abejas, que carecen de anticuerpos?

El estudiante graduado de ASU Gyan Harwood estudia la «inmunidad» a nivel de colonia de abejas. Foto: Samantha Lloyd / ASU VisLab

En un estudio anterior, Amdam y sus colaboradores descubrieron que las reinas de las abejas pueden transmitir la inmunidad a sus larvas, esencialmente «vacunando» a las crías contra los patógenos de su entorno.

Sin embargo, las reinas de las abejas nunca abandonan sus colonias, excepto una vez durante la juventud para aparearse, y una vez más tarde en la vida para encontrar formar una nueva colonia (enjambrazón). Esto plantea la pregunta: ¿Cómo pueden vacunarse contra agentes patógenos a los que nunca han estado expuestos?

Para entender cómo lo hacen, Amdam se centró en una proteína llamada vitelogenina.

«Faltaba algo en nuestro conocimiento sobre los rasgos de la abeja, un eslabón perdido, y estaba tratando de averiguar qué era », dijo Amdam. 

Vitelogenina

La vitelogenina es una proteína de más de 700 millones de años que se encuentra en los huevos en especies que van desde los corales hasta los mamíferos monotremas y también se encuentra en las abejas. 

Sin embargo, algo no cuadraba. Hace más de 700 millones de años, los huevos de animales no existían. Los organismos multicelulares apenas comenzaban a formarse. Entonces, si esta proteína solo fue diseñada para agregar nutrientes a los huevos, ¿por qué existía antes que los huevos? ¿Tuvo otro papel?

Resulta que la vitelogenina también puede unirse a estas piezas de patógenos, lo que permite que las reinas de las abejas de la miel entreguen esa información en sus huevos, preparando a sus descendientes para los patógenos que pueden encontrar en su entorno después de la eclosión.

«Lo que en realidad se transfiere son pequeñas piezas de los patógenos en sí», dijo Harwood. «Entonces la descendencia puede reconocer esa pequeña parte del patógeno y darse cuenta: ‘Oye, esto no es de mi propio cuerpo; «Esto es parte de un patógeno, una amenaza externa, así que necesito poner mi sistema inmunológico en marcha y matarlo».

Otra pieza del rompecabezas.

Pero si las reinas no salen de la colmena, Harwood sabía que tenía que haber más en este sistema y se centraba en las abejas obreras de la colonia, que son hijas estériles de la reina. A pesar de que no pueden producir descendencia, todavía producen vitelogenina y la usan para producir jalea real. La jalea real se produce en las glándulas salivares y con ella se alimenta a la reina y las larvas más jóvenes. Harwood se preguntó si las bacterias consumidas por las obreras serían transportadas a estas glándulas productoras de jalea real.

Para probar esto, Harwood alimentó a las obreras con bacterias E. coli marcadas con un marcador fluorescente para obtener imágenes de tejidos relacionados con la absorción y el almacenamiento de nutrientes. También tomó imágenes de las glándulas que producen la jalea real, llamadas glándulas hipofaríngeas.

En algunas de las abejas, suprimió su capacidad para producir vitelogenina. Luego, comparó a esas abejas con las abejas que funcionan normalmente para ver dónde se transportaban las bacterias sin ellas.

Harwood descubrió que las obreras con funcionamiento normal tenían fragmentos de bacterias fluorescentes en sus glándulas, mientras que los que tenían vitelogenina suprimida no lo tenían, lo que sugiere que la vitelogenina es vital para la transferencia de patógenos tanto en la reina como en las obreras y puede ser el mecanismo a través del cual las abejas pueden “Vacunar” a sus larvas.

Vacuna de la abeja

La aplicación potencial de este descubrimiento es una «vacuna» que ha sido aprobada en Europa y está cerca de otorgar licencias en los Estados Unidos, lo que permitirá a los criadores de abejas reinas alimentar a las reinas con una solución surtida de enfermedades que pueden ser dañinas para sus colonias. . Esto permitirá a los apicultores comenzar colonias resistentes a las enfermedades, fortaleciendo las poblaciones de abejas locales.

Sin embargo, las implicaciones de este descubrimiento pueden llegar muy lejos.

«Dado que desempeña un papel tan importante, la vitelogenina se encuentra básicamente en todos los animales que producen huevos», dijo Harwood. «Muchas de estas funciones del sistema inmunológico evolucionaron a principios de la historia de la vitelogenina, por lo que si podemos verlo en las abejas, es probable que tenga funciones similares en todos los demás animales. Esto abre todo tipo de puertas para investigar cómo esta proteína puede facilitar la transferencia de la resistencia a las enfermedades, de las madres a la descendencia. «Estamos en la punta del iceberg en este momento para mostrar cuán importante es el papel de esta proteína en la generación de resistencia a los patógenos en las abejas y otros animales».

Artículo de

Melinda Weaver

Especialista en comunicaciones, Facultad de Ciencias de la Vida.

480-727-3616  mjweaver@asu.edu

Traducido por

Jesús Manzano

Docente y Perito Judicial en Apicultura

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