19 mag. 2020

“The detection of honey bee diseases through monitoring shifts in volatile profiles” di Maggie Gill – Keele University, Regno Unito

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Oggi, 20 maggio, è la giornata mondiale delle api. L’ape da miele è una specie impollinatrice importante che contribuisce all’economia degli Stati Uniti con una stima di circa 15 miliardi di dollari USA all’anno attraverso l’impollinazione delle colture e 690 milioni di sterline per l’economia del Regno Unito. Le api da miele sono anche impollinatrici selvatiche importanti e svolgono un ruolo chiave nel mantenimento della biodiversità e di molti ecosistemi.

Negli ultimi decenni sono stati segnalate a livello globale riduzioni significative del numero di api. Il termine "disturbo da collasso della colonia" (CCD - Colony Collapse Disorder) è stato coniato negli Stati Uniti per descrivere perdite continue e inspiegabili di colonie di api su vasta scala. La tendenza al ribasso nel numero delle api da miele e al CCD non è stata ancora attribuita a nessuna causa, ma è stato dimostrato che contribuiscono molteplici fattori [1]. Le api da miele affrontano numerose pressioni dovute a malattie e parassiti, la diagnosi precoce e il trattamento di malattie e parassiti hanno dimostrato di migliorare significativamente la sopravvivenza delle colonie di api [2].

Esistono numerosi disturbi sotto forma di virus, infezioni fungine, microsporidi, acari parassiti e coleotteri, che colpiscono le colonie di api e contribuiscono al loro declino. Tuttavia i più significativi sono la peste americana, la peste europea e l’acaro Varroa.

Nel Regno Unito ci sono due malattie soggette per legge a notifica obbligatoria che causano perdite significative nelle colonie di api. La peste americana (AFB) (Paenibacillus larvae), una spora a forma di bastoncino che forma batteri gram-positivi, infetta le larve quando vengono alimentate con cibo di covata contenente delle spore. L’infezione uccide le larve nella fase di sviluppo pro-pupale e i sintomi includono tappi di cera unti, incavati, scuri e perforati e una corda di muco che si forma quando il contenuto cellulare viene agitato con un bastoncino ed estratto.

La peste europea (EFB) (Melissococcus plutonius), è un batterio gram-negativo a forma di lancia. Le larve si infettano quando vengono nutrite con cibo di covata contenente i batteri. I batteri si moltiplicano nell’intestino larvale e competono con le larve per il cibo. L’infezione non uccide sempre le larve infette se è presente cibo sufficiente per nutrire entrambi, il che fa sì che la malattia abbia fasi sub-cliniche in cui la colonia è infetta, ma non sintomatica. I sintomi includono larve scolorite dall’aspetto fuso che giacciono nelle celle in posizioni innaturali.

L’acaro parassita non nativo Varroa destructor è ora endemico nel Regno Unito e infesta colonie di api da miele, dove gli acari si riproducono nelle celle del favo e si nutrono delle pupe di api, indebolendo le pupe e la colonia nel suo insieme. Durante l’alimentazione gli acari infettano anche le pupe con virus come il virus dell’ala deformata (DWV), che indebolisce ulteriormente la colonia.

In alcuni Paesi la peste europea è una malattia soggetta per legge a notifica obbligatoria che richiede il risanamento degli alveari, senza l’uso di antibiotici. Ciò include il processo di combustione di ogni colonia infetta e debole e anche la distruzione delle attrezzature contaminate. L’identificazione precoce delle malattie può rimuovere la necessità di tale azione drastica e l’uso di antibiotici.

Nella medicina umana l’analisi dei composti organici volatili (COV) è stata utilizzata nella diagnosi precoce di malattie come il Parkinson e il cancro [3,4]. In collaborazione con LECO i ricercatori dell’Università di Keele in Inghilterra stanno utilizzando strumenti di ricerca simili nella scoperta di biomarcatori per la rilevazione precoce delle malattie nelle colonie di api da miele e stanno sviluppando nuovi sensori per facilitare metodi di trattamento e controllo più efficienti, rallentando l’ulteriore diffusione della malattia. Questa ricerca ha lo scopo di campionare i COV delle colonie di api da miele sane e infette sul campo utilizzando sia MonoTra™ sia il trascinamento di Pye con tubi di tenax. Il campionamento sarà effettuato su più stagioni per monitorare i cambiamenti nelle variazioni naturali dei profili volatili di colonie sane e malate. Verrà effettuato un campionamento di laboratorio dei COV di malattie, parassiti, api, attrezzature e prodotti dell’alveare per compilare una libreria di COV per api mellifere con profili volatili caratterizzati da GC-TOFMS in collaborazione con gli strumenti LECO e il loro analizzatore PEGASUS® BT. Un’analisi statistica multivariante sarà applicata ai dati con l’obiettivo finale di identificare i biomarcatori di malattie e parassiti e lo sviluppo di uno strumento diagnostico basato sul campo, per la diagnosi precoce di malattie e parassiti delle api da miele.

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[1] vanEngelsdorp, D. et al. (2009). Colony Collapse Disorder: A Descriptive Study. Plos ONE. 4(8).
[2] Pernal, S.F. et al. (2008). Evaluation of the Shaking Technique for the Economic Management of American Foulbrood Disease of Honey Bees (Hymenoptera: Apidae). Journal of Economic Entomology. 101(4):1095-104.
[3] Trivedi, D. K. et al. (2019). Discovery of Volatile Biomarkers of Parkinson’s Disease from Sebum. ACS Cent Sci. 5(4):599‐606.
[4] Arasaradnam, R. P. et al (2014). Detection of colorectal cancer (CRC) by urinary volatile organic compound analysis. PLoS One. 30 set.;9(9)


 

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