یک داروی ضد ویروسی جدید امیدوارکننده برای زنبورهای عسل

هر زنبوردار می‌داند که واروآ بزرگترین تهدید بیولوژیکی برای کلنی‌های زنبور عسل در سراسر جهان است. اما در واقع، این فقط تا حدی درست است.

واروآ از چربی بدن زنبور عسل تغذیه می‌کند و از آنجایی که چربی بدن برای سیستم ایمنی زنبورها ضروری است، تغذیه با واروآ باعث تضعیف ایمنی زنبورها می‌شود. در عین حال، ویروس‌هایی مانند ویروس تغییر شکل یافته بال (DWV) در فرآیند تغذیه توسط واروآ به زنبورها منتقل می‌شود. این ویروس ها، در ترکیب با پاسخ ایمنی ضعیف زنبورها، همان چیزی هستند که یک پانچ 1-2 کشنده را ایجاد می‌کنند.

با این حال، ما زنبورداران تقریباً به طور انحصاری بر کنترل واروآ تمرکز می‌کنیم، نه کنترل ویروس. این امر زمانی مشهود است که به دستور مبارزه زنبورداری نگاه می‌کنید که صفحات آن پر از قارچ‌های ضد واروآ مانند اسید فرمیک (Formic Pro و Mite Away Quick Strips)، اسید اگزالیک (Api-Bioxal)، روغن‌های رازک (Hopguard)، آمیتراز است. (Apivar) و…. آیا متوجه شده‌اید که در دستورالعمل‌های زنبورداری داروهای ضد ویروس وجود ندارد؟

ضد ویروس‌ها برای ویروس‌هایی که سایر ارگانیسم‌ها از جمله انسان را آلوده می‌کنند ساخته شده‌اند. مطمئن هستم که همه نام Paxlovid را شنیده‌اند، که بسیاری از ما در چند سال گذشته برای درمان کووید آن را انتخاب کردیم. فکر نمی‌کنم هرگز Paxlovid (قرصی که به درمان رایج برای کوید 19 تبدیل شد) و طعم افتضاح فلزی آن را فراموش کنم.

در مورد داروهای ضد ویروسی برای زنبورها چطور؟ آیا شواهدی وجود دارد که نشان دهد درمان‌ها می‌توانند سطح ویروس را در زنبورهای عسل کاهش دهند؟ مکانیسم‌هایی که درمان‌های ضد ویروسی ممکن است در زنبورها عمل کنند چیست؟ و در مورد ایمنی آنها چگونه است. آیا شواهدی وجود دارد که نشان دهد درمان‌ها باعث آسیب ناخواسته به زنبورها می‌شوند یا ایمن هستند؟ اینها موضوعات هفتادمین یادداشت‌های آزمایشگاهی هستند، جایی که من «کانال‌های یون پتاسیم را به عنوان یک هدف مولکولی برای کاهش عفونت ویروسی و مرگ‌ومیر کلونی‌های زنبور عسل»، که توسط کریس فلووز و همکارانش نوشته شده و در ژورنال Virology Journal [2023 منتشر شده است.

برای این مطالعه، Fellows یک سری آزمایشات آزمایشگاهی را در دانشگاه ایالتی لوئیزیانا تحت نظارت دانیل سوئل انجام داد، سپس آزمایش‌های صحرایی با کلنی‌های کامل در آزمایشگاه USDA Baton Rouge تحت نظارت مایک سیمون فینستروم انجام داد. آنها توجه خود را بر روی کانال‌های پتاسیم یکسو کننده داخلی حساس به ATP (KATP) متمرکز کردند زیرا قبلاً نشان داده شده بود که این کانال‌ها نقش مهمی در عفونت ویروسی پستانداران، مگس‌ها و اخیراً زنبورها دارند.

در آزمایشگاه، نویسندگان با آزمایش اینکه آیا چهار تعدیل کننده KATP یعنی چهار داروی ضد ویروسی احتمالی آنها برای زنبورها بی خطر هستند یا خیر، شروع کردند. جایی که زنبورها در قفس نگهداری می‌شدند و اجازه دسترسی به فیدرهای ساکارز حاوی فعال کننده کانال KATP پیناسیدیل یا دیازوکسید، مهارکننده‌های کانال KATP گلی بن کلامید یا تولبوتامید، یا کنترل درمان نشده را داده بودند. محلول ساکارز حاوی یک ردیاب فلورسنت بود تا بررسی کند که زنبورها در حال مصرف تیمارها هستند (شکل 1، پانل‌های D و E را ببینید) و بقای آنها طی دو هفته کنترل شد.

سپس، نویسندگان آزمایش کردند که آیا مدولاسیون کانال KATP بر تکثیر ویروس در زنبورها تأثیر می‌گذارد یا خیر. برای انجام این کار، آنها زنبورها را با ویروس فلج حاد اسرائیلی (IAPV)، IAPV به علاوه یکی از فعال‌کننده‌های کانال KATP پیناسیدیل، یا یک کنترل درمان‌نشده تلقیح کردند و سطح IAPV و بقای زنبورها را طی دو هفته کنترل کردند.

علاوه بر این، آنها یک مکانیسم احتمالی را برای چگونگی کانال‌کشی KATP از طریق تعدیل تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) ارزیابی کردند. برای انجام این کار، آنها مجموعه ای از آزمایشات را با یک ماده شیمیایی انجام دادند که باعث تولید ROS در زنبورها (پاراکوات)، فعال کننده کانال KATP پیناسیدیل، بازدارنده کانال KATP تولبوتامید و تلقیح با IAPV یا جمع آوری زنبورها از کندوهای کم واروآ یا با واروآ بالا (یعنی زنبورهایی که فشار ویروس کم یا زیاد داشتند).

در نهایت، نویسندگان یک آزمایش میدانی دستکاری انجام دادند تا ببینند آیا یکی از فعال‌کننده‌های کانال KATP (پیناسیدیل) می‌تواند سطح ویروس را در کلنی‌های کامل زنبورها کاهش دهد یا خیر. برای انجام این کار، آنها سطوح هفت ویروس را مقایسه کردند – ویروس بال تغییر شکل A (DWV-A)، ویروس تغییر شکل یافته بال B (DWV-B)، ویروس سلول ملکه سیاه (BQCV)، ویروس دریاچه سینا 1 (LSV1). ویروس 2 (LSV2) و IAPV – در میان کلنی‌های شاهد درمان‌نشده، کلنی‌هایی که با ویروس‌ها تلقیح شده‌اند، و کلنی‌هایی که با ویروس‌ها تلقیح شده‌اند در حالی که با پیناسیدیل درمان می‌شوند. آنها همچنین از یک دستگاه جمع آوری زنبورهای مرده استفاده کردند که در جلوی کندوها قرار داده شده بود، که کارگران مرده را که توسط زنبورهای مرده از کندو خارج شده بود، جمع آوری می‌کرد.

بنابراین، آنها چه چیزی پیدا کردند؟ آیا چهار داروی ضد ویروسی احتمالی برای زنبورها بی خطر بودند؟ بله، حداقل از نظر بقای زنبورهای منفرد در طول دو هفته. همانطور که در شکل 1، پانل C مشاهده می‌شود، بین زنبورهای تغذیه شده با محلول ساکارز کنترل و زنبورهایی که با دوزهای زیادی از هر مدولاتور کانال KATP تغذیه شده بودند، تفاوتی در بقا وجود نداشت. علاوه بر این، تفاوتی در تعداد زنبورهای مرده یافت شده در دستگاه جمع‌آوری زنبور مرده بین کلنی‌های کنترل و کلنی‌های در معرض پیناسیدیل وجود نداشت.

آیا تعدیل کننده‌های کانال KATP درمانی بودند؟ به عبارت دیگر، آیا آنها سطح ویروس را در زنبورها کاهش دادند؟ بله. نویسندگان این سوال را با پیناسیدیل آزمایش کردند و دریافتند که زنبورهایی که پیناسیدیل مصرف می‌کنند در مقایسه با زنبورهایی که پیناسیدیل مصرف نمی‌کنند سطوح بسیار پایین‌تری از IAPV دارند. مهمتر از آن، در صورت مصرف پیناسیدیل، تقریباً چهار برابر تعداد زنبورهایی که از تلقیح IAPV جان سالم به در می‌برند، در مقایسه با عدم مصرف پیناسیدیل زنده مانده‌اند. این یک نتیجه بسیار امیدوارکننده است!

پیناسیدیل چه مکانیزمی برای کنترل سطح ویروس دارد؟ احتمالاً با تنظیم تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS)، که متعاقباً در تکثیر ویروس تداخل داشتند. چندین آزمایش نشان داد که زنبورهای تحت درمان با پاراکوات، که باعث تولید ROS می‌شود، نسبت به زنبورهای درمان نشده برای مبارزه با IAPV و سایر ویروس‌ها مجهزتر بودند. این اثر زمانی تقویت شد که زنبورها نیز پیناسیدیل مصرف می‌کردند و نقش احتمالی آن در تنظیم ROS ضد ویروسی را برجسته می‌کردند. علاوه بر این، مصرف پیناسیدیل باعث شد زنبورها فعالیت آنزیم گلوکز اکسیداز را افزایش دهند که با عملکرد ایمنی اجتماعی در زنبورهای عسل مرتبط است.

آیا Pinacidil در کاهش سطح ویروس در کلنی‌های کامل در این زمینه مؤثر بود؟ بله، و این دومین نتیجه بسیار امیدوار کننده است. کلنی‌های آلوده با ویروس‌ها در حالی که تحت درمان با پیناسیدیل قرار می‌گرفتند در مقایسه با کلنی‌هایی که با ویروس آلوده شده بودند اما تحت درمان قرار نمی‌گرفتند، سطوح بسیار کمتری از DWV-A، DWV-B، BQCV، و LSV2 داشتند. در حقیقت، سطح ویروس موجود در کندوها تحت درمان با پیناسیدیل معادل کلنی‌های کنترل بود که آلودگی به ویروس را دریافت نکردند. به عبارت دیگر، درمان با pinacidil در اصل همه ویروس‌ها را در سطح پس زمینه تنظیم می‌کند.

پیناسیدیل یک داروی سیانوگوانیدین است که کانال‌های پتاسیم حساس ATP را باز می‌کند و باعث اتساع عروق محیطی شریان‌ها می‌شود (با فرمول C13H19N5)