O pożyteczności pszczół nie trzeba nikogo przekonywać. Nie zdajemy sobie jednak sprawy, jak bardzo są one ważne dla naszego przetrwania. Spośród 124 roślin, które stanowią trzon produkcji rolniczej świata, 70 proc. wymaga zapylania owadów, z których znakomita większość to właśnie pszczoły. Ponieważ rolnictwo to także biznes, pszczoły – za darmo! – umożliwiają, według różnych wyliczeń, produkcję o globalnej wartości 153 mld euro rocznie. Bez pszczół mielibyśmy więc problemy zarówno gospodarcze, jak i z przeżyciem.

Jednak te owady padają ofiarami chorób. Nie wszystkie są dla nich zabójcze, lecz większość osłabia je na tyle, że krócej żyją lub nie potrafią przetrwać zimy. Niektóre plagi wciąż stanowią dla nas tajemnicę – jak zespół masowego ginięcia pszczoły miodnej, znany również pod skrótem CCD (colony collapse disorder). Jedną z takich chorób, która nie zabija od razu, tylko mocno osłabia, jest nosemoza. – Niestety, chore na nią pszczoły nie przeżywają okresu zimowego. Pszczelarze nie dysponują skutecznym lekiem na tę wywoływaną przez pasożytnicze grzyby chorobę – tłumaczy dr Aneta Ptaszyńska z Wydziału Biologii i Biotechniki Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie.

Nosemoza występuje w dwóch wariantach: typu A i typu C. Nomenklatura wzięła się od łacińskich nazw pasożytów, które ją wywołują: mikroskopijnych grzybów z gatunków Nosema apis i Nosema ceranae. Szkodniki rozwijają się w przewodzie pokarmowym pszczoły, infekują komórki jelita i namnażają się w nich. Kiedy zarodniki są już dojrzałe, rozrywają komórki jelita i uwalniają się do jego światła, gdzie kiełkują. Wtedy znów mogą zakażać, kontynuując cykl wewnątrz ciała tego samego osobnika lub są wydalane z kałem. Kontakt z kałem jest podstawowym sposobem rozprzestrzeniania się choroby w rodzinie pszczelej. Zakażenie może również przenosić się w wyniku karmienia zdrowych larw przez chore osobniki. Ponieważ pszczoły to owady społeczne, kiepska kondycja części rodziny przekłada się na jej całość. U królowej oprócz zmian w jelicie porażenie powoduje też zmiany anatomiczne jajników, które tracą swoje funkcje, a matka zaprzestaje składanie jaj.

– Pszczoły to czyste owady. Załatwiają się z dala od ula, chyba że padną ofiarą nosemozy, pod wpływem której dostają biegunki. Wtedy załatwiają się w ulu i jego okolicach, co dodatkowo sprzyja rozprzestrzenianiu się choroby w obrębie rodziny. Z drugiej strony pszczelarze otrzymują sygnał, że coś jest nie tak. Niestety, tylko w przypadku nosemozy typu A, typ C bowiem, opisany po raz pierwszy niewiele ponad dekadę temu, jest bezobjawowy – tłumaczy dr Ptaszyńska.

Jedynym skutecznym lekiem w walce z nosemozą jest antybiotyk o nazwie fumagilina. Sprzedaż substancji jest jednak zakazana w Unii Europejskiej ze względu na to, że jej pozostałości mogą znajdować się potem w najcenniejszym pszczelim produkcie, czyli miodzie. W związku z czym pszczelarze nie mają żadnej broni do walki z pasożytem. To też oznacza, że w razie sukcesu nowy lek byłby murowanym sukcesem komercyjnym. W badaniach nad wynalazkiem swoje siły połączyli naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz lubelskich uczelni: UMCS oraz Uniwersytetu Przyrodniczego.

Jak jednak zidentyfikować tę jedną, skuteczną substancję z grona miliardów związków chemicznych? Pomysł był prosty: sprawdzić, czy w walce z grzybem nie pomogłyby ekstrakty roślinne, o których już teraz wiadomo, że mają działanie lecznicze. Naukowcy wytypowali kilkanaście gatunków roślin, z których kolejno pozyskiwali ekstrakty. – Wybór klasy substancji, które chcieliśmy zbadać, ułatwiła obawa przed przenikaniem środków syntetycznych do miodu. Dlatego chcieliśmy bazować na substancjach roślinnych, o których wiemy, że są bezpieczne – mówi dr Ptaszyńska. Wyciągi wykonuje się w ten sposób, że daną roślinę się suszy, następnie miele, zalewa wrzącą wodą, a po kilkunastu minutach przesącza, zamraża i liofilizuje, czyli osusza ze stanu zamrożenia.

Teraz trzeba było sprawdzić ich działanie w akcji, czego nie można zrobić inaczej, niż żmudnie podawać każdy z ekstraktów pszczołom w laboratorium. Owady otrzymują ziołowy wyciąg w syropie cukrowym, który zjadają z włożonej do klatki strzykawki. „Metodę syropową” stosują też pszczelarze, którzy podają leki brzęczącym podopiecznym (alternatywą jest podanie specjalnego ciasta, które zawiera substancję leczniczą). Naukowcy badali również różne dawki, tak aby ustalić ich optymalną wartość (także pszczoły mogą przedawkować lek, z fatalnymi konsekwencjami). Niestety, przed przeprowadzeniem doświadczeń pszczoły trzeba zarazić nosemozą. Potraktowane ekstraktem pszczoły trafiają pod obserwację, w tym długości życia czy aktywności oksydazy fenolowej – substancji odpowiedzialnej za odporność – w hemolimfie (owadziej krwi).

– Kilka wypróbowanych przez nas ekstraktów nie tylko nie zwalczało grzyba, lecz wręcz przyspieszało jego rozwój, przez pewien czas byliśmy więc nastawieni pesymistycznie. W końcu jednak jeden z preparatów okazał się wyjątkowo skuteczny. Nie niszczył co prawda grzyba całkowicie, lecz znacząco hamował jego rozwój. Co więcej, karmione tym ekstraktem pszczoły żyły dłużej, niektóre nawet o ok. 20 proc. – cieszy się dr Ptaszyńska. Jaka roślina ostatecznie okazała się posiadać pożądane właściwości? – Mogę tylko powiedzieć, że nie występuje naturalnie w Polsce, lecz może być u nas z powodzeniem uprawiana – mówi biolożka.

Na razie naukowcy złożyli zgłoszenie patentowe. Po jego uzyskaniu komercjalizacja będzie w rękach uczelni. Co ciekawe, wynalazek powstał ze środków własnych, wykorzystując dostępne już na uczelniach zasoby – w tym pasiekę Uniwersytetu Przyrodniczego. 

Trwa czwarta edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 16 czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 68 nadesłanych przez uczelnie i instytuty.

Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora.