In vitro metody studia imunitního systému včel

Michaela SVITÁKOVÁ

Bachelor's thesis

In vitro methods of research of honey bee immunity

Abstract:

Včely se řadí mezi hospodářsky velmi významné opylovatele, proto ztráty včelstev jsou velmi znepokojivým trendem. Aby škody, které včelaři a zemědělci za poslední léta zaznamenali, byly co nejmenší, je třeba dále studovat imunitní systém včel, což by mohlo vést k aplikaci poznatků základního výzkumu do praxe. V teoretické části bakalářské práce je shrnut imunitní systém včel (Apis mellifera). Imunitní systém jednotlivých včel se skládá z 1) fyzikálních bariér, 2) buněčné imunity, 3) humorální imunity. Nejen patogeny či paraziti, ale také oxidační stres způsobený mnoha faktory, mají přímý dopad na zdraví včel. Ke snižování oxidačního stresu mají organismy vyvinuté obranné mechanismy, jejichž součástí jsou i antioxidační enzymy katalasa a superoxiddismutasa. K humorální imunitě také patří antimikrobiální peptidy, v hemolymfě včel jsou obsaženy známé antimikrobiální peptidy apidaeciny, abaecin, defensiny a hymenoptaecin. V praktické části byla spektrofotometricky stanovena specifická aktivita enzymu katalasy jak u klinicky zdravých včel odebraných přímo ze včelstev, tak u včel krmených v in vitro podmínkách potravou obsahující 50% sacharosu, 50% sacharosu a pyl a také potravu obohacenou o přirozené včelí patogeny Paenibacillus larvae a Ascosphaera apis. Ve vzorcích včel krmených in vitro byla hodnota specifické aktivity katalasy nejvyšší v případě, že potrava obsahovala 50% sacharosu s pylem. U včel, které byly odebrány přímo ze včelstev, se hodnoty specifické aktivity katalasy lišily pouze v homogenizovaných zadečcích v rámci včelstva 23 mezi porovnávanými odběrovými měsíci. Pro detekci antimikrobiálních peptidů v hemolymfě, byla optimalizována metoda gelové elektroforézy a následná imunodetekce antimikrobiálních peptidů abaecinu a defensinu1 metodou Western blot. Pro vizualizaci proteinů na gelech bylo optimální barvení koloidním Coomassie Brilliant Blue-G250. Antimikrobiální peptidy detekované metodou Western blot byly nejlépe vizualizované na nitrocelulosové membráně blokované roztokem 5% BSA. Celý postup je ovšem potřeba dále optimalizovat.

Abstract:

Honey bees are very important pollinators and so the decline of bee colonies is alarming. To minimalize the demage caused to beekeepers and farmers in the last years it is necessary to proceed with research of bee immune system, which could lead to the application of the basic research results into the practice. The theoretical part of the bachelor's thesis describes the immune system of honey bees (Apis mellifera). The immune system of a bee consists of 1) physical barriers, 2) cellular immunity, 3) humoral immunity. Not only pathogenes or parasites, but also oxidative stress caused by many factors, have direct influence on health of bees. The organisms develop protective mechanisms to reduce oxidative stress, which include also antioxidative enzymes catalase and superoxide dismutase. The humoral immunity incorporates also antimicrobial peptides, the well-known antimicrobial peptides of haemolymph are apidaecins, abaecin, defensin and hymeoptaecin. In the practical part of the bachelor's thesis the specific activity of enzyme catalase was determined by spectrophotometry, as of clinically healthy honey bees taken directly from the bee colonies, as of the in vitro honey bees feeded by the nourishment containing 50% of sucrose, 50% of sucrose with pollen and also by nourishment enriched with natural bee's pathogens Paenibacillus larvae and Ascosphaera apis. In the speciments of bees nourished in vitro was the highest figure of specific activity of catalase in the cases nourished by 50% of sucrose with pollen. The levels of catalase specific activity of the bees taken directly from the bee colonies were diferent only in homogenized bee abdomens in the bee colony 23 between compared months. The method of gel electrophoresis was optimalized and subsequent imunodetection of antimicrobial peptides abaecin and defensin 1 by the Western blot method to detect antimicrobial peptides in haemolymph. To make the proteins within the gels visible the staining with coloid Coomassie Brilliant Nlue-G250 was optimal. Antimicrobial peptides detected by the Western blot method were preferebly visualized on nitrocellulose membrane blocked by 5% solution of BSA. It will be necessary to further optimalize the whole procedure.

Keywords

Včela medonosná, imunita, antimikrobiální peptidy, katalasa

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jiří Danihlík, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry