Immuunreactie van hommels op bacteriële infecties met behulp van MALDI BeeTyping® en proteomica

Hommels (Bombus terrestris) vertonen verschillende immuunreacties op bacteriële infecties door Micrococcus luteus, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum en Serratia marcescens, zoals blijkt uit MALDI BeeTyping® en proteomica. Uit een hoofdcomponentenanalyse van de massaspectrometrische vingerafdrukken van de hemolymfe blijkt een duidelijk moleculair verschil tussen geïnfecteerde bijen en controlebijen. Antimicrobiële peptiden zoals apidaecine, abaecine, hymenoptaecine en defensine 1 worden tijdens de infectie opgereguleerd, met een piekexpressie 48 uur na infectie. Serratia marcescens veroorzaakt een ernstige immuunrespons en een hoge sterfte, terwijl P. c. c. aanwijzingen vertoont voor immuunontwijking. Machine learning-modellen op basis van MALDI-vingerafdrukken bereikten een classificatienauwkeurigheid van 100%, waarbij apidaecine (m/z 1977,78) het meest onderscheidende ion was. Proteomica identificeerde 3403 eiwitten tijdens infectie met S. marcescens, waaronder 1120 afkomstig van de ziekteverwekker, wat wijst op een systemische infectie. Analyse van de signaalroutes bracht 716 beïnvloede routes aan het licht, waarbij glycolyse/gluconeogenese (ko00010) bij alle infecties significant was veranderd. Eiwitten die betrokken zijn bij de reactie op oxidatieve stress, waaronder thioredoxine en superoxide-dismutase, werden tijdens de infectie met S. marcescens opgereguleerd. De studie toont aan dat MALDI BeeTyping® een veelbelovend diagnostisch hulpmiddel is voor de gezondheid van hommels, waarbij belangrijke immuun- en metabolische eiwitten als biomarkers dienen.