19 mai 2020

« La détection des maladies des abeilles mellifères grâce à la surveillance des changements dans les profils volatils » par Maggie Gill - Keele University, Royaume-Uni

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Aujourd’hui, le 20 mai, c’est la Journée mondiale des abeilles mellifères. L’abeille est une espèce pollinisatrice importante qui contribue à environ 15 milliards de dollars par an à l’économie américaine grâce à la pollinisation des cultures et 690 millions de livres sterling à l’économie britannique. Les abeilles sont également d’importants pollinisateurs sauvages et jouent un rôle clé dans le maintien de la biodiversité et des services écosystémiques dans de nombreux écosystèmes.

Des baisses importantes du nombre d’abeilles mellifères ont été signalées dans le monde au cours des dernières décennies. Aux États-Unis, le terme de trouble d’effondrement des colonies (colony collapse disorder, CCD) a été inventé pour décrire les pertes continues à grande échelle et inexpliquées de colonies d’abeilles. La tendance à la baisse du nombre d’abeilles mellifères et le CCD n’ont pas encore été attribués à une seule cause, mais il a été démontré que plusieurs facteurs y contribuent [1]. Les abeilles sont confrontées à de nombreuses pressions liées aux maladies et aux ravageurs, et il a été démontré que la détection et le traitement précoces des maladies et des ravageurs améliorent considérablement la survie des colonies d’abeilles [2].

Il existe de nombreux troubles prenant la forme de virus, d’infections fongiques, de microsporidies, d’acariens parasites et de coléoptères qui affectent les colonies d’abeilles mellifères et contribuent à leur déclin. Cependant, les plus importantes sont la loque américaine, la loque européenne et l’acarien varroa.

Au Royaume-Uni, il existe deux maladies à déclaration obligatoire qui causent des pertes importantes aux colonies d’abeilles mellifères. La loque américaine (AFB) (larves de Paenibacillus), une spore en forme de bâtonnet formant des bactéries gram-positives, infecte les larves lorsqu’elles sont nourries de couvain contenant des spores. L’infection tue les larves au stade propupal de développement et les symptômes comprennent des bouchons de cire graisseux, enfoncés, foncés et perforés ainsi qu’une corde de mucus qui se forme lorsque le contenu des cellules est agité avec un petit bâton et retiré.

La loque européenne (EFB) (Melissococcus plutonius) est une bactérie en forme de lance gram-négative. Les larves sont infectées lorsqu’elles sont nourries de couvain contenant les bactéries. Les bactéries se multiplient dans l’intestin larvaire et essayent de voler la nourriture des larves. L’infection ne tue pas toujours les larves infectées s’il y a suffisamment de nourriture pour nourrir les deux, ce qui fait que la maladie a des phases subcliniques où la colonie est infectée, mais non symptomatique. Les symptômes incluent des larves décolorées à l’apparence fondues, qui se trouvent dans les alvéoles, dans des positions non naturelles.

L’acarien parasite non indigène Varroa destructor est maintenant endémique au Royaume-Uni et infeste les colonies d’abeilles mellifères, où les acariens se reproduisent dans des cellules alvéolaires et se nourrissent de nymphes d’abeilles mellifères, affaiblissant les nymphes et la colonie dans son ensemble. Les acariens nourriciers infectent également les pupes avec des virus tels que le virus de l’aile déformée (DWV), qui affaiblit encore la colonie.

Dans certains pays, la loque européenne est une maladie à déclaration obligatoire qui nécessite un assainissement des ruchers, sans utilisation d’antibiotiques. Cela comprend le processus de brûlage de chaque colonie infectée et colonie faible, et la destruction potentielle d’équipements contaminés. L’identification précoce des maladies peut éliminer la nécessité d’une telle action drastique et l’utilisation d’antibiotiques.

En médecine humaine, l’analyse des composés organiques volatils (COV) a été utilisée dans la détection précoce de maladies telles que la maladie de Parkinson et le cancer [3,4]. En collaboration avec LECO, les chercheurs de l’Université de Keele, en Angleterre, utilisent des outils de recherche similaires dans la découverte de biomarqueurs pour une détection plus précoce des maladies dans les colonies d’abeilles et développent de nouveaux capteurs pour permettre des méthodes de traitement et de contrôle plus efficaces, ralentissant ainsi la propagation de la maladie. Cette recherche vise à échantillonner les COV des colonies d’abeilles saines et infectées sur le terrain en utilisant à la fois l’entraînement MonoTrap™ et Pye avec des tubes tenax. L’échantillonnage sera effectué sur plusieurs saisons pour surveiller les changements dans les variations naturelles des profils volatils des colonies saines et malades. Un échantillonnage en laboratoire des COV des maladies, ravageurs, abeilles, équipements et produits de la ruche sera entrepris pour compiler une bibliothèque de COV d’abeilles mellifères avec des profils volatils caractérisés par GC-TOFMS en collaboration avec les instruments LECO et leur analyseur PEGASUS® BT. Une analyse statistique multivariée sera appliquée aux données afin d’identifier les biomarqueurs de maladies et de ravageurs et de développer un outil de diagnostic sur le terrain pour la détection précoce des maladies et des ravageurs des abeilles.

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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. Sep 30;9(9)


 

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