Ferrara, Rosalba (2016) Immunità, stress e salute delle api. [Tesi di dottorato]

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Item Type: Tesi di dottorato
Lingua: Italiano
Title: Immunità, stress e salute delle api
Creators:
CreatorsEmail
Ferrara, Rosalbaferrararosalba1@gmail.com
Date: 30 March 2016
Number of Pages: 177
Institution: Università degli Studi di Napoli Federico II
Department: Agraria
Scuola di dottorato: Scienze agrarie e agro-alimentari
Dottorato: Insect science and biotechnology
Ciclo di dottorato: 28
Coordinatore del Corso di dottorato:
nomeemail
Pennacchio, Francescof.pennacchio@unina.it
Tutor:
nomeemail
Pennacchio, FrancescoUNSPECIFIED
Date: 30 March 2016
Number of Pages: 177
Uncontrolled Keywords: immunità; api; stress
Settori scientifico-disciplinari del MIUR: Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/11 - Entomologia generale e applicata
Date Deposited: 13 Apr 2016 15:17
Last Modified: 05 May 2019 01:00
URI: http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/10831

Abstract

Gli insetti impollinatori offrono un servizio ecologico di fondamentale importanza sia per la produzione agricola che per il mantenimento della biodiversità vegetale, largamente dipendenti dall’azione pronuba di questi insetti. Fra questi, l’ape (Apis mellifera L.) è certamente quella più studiata per ovvi motivi associati alla sua rilevanza ecologica e produttiva. Nel corso degli ultimi dieci anni le diffuse perdite di colonie d’api hanno attirato l'attenzione del mondo scientifico e dell’opinione pubblica, visto il loro valore economico ed ecologico. Questo fenomeno è stato studiato da diverse prospettive, ma, ad oggi, non è stato associato ad uno specifico agente causale. Tuttavia vi è un ampio consenso circa l'ipotesi che ciò sia imputabile a una sindrome multifattoriale indotta da diversi agenti di stress che possono agire in modo sinergico. Il presente lavoro di tesi si concentra sui principali agenti di stress, Varroa destructor in associazione con il virus delle ali deformi (Deformed Wing Virus – DWV), nutrizione e neonicotinoidi, in grado di indurre fenomeni di declino dello stato di salute delle api e variamente associati a fenomeni di collasso. L’associazione Varroa/DWV è ampiamente riportata come una delle condizioni più frequentemente associata a perdite di colonie di api. L’acaro agisce da vettore di questo virus patogeno che, quando raggiunge una soglia critica, passa dallo stato di infezione asintomatica a quella conclamata con crescente compromissione dello stato di salute delle api caratterizzata da una evidente condizione di ridotta competenza immunitaria. In questo lavoro di tesi è stato svolto uno studio funzionale dell’impatto del DWV sulla risposta immunitaria dell’ape che descrive gli effetti dell’infezione virale sulla componente umorale e cellulare delle barriere di difesa e sull’espressione dei principali geni che le regolano. Questo studio ha reso possibile la valutazione dell’effetto che l’immunosopressione dell’ospite, indotta dall’infezione virale, può avere sulla fitness della Varroa. Infatti, quest’ultima è significativamente più elevata allorquando l’attività di alimentazione avviene su api infette da DWV come possibile conseguenza del fatto che l’emolinfa risulta più fruibile in presenza di una ridotta competenza immunitaria dell’ape. Pertanto, il patogeno virale esercita un'influenza positiva sull'alimentazione dell’acaro e, di conseguenza, sul suo tasso di riproduzione. Questi risultati mostrano l’esistenza di una simbiosi mutualistica tra Varroa e DWV che spiega e giustifica la sua notevole importanza nell’induzione del collasso delle colonie d’api. Il secondo tema di ricerca riportato in questo lavoro di tesi ha fornito nuove informazioni circa la complessa interazione che esiste tra metabolismo e immunità. La nutrizione è fondamentale per la difesa immunitaria e la resistenza agli agenti patogeni, con conseguenze che riguardano il benessere e il successo riproduttivo dei singoli organismi. Condizioni di stress nutrizionale possono modificare la risposta immunitaria, tanto da poter indurre una proliferazione incontrollata degli agenti patogeni nelle api. Abbiamo studiato gli effetti di diete sbilanciate sulle api al fine di comprendere come l’immunocompetenza sia metabolicamente controllata. In particolare, abbiamo stimato gli effetti dell’esposizione a diete con diversa concentrazione di aminoacidi essenziali (AE) sullo stato di salute delle api. Abbiamo constatato come un alta concentrazione di AE nella dieta influenzi l'assunzione di cibo e riduca la durata della vita delle api. Diete squilibrate influenzano la capacità delle api nel rispondere ad altri fattori di stress quale, ad esempio, l'esposizione cronica a dosi sub-letali di neonicotinoidi. In particolare, l’esposizione all’insetticida altera il comportamento alimentare dell’ape, che assume più cibo, e induce un aumento del tasso di mortalità. L’incremento di mortalità associato all’assunzione di diete sbilanciate, registrato in maggior misura in presenza di imidacloprid, risulta positivamente associato ad una ridotta competenza immunitaria delle api. Infatti, queste condizioni sperimentali di stress alimentare, con un eccesso di aminoacidi in grado di promuovere attivazione metabolica a livello cellulare, hanno fatto registrare un più alto livello di replicazione del DWV, che potrebbe aver contribuito alla ridotta sopravvivenza osservata. Infine, il terzo tema di ricerca affrontato in questo lavoro ha riguardato lo studio dell'azione dei neonicotinoidi sul sistema immunitario. Questi insetticidi possono contribuire al declino delle condizioni di salute delle api, riducendo il livello delle difese immunitarie sotto il controllo del fattore trascrizionale NF-κB e in particolare le barriere antivirali sotto il controllo del pathway Toll. In questa parte della tesi forniamo ulteriri prove che corroborano questa ipotesi. In particolare si dimostra come l’esposizione ai neonicotinoidi influenza negativamente anche altri componenti della difesa immunitaria delle api, sia umorali che cellulari, controllate da NF-κB. Poiché questi meccanismi di controllo delle difese immunitarie innate sono molto conservati nel mondo animale, si è deciso di valutare se i neonicotinoidi possano avere effetti immunosoppressivi analoghi su animali superiori. Al fine di studiare il possibile effetto del clothianidin sul sistema immunitario dei mammiferi abbiamo condotto studi su una linea cellulare monocitica umana (THP-1). Dai nostri risultati emerge che il clothianidin è in grado di modificare l'espressione genica delle cellule influenzando l'espressione dei geni sotto il controllo di NF-κB. Ciò suggerisce che questo pesticida può produrre effetti sui mammiferi simili a quelli osservati negli insetti. Tuttavia sono necessari ulteriori studi a livello di organismo per confermare questa ipotesi.

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