La cafeína ayuda a limitar las infecciones virales de las abejas
En este estudio se evaluó la influencia de la cafeína en el sistema inmunitario de las abejas.
Se midieron los niveles de expresión génica para investigar la interacción entre la cafeína y el virus de las alas deformes (DWV). El efecto de la cafeína sobre la inmunidad de las abejas es prácticamente desconocido. En humanos, una concentración elevada puede mitigar los daños inflamatorios mediante la inhibición de la fosfodiesterasa (PDE), aumentando el AMPc intracelular y activando la vía PKA. Esto podría explicar los cambios de expresión génica observados, ya que la vía PKA también interviene en la regulación inmunitaria.
El análisis de los genes inmunitarios mostró aumentos significativos de expresión tras el tratamiento con cafeína en abejas infectadas por DWV: parseph y myd88 en la vía Toll; PGRPLC, tak1, kenny y tab en la vía Imd; además de lisozima-1 (Lys-1), la enzima activadora de la profenoloxidasa (PPOact) y amPPO. Estudios anteriores han implicado tanto la vía Toll como la Imd en la defensa antiviral de los insectos. Nuestros resultados también mostraron que administrar cafeína antes de la infección podía inhibir el DWV. Esto indica que podría reforzar la inmunidad aumentando la expresión de genes de vías como Toll e Imd y contribuir a proteger a las abejas de las infecciones virales.
Tras la infección por DWV, aumentó la expresión de los genes inmunitarios. Aunque estudios anteriores indicaron que el DWV puede suprimir la inmunidad del huésped, se referían a una infección latente y prolongada relacionada con Varroa destructor y DWV. En nuestro experimento, el virus se administró a abejas sanas, por lo que la situación era distinta. Esta infección aguda indujo un pico de respuesta inmunitaria frente a la invasión viral. Hasta entonces no se había explorado el efecto de la cafeína sobre la expresión génica en abejas de 16 días.
La cafeína es un compuesto natural presente en el néctar de algunas plantas, por lo que las abejas pueden ingerirla fácilmente de su entorno. En conjunto, tiene potencial para mejorar la resistencia a las infecciones virales. En las abejas de 16 días, el efecto fue similar, pero menos amplio y positivo que a otras edades. La cafeína inhibe la replicación del DWV al mejorar el metabolismo de los carbohidratos.
Para investigar cómo la cafeína estimula los genes de la respuesta inmunitaria, se analizó la replicación del DWV en abejas infectadas alimentadas con o sin cafeína. El número de copias del genoma del DWV fue significativamente menor en las abejas que recibieron cafeína, lo que sugiere que la mayor expresión de genes inmunitarios suprimía la replicación viral. Una respuesta inmunitaria óptima requiere mucha energía; por ello, planteamos que la cafeína estimula estos genes mediante efectos favorables sobre las vías del metabolismo de los carbohidratos. Para comprobarlo, se analizó mediante PCR en tiempo real la expresión de genes de la glucólisis y del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA) en abejas con o sin cafeína en la dieta. Aunque las diferencias no fueron estadísticamente significativas, la expresión mostró una tendencia al aumento.
La cafeína también inhibió la infección por otros virus comunes de las abejas. Se administró cafeína a abejas infectadas para evaluar su efecto sobre la actividad viral en el huésped. La cuantificación de la expresión génica viral mediante PCR en tiempo real mostró una disminución significativa en seis dianas virales, excepto el virus de la celda real negra (BQCV) y el virus Varroa destructor (VDV).
Yun-Heng Lu et al.
Adaptado de Identification of Immune Regulatory Genes in Apis mellifera through Caffeine Treatment — Insects 2020, 11, 516; doi: 10.3390/insects11080516
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