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European Foulbrood in honey bees (Apis mellifera): Histological insights into the pathogenesis of larval infections with the low virulent Melissococcus plutonius strain LMG20360T belonging to the clonal complex 13

Europäische Faulbrut der Bienen (Apis mellifera): Histologische Einblicke in die Pathogenese der Infektion von Larven mit dem gering virulenten Melissococcus plutonius Stamm LMG20360T, der zum klonalen Komplex 13 gehört

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 131

DOI: 10.2376/0005-9366-18062

Publiziert: 11/2018

Summary

European Foulbrood (EFB) is a bacterial infection of honey bee larvae caused by Melissococcus (M.) plutonius. Although this sometimes devastating brood disease has long been known, pathogenesis and pathology of honey bee larval infections with M. plutonius still remain largely elusive. We here present a histological investigation of the pathogenesis of intestinal infection of honey bee larvae with M. plutonius LMG20360, a representative of the least virulent clonal complex CC13. Three days post infection, ingested bacteria were detected within the midgut. From day five post infection, the ingesta was nearly completely infiltrated by bacteria but the peritrophic matrix and intestinal epithelium seemed to be and remained intact until day 15 post infection. Evaluation of the larval development revealed that larval growth was not significantly different in infected larvae compared to non-infected control animals until day five post infection. However, from day seven post infection, the infected larvae were significantly smaller than the non-infected control larvae. Based on our results we concluded that the larvae infected with the low virulent strain of M. plutonius probably only suffered from a lack of nutrients resulting in reduced growth once the bacteria started to massively proliferate. However, the bacteria did not attack or destroy the intestinal wall confirming the original view on the non-invasive character of M. plutonius infections.

intestinal infection
histopathology

Zusammenfassung

Die Europäische Faulbrut (EFB) ist eine bakterielle Infektion von Honigbienenlarven, die durch Melissococcus (M.) plutonius verursacht wird. Obwohl diese manchmal verheerende Brutkrankheit seit Langem bekannt ist, sind die Pathogenese und Pathologie der Infektion von Honigbienenlarven mit M. plutonius immer noch weitgehend unbekannt.
Wir präsentieren hier eine histologische Untersuchung der Pathogenese der Darminfektion von Honigbienenlarven mit einem Vertreter des am wenigsten virulenten klonalen Komplexes CC13 von M. plutonius im Vergleich zu nicht infizierten Kontrolltieren. Drei Tage nach der Infektion konnten die aufgenommenen Bakterien im Mitteldarm nachgewiesen werden. Ab dem fünften Tag nach der Infektion war der Darminhalt fast vollständig von Bakterien infiltriert, aber die peritrophe Matrix und das Darmepithel waren intakt und blieben dies auch bis zum 15. Tag nach der Infektion. Die Auswertung der Larvenentwicklung zeigte, dass das Wachstum infizierter Larven bis zum fünften Tag nach der Infektion nicht signifikant unterschiedlich war vom Wachstum der nicht-infizierten Kontrolltiere. Ab dem siebten Tag nach der Infektion waren die infizierten Larven jedoch signifikant kleiner als die nicht infizierten Kontrolllarven. Aufgrund unserer Ergebnisse kamen wir zu dem Schluss, dass die Larven, die mit dem gering virulenten Stamm von M. plutonius infiziert waren, wahrscheinlich nur an Nährstoffmangel litten, was zu einem geringeren Wachstum führte, sobald die Bakterien anfingen, sich massiv zu vermehren. Die Bakterien griffen jedoch nicht die Darmwand an oder zerstörten sie, was die ursprüngliche Ansicht über den nichtinvasiven Charakter von M. plutonius-Infektionen bestätigte.

Darminfektion
Histopathologie

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