2021-08-14
48
Пчелы, инфицированные вирусами, могут утрачивать иммунную функцию, а также способность выполнять другие метаболические функции в результате того, что вирусы похищают рибосомальный аппарат для их пользы, химически препятствуя ключевому каскаду фенолоксидазы, подавляя иммунные ответы до их начала, манипулируя иммунной сигнальной сетью хозяина, блокируя противомикробные пептиды хозяина, препятствуя ответу РНК-i и/или создавая суперантигены, которые могут подавить иммунную систему хозяина и иным образом неблагоприятно влияя на здоровье пчел.
Исключительная зависимость вирусов от клеточного аппарата хозяина для их размножения и выживания делает их в высокой степени чувствительными к характеристикам клеточной среды, таким как опосредуемая короткой РНК интерференция. Также она дает вирусу возможность бороться и/или модулировать хозяина для своих нужд. Таким образом, диапазон взаимодействий, возможных через взаимодействия микроРНК-мРНК на поверхности контакта хозяин-патоген, является большим. Эти взаимодействия могут быть далее скорректированы у хозяина посредством изменения экспрессии генов, мутаций и полиморфизмов. В патогене высокая частота мутаций способствует комплексности сети взаимодействий. Вирусы либо продуцируют микроРНК, либо нацелены на микроРНК хозяина, необходимые для иммун
|
|
|
- 14 032759 ной системы хозяина. Scaria et al. (2006) Host-virus interaction: a new role for microRNAs, Retrovirology, 2006, 3:68; Oliver, Sick Bees - Part 4: Immune Response to Viruses, American Bee Journal, November 2010.
Мицелий грибов продуцирует широкий диапазон соединений, которые могут быть антибактериальными или противовирусными. В патенте США № 8765138, выданном автору изобретения, описана противовирусная активность Fomitopsis officinalis, которая включает активность против вируса гриппа птиц и вирусов простого герпеса I и II. Ожидается, что другие вирусы будут чувствительными к противовирусным соединениям, кодируемым и экспрессируемым мицелием Fomitopsis officinalis, и в действительности многих видов трутовых грибов и базидиомицет. Экстракты мицелия являются активными против многочисленных вирусов, которые наносят вред пчелам, в частности, но не ограничиваясь ими, BQCV (вирус черных маточников), IAPV (израильский вирус острого паралича), DWV (вирус деформации крыла), TRV (вирус кольцевой пятнистости табака) и родственных им вирусов. Активные ингредиенты, ограничивающие вирусы, в экстрактах варьируются, однако двумя группами являются полифенолы, включающие кумарины, и стерины, включающие дегидросульфериновые кислоты, эбуриковые кислоты и родственные соединения. Синергическая польза от этих полифенолов и стеринов может далее усиливать иммунную защиту пчел. Эти соединения находятся в комплексах, которые включают жирные кислоты, липиды и стерины. По существу, ожидается, что многие другие активные ингредиенты, родственные жирным кислотам, липидам и стеринам, имеющие противовирусные свойства, будут полезными для пчел. Многие из этих вышеупомянутых соединений известны как биофлавоноиды, и виды, продуцирующие их, представляют интерес, поскольку некоторые из этих видов продуцируют мицелий ярко-желтого цвета, который также может служить для привлечения пчел. Очень мало работы проводилось, или даже не проводилось, микологами для обнаружения цветов мицелированной древесины, видимых для пчел, но невидимых или практически невидимых для глаза человека, особенно света, отражаемого в ультрафиолетовом диапазоне.
|
|
|
Автор настоящего изобретения также открыл антибактериальные свойства экстрактов мицелия Fomitopsis officinalis против стафилококков, бактерий туберкулеза и Е. coli. Эта антибактериальная активность, вероятно, сообщает дополнительный уровень защиты от заболеваний, переносимых другими организмами. Эти экстракты аналогично будут оказывать положительное влияние, ограничивая вредоносные эффекты известных и еще неоткрытых бактерий, которые наносят вред пчелам, животным и растениям. См. патентную заявку США с серийным номером № 13/998914 и родственные заявки, описанные выше.
Предполагается, что вещества медицинских видов грибов, пригодных у человека, аналогичным образом окажутся полезными в отношении активации иммунных генов и пользы для иммунной системы пчел. Поскольку многие такие гены являются эволюционно консервативными или сходными, ожидается, что экстракты мицелия таких грибов аналогично могут быть использованы для активации у пчел генов и систем, деградирующих и борющихся с инфекциями.
Предпочтительная эффективная доза варьируется от вида к виду, частично поскольку экстракты могут быть, как и большинство лекарственных средств, лечебными при низких дозах и токсичными при высоких дозах. Кроме того, некоторые виды, такие как Fomitopsis officinalis, могут иметь выраженные противовирусные эффекты и более низкий токсический порог по сравнению с другими медицинскими видами. Как правило, для всех медицинских видов грибов, упоминаемых в настоящем описании автором настоящего изобретения, предпочтительные дозы находятся в диапазоне от 0,0001 до 50%, причем более предпочтительным является диапазон 0,001-25% и наиболее предпочтительным является диапазон от 0,01 до 15%. В случае многих из экстрактов трутовиков, в частности, результаты, как правило, указывают на то, что экстракты должны быть разбавлены до менее 10%, или менее 1%, или менее 0,1% для многих из этих экстрактов трутовых грибов, чтобы обеспечить пчелам противовирусную пользу и пользу увеличения продолжительности жизни.
Предпочтительная доза, добавляемая в жидкие или твердые пищевые вещества для пчел, в случае Fomitopsis officinalis составляют 0,0001-0,1%; предпочтительная доза для Trametes versicolor или Fomes fomentarius и F. pinicola составляет от 0,1 до 10% исходя из результатов, которые показывают как увеличение продолжительности жизни, так и улучшение снижения вирусной нагрузки в концентрациях 10%. За исключением Trametes versicolor и Fomes fomentarius, как правило, 10% концентрации не помогали увеличить продолжительность жизни пчел. Соответственно более высокие концентрации, превышающие 10%, оказывали неблагоприятные эффекты на общую продолжительность жизни.
Медицинские грибы и мицелий медицинских грибов определяют как грибы и мицелий, которые поддерживают здоровье и усвоение питательных веществ. В контексте пчел они включают грибы и мицелий, которые оказывают эффект увеличения продолжительности жизни, увеличения способности к собирательству, увеличения устойчивости к заболеваниям, увеличения способности детоксфиицировать антропогенные токсины, увеличения устойчивости к паразитам, наличия противовирусной, антибактериальной и/или противогрибной активности и увеличения способности пчел лучше выдерживать стрессовые факторы, ассоциированные с комплексом, в совокупности называемым синдромом краха колонии.
|
|
|
Пригодные и предпочтительные роды грибов включают, в качестве примера, но не ограничиваясь ими: пластинчатые грибы
- 15 032759
Agaricus, Agrocybe, Armillaria,
Clitocybe,
Collybia,
Conocybe, Coprinus, Coprinopsis,
Flammulina,
Giganopanus,
Gymnopilus, Hypholoma, Inocybe,
Hypslzygus,
Lentinula,
Lentinus, Lenzites, Lepiota, Lepista,
Lyophyllum,
Macrocybe,
Marasmius, Mycena, Ompramotus, Panellus,
Panaeolus,
Sarcomyxa,
Pholiota,
Pleurotus,
Pluteus,
Psathyrella,
Psilocybe,
Schizophyllum, Stropharia, Termitomyces, Tricholoma,
Volvariella, ит.д.; трутовыегрибы (Polyporaceae) Albatrellus,
Antrodia,
Bj erkandera, Bondarzewia, Bridgeoporus, Ceriporia,
Col trlcia,
Coriolus, Daedalea, Dentocorticium, Echinodontium,
Flstulina,
Flavodon,
Fomes,
Fomitopsis,
Ganoderma,
Gloeophyl1um,
Grifola,
Heterobasidion, Inonotus, Irpex,
Laetiporus,
Meripilus,
Oligoporus, Oxyporus, Phaeolus,
Phellinus,
Piptoporus,
ПолирогиБ
Poria, Schizophyllum,
Schizopora,
Trametes, Wolflporia; игольчатыегрибы Hericium,
Sarcodon, Hydnum, Hydnellum etc.; базидиомицеты, такиекак Auricularia, Calvatia, Ceriporiopsis, Coniophora, Cyathus, Lycoperdon, Merulius, Phlebia, Serpula, Sparassis и Stereum; аскомицеты, такиекак Cordyceps, Ophiocordyceps, Morchella, Tuber, Peziza, ит.д.; желейныегрибы, такиекак Tremella; микоризныегрибы, грибы, такиекак Phanerochaete (включаягрибы, такиекакР. chrysosporium нанесовершеннойстадиииР. sordi da).
Подходящие виды и роды грибов включают, только в качестве неограничивающего примера:
Agaricus augustus, А.
blazei, A. brasiliensis, A. brunnescens, A. campestris, А. lilaceps, A. placomyces, A. subrufescens и A. sylvicola, Acaulospora delicata; Agrocybe aegerita, A. praecox и A. arvalis; Albatrellus hirtus и A. syringae; Alpova pachyploeus; Amanita muscaria; Antrodia carbonica, A. cinnamomea и A. radiculosa; Armillaria bulbosaЛ A. gallica, A. matsutake, A. mellea и A. ponderosa; Astraeus hygrometricus; Athelia neuhoffii; Auricularia auricula и A. polytricha; Bj erkandera adusta иВ. adusta; Boletinellus merulioides; Boletus punctipes; Bondarzewia berkeleyi; Bridgeoporus nobilissimus; Calvatia gigantea; Cenococcum geophilum; Ceriporia purpurea; Ceriporiopsis subvermispora; Clitocybe odora, Collybia albuminosa и C. tuberosa; Coltricia perennis; Coniophora puteana; Coprinus comatus, C. niveus инавозниксерый; Cordyceps bassiana, C. variabilis, C. facis, C. subsessilis, C. myrmecophila, C. sphecocephala, C. entomorrhiza, C. gracilis, C. militaris, C. washingtonensis, C. melolanthae, C. ravenelii, C. unilateralism C. clavulata и C. sinensis; Cyathus stercoreus; Daedalea guercina; Dentocorticium sulphurellum;
|
|
|
Echinodontium tinctorium; Fistulina hepatica; Flammulina velutipes и F. populicola; Flavodon flavus; Fomes fomentarius, F. lignosus; Fomitopsis officinalis, Fomitopsi s сапа, F.
- 16 032759 subtropica и F. pinicola; G. resinaceum, annularis, G. australe, G. atrum, G. brownii, G. collosum, G. sinensis, G.
lingzhi, G. curtisii, G. japonicum, G. lucidum, G. lucidum var. resinaceum, G. neo-japonicum, G. oregonense, G. sinense, G. tornatum и G. tsugae; Gigaspora gigantia, G. gilmorei, G. heterogama, G. margarita; Gliocladium virens; Gloeophyllum
saeparium; Glomus aggregatum, G. caledonius, G. clarus, G. fasciculatum, G. fasiculatus, G. lamellosum, G. macrocarpum и G. mosseae; Grifola frondosa; Gymnopus dryophilus, Gymnopus peronatus, Hebeloma anthracophilum и H. crustulinlforme; Hericium abietis, H. coralloides, H. erinaceus и H. capnoides; Heterobasidion annosum; Hypholoma capnoides и H. sublateritium; Hypsizygus ulmarius и H. tessulatus (=H. marmoreus); Inonotus hispidus и I. obliquus; Irpex lacteus; Lactarius deliciosus; Laetiporus sulphureus (=Polyporus sulphureus), L. conifercola, L. cinncinatus; Lentinula edodes; Lentinus lepideus, L. giganteus, L. ponderosa, L. squarrosulus и L. tigrinus; Lentinula species; Lenzites betulina; Lepiota rachodes и L. procera; Lepista nuda (=Clitocybe nuda); Lycoperdon lilacinum и
L. perlatum; Lyophyllum decastes; Macrocybe crassa; Marasmius oreades; Meripilus giganteus; Merulius incarnatus,
M.
incrassata и M. tremellosus; Morchella angusticeps,
M.
crassipes и
M. esculenta; Mycena citricolor,
M. alcalina и
M.
chlorophos;
Omphalotus olearius; Panellus stypticus,
P.
serotinus;
Paxillus involutus; Phaeolus schweinitzii; Phellinus igniarius,
P. pini, P. linteus и P. weirii; Pholiota nameko, P.
squarrosa,
Piloderma bicolor; Piptoporus betulinus; Pisolithus tinctorius; Pleurotus citrinopileatus (=P. cornucopiae var.
citrinopileatus), P. cystidiosus, (=P. abalonus, P. smithii),
P.
djamor (=P. flabellatus,
P.
salmoneo-stramineus), P.
dryinus, P. eryngii, P. lignatils,
P. euosmus,
P. nebrodensis,
P. ostreatus, P. pulmonarius (=P. sajor-caju) и
Pluteus cervinus; Polyporus indigenus, P.
P. tuberregium;
saporema, P.
squamosus, P. tuberaster и P. umbellatus (=Grifola umbellata);
Psathyrella hydrophila, Psilocybe allenii, aztecorum,
P.
azurescens,
P.
baeocystis, P. bohemica,
P.
caerulescens,
P.
coprophila,
P.
cubensis
P. cyanescens
P.
hoogshagenii,
P.
mexicana,
P.
ovoideocystidiata
P.
pelliculosa
P.
semilanceata, P.
serbica, P. subaeruginosa, P. tampanensis и
P.
weilii; Rhizopogon nigrescens
R. roseolus и R. tenuis (=Glomus tenuis);
Schizophyl1 urn commune;
Schizopora paradoxa;
Sclerocytis sisuosa; Serpula lacrymans и
S.
himantioides;
Scleroderma albidum
S.
aurantium и
S.
polyrhizum;
Scutellospora calospora;
Sparassis crispa
S.
herbstii;
Stereum complicatum и
S.
ostrea; Stropharia ambigua,
S.
aeruginosa,
S.
cyanea
S.
albocyanea,
S.
caerulea
S.
- 17 032759
Trametes elegans, Trametes
gibbosa
osa
semiglobata, S. semigloboid.es, и S. rugoso-annulata; Suillus cothurnatus; Talaromyces flavus; Termitomyces robustus;
fuciformis и T.
harmatum; Tricholoma (Matsutake); Tremella aurantia, T.
giganteum и T.
viride, T.
Trichoderma magnivelare mesen
vacea и многочисленные другие полезные грибы.
Предпочтительные штаммы, которые продемонстрировали исключительные характеристики, пригодные для применения настоящего изобретения на практике, включают в качестве неограничивающего примера Fomes fomentarius (NY state), Ganoderma applanatum (штамм Duckabush), Fomitopsis officinalis (штаммы I, VI, X), Fomitopsis pinicola (штамм I), Ganoderma oregonense (Meadow Lake), Heterobasidion annosum (Dosewalips), Pleurotus ostreatus (штаммы PW-OST, Nisqually), Psilocybe azurescens (штамм Stamets), Stropharia rugoso-annulata (штамм F), Trametes versicolor (Kamilche Point) и Inonotus obliquus (Stamets NY).
Дополнительные подходящие роды и виды грибов могут быть найдены в стандартных руководствах по микологии, таких как Mushrooms Demystified (1979, 1986), David Arora, The Audubon Society Field Guide to North American Mushrooms (1981, 1995), Gary Lincoff и Psilocybin Mushrooms of the World (1996), Paul Stamets. Непрерывно обновляемые перечни подходящих видов на основе последних анализов ДНК могут быть найдены в интернет-проектах Tree of Life и Encyclopedia of Life (EOL).
Экстракты мицелия Fomitopsis officinalis, в частности Inonotus obliquus, Fomes fomentarius, Ganoderma resinaceum, и других видов Polyporaceae, как правило, снижают патогенность вирусов для пчел посредством прямого снижения популяций вирусных частиц, также укрепляя иммунную систему пчел, таким образом, ограничивая их вирулентность и передаваемость. Более того, пчелам полезна комбинация смеси противовирусных компонентов, продуцируемых мицелием, с противомикробными свойствами кумаринов и других соединений, продуцируемых мицелием Fomitopsis officinalis. Внеклеточные экссудаты, секретируемые мицелием полезных грибов, описанных в настоящем описании, имеют комбинацию этих компонентов, но сбалансированы так, чтобы они имели суммарную пользу привлечения пчел, чтобы происходило их укрепление усиливающими иммунитет и питательно полезными компонентами. Этот многогранный эффект приводит к укреплению иммунной системы пчел и их колоний, делая их менее подверженными вирусным, бактериальным, обусловленным простейшими и грибным смягченным забо леваниям.
Автор настоящего изобретения обнаружил, что виды Ganoderma, Fomes, Fomitopsis, Fomitoporia, Antrodia, Inonotus, Irpex, Lenzites, Phellinus, Sparassis, Hypholoma, Pleurotus, Schizophyllum и Stropharia демонстрируют выраженные противогрибные свойства, и ожидает, что они также будут полезными для борьбы с грибными патогенами, поражающими пчел, включая, но не ограничиваясь ими, виды Nosema и другие патогенные микроспоридии, аскосфероз и каменный расплод.
Первым открытым противовирусным соединением из гриба было соединение из трутовика Ice Man Fomes fomentarius против вируса табачной мозаики, первого открытого вируса и родственного вирусу кольцевой пятнистости табака. Этот трутовый гриб является сапрофитом на березе, буке и других лиственных деревьях умеренных широт. Когда он растет, древесина размягчается, выделяя влагу, привлекающие насекомых запахи, и подслащивается богатыми комплексными полисахаридами, а также белками и другими веществами, продуцируемыми мицелием этого гриба. Этот гриб привлекает жуков, чьи норы впоследствии могут быть оккупированы нативными пчелами. В сущности, это является одним из примеров того, что, как предвидит автор изобретения, будет иметь множество примеров роли, которую трутовики и другие базидиомицеты играют в предоставлении пчелам питательных веществ. Интересно, что Fomes fomentarius является известным эндофитом березовых деревьев, что означает, что они являются частью природной иммунной системы деревьев. Автор изобретения полагает, что многие из этих эндофитных грибов сообщают противовирусные свойства растениям и пчелам, если они встречаются в определенном разбавленном окне концентраций, а также другим насекомым, если они занимаются собирательством или гнездятся в древесине, в которой содержатся эти грибы. Однако если они встречаются в их чистой форме, многие из них, в действительности, могут быть токсичными. Именно в этом случае вмешательство человека может помочь развить мост для противовирусной пользы, который в ином случае маловероятно возникнет в природе. Автор изобретения полагает, что взаимосвязанные форматы, при которых биология пчел, грибов и разлагающихся деревьев и растений пересекается, станет плодотворной областью научного поиска для оказания помощи экосистемам и их развития, которое происходило бы десятилетиями.
Агрессивные, вызывающие гниение древесины грибы, приведенные в настоящей заявке, конкурируют с многими другими грибами за достижение их доминирования в экологических нишах. Виды трутовых грибов, в частности виды Antrodia, Fomes, Fomitopsis, Ganoderma, Grifola, Heterobasidion, Inonotus,
- 18 032759
Stereum и Trametes, обладают противогрибными свойствами, присутствующими в экстрактах, которые, как считает автор настоящего изобретения, будут эффективными против Nosema, грибного паразитамикроспоридия, приносящего вред пчелам по всему миру.
Безусловно, медведи являются не единственным путем распространения на деревья Fomitopsis и других грибов, которые могут улучшить здоровье пчел. Любая активность, результатом которой является создание ран в деревьях или обеспечение погибших деревьев, создает потенциальную грибную платформу для пользы пчелам. Применение человеком щепы в качестве декоративной коры или для формирования троп, или в качестве верхнего слоя вокруг декоративных растений также может служить для создания мицелиальной платформы для пользы пчелам. В конечном итоге, это означает, что можно выращивать мицелий этих грибов массово в преспорулирующем или преконидиальном состоянии, создавать мицелиальные посадочные площадки для пчел или получать экстракты, и посредством этого создавать новое поколение аттрактантов для пчел и питательные вещества, скорректированные соответствующим образом.
С учетом этой гипотезы автор настоящего изобретения предвидит применение широкого набора базидиомицет, разлагающих древесину грибов, для разработки грибной биозащиты, биозащиты пчел, для защиты от стрессовых факторов, ведущих к синдрому краха колонии.
Более того, антибиотический эффект этих экстрактов на паразитов пчел, относящихся к микроспоридиям, в частности Nosema apis, являющихся причиной Nosema, которые недавно были переклассифицированы в простой гриб, окажется полезным сопутствующим фактором.
Другим преимуществом настоящего изобретения являются противовирусные, антибактериальные и противогрибные свойства мицелия широкого диапазона. Многие из фракций экстрактов мицелия, полученных автором изобретения, демонстрируют противовирусную активность, даже когда путь биологически направляемого фракцонирования обеспечивал антибактериальные свойства. Часто полагают, что противомикробные средства являются специфичными к типам микробов (существует некоторый перекрест между антибактериальными и антипаразитарными средствами, и в настоящее время может существовать даже по меньшей мере один класс как с антибактериальной, так и противогрибной активностью), однако, учитывая, как трудно достигнуть протвовирусной специфичности отдельно и отсутствие известных общих молекулярных мишеней между бактериями и вирусами, которые также проявляют какуюлибо степень специфичности в отношении хозяина, широкая противомикробная активность является редкой. Без связи с какой-либо теорией автор изобретения полагает, что экстракты действуют в качестве иммуностимуляторов, усилителей иммунной системы и иммунорегуляторов с противовирусными, антибактериальными и противогрибными эффектами.
Предполагается, что мицелиальные компоненты, описанные выше, и/или другие известные и неизвестные соединения являются антибактериальными и противогрибными, помогая иммунитету, и, таким образом, взаимодействие между пчелами и экстрактами чистого культивируемого мицелия в определенных концентрациях является неожиданным преимуществом настоящего изобретения.
Hyphodermella corrugata, Polyporus umbellatus и Piptoporus betulinus являются видами трутовиков, о которых автору настоящего изобретения из его исследования известно, что они проявляют выраженные антипротозойные свойства. Полагают, что агарициновая кислота является одним из средств, ответственных за антипротозойную активность Piptoporus betulinus. Агарициновая кислота также продуцируется Fomitopsis officinalis и, возможно, другими видами трутовых грибов. Продуцирование акантоцитов в Stropharia rugoso-annulata, о которых известно, что они уничтожают круглых червей, также может обеспечить антипротозойную и акарицидную пользу для пчел. По существу, эти виды и родственные им виды могут быть предпочтительными для исследования в отношении антипротозойной активности и активации антипротозойных генов у пчел.
