Der Erreger Nosema ceranae kommt bei Europäischen Honigbienen Apis mellifera weltweit vor. Er zeigt sich - dort wo zugelassen - zunehmend resistent gegen Behandlungen mit Antibiotika. Es ist bekannt, dass er Nährstoffaufnahme und Immunantwort seines Wirts verändern kann.

N. ceranae findet sich im selben Lebensraum wie das natürliche Mikrobiom bei Honigbienen, dessen Zusammensetzung die Resistenz gegen Krankheitserreger beeinflusst.

Ein Team von Wissenschaftlern testete die Wirkung einer Infektion mit N. ceranae auf das Mikrobiom von Honigbienen, indem es fünf Tage alte erwachsene Honigbienen mit natürlichen, voll entwickelten Mikrobiomen mit lebenden N. ceranae-Sporen (40.000 pro Biene) impfte. Eine Kontrollgruppe erhielt eine Scheinimpfung mit einer sterilen Saccharose-Lösung.

Die Experimente der Studienarbeit wurden an 15 Honigbienenvölkern Apis mellifera ligustica der Biology Field Station der Universität Kalifornien durchgeführt. Bevor Bienen aus den Völkern für die Experimente zum Einsatz kamen, nahmen die Wissenschaftler zufällige Proben von Honigbienen mit Pollen an den Beinen, die zu den Kolonien zurückkehrten, und untersuchten sie auf mögliche Infektionen mit N. ceranae. Bei keiner der beprobten Bienen konnten die Darmsporen nachgewiesen werden.

Die Honigbienen wurden in einer kontrollierten Laborumgebung gehalten, ihre Sterblichkeit über zwölf Tage beobachtet. Im Anschluss wurden die Honigbienen seziert, der Infektionsgrad und dabei die Zahl der Sporen im Darm gemessen und das gesamte Mikrobiom analysiert.

Die Fütterung von Honigbienen mit lebenden N. ceranae-Sporen führte erwartungsgemäß zu einem signifikanten Anstieg der Sporenzahl im Darm und einem Rückgang der Überlebensrate der infizierten Honigbienen. Die Infektionsraten variierten zwischen den Völkern erheblich. Bei 9 % der mit Sporen geimpften Bienen konnten überhaupt keine Sporen nachgewiesen werden.

Die mit N. ceranae-Sporen gefütterten Bienen wiesen nach zwölf Tage eine Sterblichkeitsrate von 43 % und 36,5-mal mehr Sporen pro Biene auf als die Honigbienen der Kontrollgruppe. Die Sterblichkeitsrate der Kontrollbienen betrug 23 %.

Die Honigbienen wiesen subtile Unterschiede in ihrer Mikrobiom-Zusammensetzung auf.
Beispielsweise war Lactobacillus apis häufiger bei infizierten Bienen als bei den Bienen der Kontrollgruppe. L. bombicola und Snodgrasella waren bei infizierten Bienen weniger häufig. 2018 haben Arredondo et al. gezeigt, dass Lactobacillus spp. eine Nosema-Infektion entweder bei alleiniger Verabreichung oder in Verbindung mit Bifidobacterium lindern kann. Ebenso hemmt Snodgrasella eine Nosema-Infektion wie Lang et al. 2023 zeigten.

Mehrere Studien haben eine positive Korrelation zwischen bestimmten Mikrobiom-Bakterien und Bienenkrankheiten nachgewiesen.
Und es gibt auch Hinweise, dass einige Bakterien mit der Widerstandsfähigkeit von Bienen gegen Krankheiten in Verbindung gebracht werden können.

Die Ergebnisse legen nahe, dass Verschiebungen in der Häufigkeit der Kernbakterien der Honigbiene und nicht das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter Bakterien mit der Resistenz und Anfälligkeit der Bienen für unterschiedliche Infektionsgrade mit N. ceranae in Zusammenhang stehen.