Bienen und Garnelen werden geimpft: Warum Forscher jetzt ein jahrzehntealtes Dogma kippen

Impfungen kennt man von Kindern, Katzen, Kühen und anderen Wirbeltieren. Dass nun auch Honigbienen und Garnelen geimpft werden, klingt zunächst nach einer Kuriosität – tatsächlich markiert es aber einen bemerkenswerten Wandel in der Immunologie. Denn was bisher als biologisch nahezu unmöglich galt, ist inzwischen praktische Realität: Wirbellose Tiere lassen sich offenbar sehr wohl gegen Krankheiten immunisieren, wenn auch auf völlig anderem Weg als Menschen oder Wirbeltiere. Erster Bienen-Impfstoff bereits 2023 in den USA zugelassen Der erste Impfstoff für Honigbienen erhielt bereits 2023 in den USA eine bedingte Zulassung durch das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) und wird inzwischen auf Betrieben in den Vereinigten Staaten und Kanada eingesetzt. Erste Erfahrungswerte aus der Praxis zeigen dabei, dass die Methode grundsätzlich funktioniert – auch wenn belastbare Langzeitdaten noch fehlen. Bienen sterben auf der Suche nach Wasser: Diese Schale auf dem Balkon rettet ihnen das Leben Auf dem World Vaccine Congress in Washington stellte dasselbe Unternehmen im Frühjahr zudem erste Laborergebnisse zu einem potenziellen Garnelen-Impfstoff vor und machte damit deutlich, dass es sich nicht um einen Einzelfall handelt, sondern um den Beginn eines neuen Forschungsfeldes. Ein biologisches Rätsel: Immunität ohne Antikörper Bemerkenswert ist der Vorgang vor allem deshalb, weil Wirbellose eigentlich nicht über jene Immunmaschinerie verfügen, die Impfungen normalerweise ansprechen. Menschen, Hunde oder Fische besitzen ein sogenanntes adaptives Immunsystem mit B- und T-Lymphozyten, das nach Kontakt mit einem Erreger passgenaue Antikörper bildet und diesen dauerhaft „erinnert“. Genau dieses Gedächtnis ist die Grundlage jeder klassischen Impfung: Der Körper lernt einen Erreger kennen und kann ihn beim nächsten Kontakt schnell und gezielt bekämpfen. Insekten und Krebstiere haben nichts dergleichen. Ihr angeborenes Immunsystem reagiert unspezifisch auf breite Merkmale von Krankheitserregern – ohne Gedächtnis im klassischen Sinne. Lange galt es deshalb als ausgeschlossen, Wirbellose überhaupt impfen zu können. Dieses Dogma ist in den vergangenen zwei Jahrzehnten allerdings ins Wanken geraten. Bedrohte Bestäuber: Warum Wildbienen ausgerechnet von Berlin profitieren Forscher haben immer mehr Belege dafür gefunden, dass auch das angeborene Immunsystem eine Art Gedächtnis besitzt. Man spricht von „innate immune memory“ oder „immune priming“: Nach einem ersten Kontakt mit einem Erreger reagiert das System beim zweiten Mal schneller und stärker – selbst wenn keine Antikörper im Spiel sind. Transgenerationale Immunprägung: Wenn Mütter Immunität vererben Besonders spannend ist ein Phänomen, das als transgenerationale Immunprägung (Transgenerational Immune Priming, TGIP) bezeichnet wird. Dabei geben vor allem Muttertiere Bestandteile ihrer Immunabwehr an die nächste Generation weiter – ein Prinzip, das die bisherigen Vorstellungen von Vererbung und Immunität grundlegend erweitert. Welche Mechanismen dabei genau greifen, ist noch Gegenstand intensiver Forschung. Diskutiert werden unter anderem die Übertragung von Erregerbestandteilen in die Eier über das Dotterprotein Vitellogenin, epigenetische Veränderungen wie DNA-Methylierung sowie Modifikationen der Histone – also Anpassungen, die die Genaktivität steuern, ohne die DNA-Sequenz selbst zu verändern. Vermutlich wirken mehrere dieser Mechanismen zusammen und ergänzen sich, sodass die Nachkommen mit einer besseren Ausgangslage gegenüber typischen Erregern zur Welt kommen. Wie die Bienenkönigin ihre Nachkommen schützt Der zugelassene Bienen-Impfstoff richtet sich gegen die Amerikanische Faulbrut, ausgelöst durch das Bakterium Paenibacillus larvae. Die Krankheit gehört zu den gefürchtetsten Bienenseuchen weltweit; befallene Völker müssen in vielen Ländern, auch in Deutschland, gemeldet und die Waben in der Regel vernichtet werden. Für Imker bedeutet ein Ausbruch nicht selten den Verlust ganzer Bestände und wirtschaftlich empfindliche Einbußen. Das Präparat enthält abgetötete Bakterien und wird der Bienenkönigin über eine Futterpaste verabreicht. Bestandteile des Erregers gelangen dann in die Eier – die Larven schlüpfen also mit einer bereits erhöhten Immunbereitschaft und sind so besser gegen den gefährlichen Erreger gewappnet, bevor sie überhaupt in Kontakt mit ihm kommen. Nach Angaben des Herstellers zeigen die geimpften Völker zudem eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen ein Virus, das die Bienen von der Varroa-Milbe übertragen bekommen – ein zusätzlicher potenzieller Nutzen, der die Attraktivität des Impfstoffs erhöhen könnte. Das USDA hat den Impfstoff bislang allerdings nur bedingt zugelassen; weitere Daten zur Wirksamkeit unter Praxisbedingungen stehen noch aus. Milliardenmarkt Garnele – und ein hartnäckiges Krankheitsproblem Wirtschaftlich noch bedeutender ist der zweite Anwendungsfall. Die Garnelenzucht gehört zu den größten Sparten der weltweiten Aquakultur mit einem geschätzten Marktvolumen im zweistelligen Milliardenbereich. Krankheitsverluste werden auf mehrere Milliarden US-Dollar jährlich beziffert und stellen für viele Produzenten in Südostasien und Lateinamerika eine existenzielle Bedrohung dar. Die beiden größten Bedrohungen sind das White Spot Syndrome Virus (WSSV) sowie das Early Mortality Syndrome (EMS/AHPND), das meist durch bestimmte Stämme von Vibrio parahaemolyticus ausgelöst wird und ganze Zuchtbecken innerhalb weniger Tage vernichten kann. Seit über 20 Jahren versuchen Forschungsgruppen weltweit, Impfstoffe für Garnelen zu entwickeln – bislang mit ernüchternden Ergebnissen. Die Schutzwirkung war meist kurz, schwer reproduzierbar und bei Jungtieren gering, weil deren Immunsystem noch nicht ausreichend ausgebildet ist. Der neue Ansatz umgeht dieses Problem elegant, indem nicht die empfindlichen Junggarnelen, sondern die Elterntiere behandelt werden. Diese geben die erhöhte Abwehrbereitschaft an ihre Nachkommen weiter – ein direkter Transfer des TGIP-Konzepts in die kommerzielle Anwendung und damit eine grundlegend neue Strategie im Vergleich zu bisherigen Impfversuchen. Biene zu dick für Blüte: Der Park am Nordbahnhof nutzt keinem was In einer Machbarkeitsstudie im Labor überlebten von den geimpften Nachkommen bei Konfrontation mit V. parahaemolyticus 48 Prozent, in der Vergleichsgruppe nur 27 Prozent. Beim Weißpünktchenvirus stieg die Überlebensrate sogar von null auf 58 Prozent – ein dramatischer Unterschied, der das Potenzial der Methode unterstreicht. Bemerkenswert ist zudem, dass der Schutz offenbar breiter wirkt als bei klassischen Impfstoffen: Auch gegen Erreger, die nicht Bestandteil des Präparats sind, zeigten sich Effekte. Das deutet darauf hin, dass hier weniger eine spezifische Erregererkennung als vielmehr eine generelle Immunstimulation greift. Skepsis in der Fachwelt: Peer-Review und Felddaten fehlen In der Forschungsgemeinde werden die Ergebnisse mit vorsichtigem Optimismus, aber auch mit deutlicher Zurückhaltung aufgenommen. Der Krebstier-Immunologe Arun Dhar von der University of Arizona etwa möchte erst peer-reviewte Publikationen und vor allem Felddaten sehen, bevor er die Technologie abschließend bewertet. Feldversuche in Südostasien, zunächst in Indonesien, sind für die kommenden Monate angekündigt und sollen zeigen, ob die vielversprechenden Laborergebnisse auch unter realen Bedingungen Bestand haben. Auch wissenschaftlich bleiben zentrale Fragen offen: Wie lange hält der Schutz an? Wie spezifisch ist er wirklich? Welche epigenetischen Mechanismen sind ausschlaggebend? Und lässt sich das Verfahren auf andere Nutztierarten übertragen – etwa auf Seidenraupen, die weltweit von Pilzinfektionen bedroht werden? Von den Antworten auf diese Fragen hängt ab, ob aus der Methode ein universelles Werkzeug für die Aquakultur und Insektenzucht werden kann oder ob sie auf wenige Anwendungsfälle beschränkt bleibt. Warum das Thema auch für Deutschland relevant ist Für Verbraucherinnen und Verbraucher in Deutschland hat die Entwicklung gleich mehrere Berührungspunkte. Zum einen ist die Amerikanische Faulbrut auch hierzulande eine anzeigepflichtige Tierseuche, die immer wieder zu Sperrbezirken und wirtschaftlichen Verlusten für Imker führt. Ein wirksamer Schutz könnte langfristig Bienenvölker stabilisieren – mit Folgen für die Bestäubung landwirtschaftlicher Kulturen und damit für die gesamte Lebensmittelproduktion, die in weiten Teilen auf gesunde Bienenpopulationen angewiesen ist. Zum anderen stammt ein Großteil der in Deutschland konsumierten Garnelen aus Aquakulturen in Südostasien und Lateinamerika. Krankheitsausbrüche führen dort regelmäßig zum massiven Einsatz von Antibiotika – mit bekannten Folgen für die Entstehung antibiotikaresistenter Keime, ein Problem, das längst nicht mehr an Ländergrenzen haltmacht und auch in europäischen Krankenhäusern zu einer wachsenden Bedrohung wird. Sollten sich die neuen Immunisierungsverfahren bewähren, könnten sie den Antibiotikaeinsatz in der Aquakultur deutlich reduzieren und damit einen wichtigen Beitrag zur globalen Gesundheitsvorsorge leisten. Ob dies gelingt, hängt allerdings vom Ausgang der Feldstudien und der weiteren Zulassungsverfahren ab. In der EU ist bislang keiner der beiden Impfstoffe zugelassen, was einen praktischen Einsatz auf europäischem Boden vorerst ausschließt. Lesen Sie mehr zum Thema