Corona: Bienen strecken bei Infizierten die Zunge heraus

Vielleicht steuern wir künftig nicht mehr nur das Corona-Testzentrum an, wenn wir uns auf Covid-19 testen wollen, sondern den nächsten Imker. Denn das Start-up Insectsense und das niederländische Forschungszentrum Wageningen Bioveterinary Research haben Bienen darauf trainiert, ihre Zunge herauszustrecken, wenn sie das Coronavirus riechen. Unterstützt wurde das Team von Wissenschaftlern des Labors für Entomologie der Universität Wageningen und der Université Paul Sabatier in Toulouse.

Tatsächlich besitzen Bienen eine hochempfindliche Zunge, mit der sie unter anderem die Qualität von Nektar testen können. Die Zunge nutzt sie außerdem wie eine Art  Kolben beim Aufsaugen von Flüssigkeiten: Dazu formt sie zwei Kauladen um die Zunge herum zu einer Röhre – alles zusammen wird dann eine Art Rüssel. Dieses Spezialwerkzeug der Bienen machen sich die Forschenden zunutze: Denn das Coronavirus verursacht, wie andere Krankheiten auch, Stoffwechselveränderungen im Körper, die wiederum einen bestimmten Geruch erzeugen. Laut dem Forschungsteam können Bienen innerhalb von Minuten darauf trainiert werden, den Geruch Proben zu erkennen, die das Coronavirus enthalten.

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Corona: Bienen erkennen Infizierte mit ihrer Zunge

Das Riech- und Schmeckorgan von Bienen ist extrem sensibel. Die können damit flüchtige Stoffe mit einer Empfindlichkeit von wenigen Teilen pro Billion erkennen. So sind sie zum Beispiel in der Lage, eine Blume in mehreren Kilometern Entfernung zu riechen. Um die Bienen darauf zu trainieren, mit Sars-CoV-2 infizierte Proben zu erkennen, konditionierten die Forscher sie mit der Pawlow-Methode. Immer wenn die Bienen dem Duft einer infizierten Probe ausgesetzt waren, erhielten sie Zuckerwasser als Belohnung.

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Die Bienen streckten daraufhin ihre Zungen aus, um die Zuckerwasserlösung aufnehmen zu können. Durch mehrmaliges Wiederholen dieser Aktion assoziierten die Bienen die Zuckerbelohnung mit dem Duft als Stimulus, heißt es bei Insectsense. Bald streckten die konditionierten Bienen ihre Zunge schon dann aus, wenn sie dem Corona-Duft ausgesetzt waren – auch völlig ohne Belohnung. Eine trainierte Biene könne eine infizierte Probe bereits innerhalb weniger Sekunden identifizieren.

Corona-Diagnose mithilfe einer Trainingsmaschine

Die Experimente wurden mit mehr als 150 Bienen im Biosicherheitslabor von Wageningen Bioveterinary Research durchgeführt. Dabei waren die Bienen Proben von gesunden und mit Corona infizierten Nerzen ausgesetzt. Bei den Tests mit den Nerz-Proben zeigten demnach mehrere Bienen sehr gute Ergebnisse. Sie waren in der Lage, die infizierten Proben und die von gesunden Tieren mit einer sehr geringen Anzahl von falsch-positiven und falsch-negativen zu unterscheiden. Ähnlich gute Ergebnisse seien in späteren Experimenten auch mit menschlichen Proben erzielt worden.

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Im nächsten Schritt will das Team an der Skalierbarkeit ihres Ansatzes arbeiten. Das Ziel: Bienen sollen künftig mithilfe einer Maschine schnell trainiert werden können, Menschen, die mit Corona infiziert sind, erkennen zu können. Das Start-up Insectcense hat dazu Prototypen entwickelt: Die Maschinen können automatisch mehrere Bienen gleichzeitig trainieren. Ein Biosensor soll die trainierten Bienen dann zur Diagnose einsetzen. „BeeSense“ nennt das Unternehmen seine Technologie, die zum Beispiel ein effektives Diagnosesystem für einkommensschwache Länder sein kann, die nicht so leicht Zugang zu Infrastruktur und High-Tech-Medizin haben.

Insektengene auf Biochip

Das Start-up arbeitet außerdem zusammen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschafltern der Wageningen University & Research an einem Biochip, bei dem Insektengene verwendet werden. Diese dienen dazu, flüchtige Substanzen genau erkennen zu können.