Plasma não térmico em pressão atmosférica para inativação de Paenibacillus larvae, o agente causador da loque americana em abelhas melíferas (Apis mellifera)

Por que a saúde das abelhas importa para todos nós

As abelhas melíferas fazem bem mais do que produzir mel: elas polinizam muitas das frutas, nozes e hortaliças que chegam aos nossos pratos. Uma das doenças mais devastadoras que ameaça essas abelhas é a loque americana, que mata larvas em desenvolvimento e pode dizimar colmeias inteiras. Como a bactéria responsável por essa doença forma esporos extremamente resistentes, apicultores muitas vezes são obrigados a queimar colmeias infectadas para impedir a disseminação. Este estudo explora uma nova ferramenta sem produtos químicos — o plasma não térmico em pressão atmosférica, às vezes chamado de “plasma frio” — para avaliar se ele pode enfraquecer essa bactéria e ajudar a proteger as colônias.

Uma doença persistente nas colmeias

A loque americana é causada por uma bactéria chamada Paenibacillus larvae. As larvas jovens de abelhas se infectam ao ingerir esporos misturados ao alimento. Uma vez no intestino, os esporos despertam, se multiplicam e eventualmente invadem o corpo da larva, matando‑a. A larva morta seca formando uma escama dura, em forma de corda, repleta de milhões de novos esporos que podem permanecer infecciosos em equipamentos de colmeia por décadas. Os métodos de controle atuais incluem antibióticos e, em muitos lugares, a destruição de colônias inteiras. Antibióticos não matam esporos, podem deixar resíduos no mel e podem favorecer cepas resistentes, por isso há um forte impulso para encontrar alternativas mais seguras e sustentáveis.

O que o plasma frio traz

Plasma às vezes é chamado de quarto estado da matéria — um gás no qual algumas partículas estão carregadas. Neste trabalho, os pesquisadores usaram um pequeno jato que cria plasma a partir de ar ou gás argônio à temperatura ambiente, suficientemente suave para materiais sensíveis ao calor. Esse tipo de plasma é rico em formas altamente reativas de oxigênio e nitrogênio, além de partículas carregadas e um pouco de luz ultravioleta. Em conjunto, esses componentes podem atacar a superfície externa dos micróbios, danificar suas proteínas e material genético e, eventualmente, levá‑los à morte. A equipe primeiro confirmou que seus plasmas de ar e argônio produziam muitas dessas espécies reativas e, em seguida, testou o quão bem eles podiam impedir o crescimento de P. larvae em condições de laboratório controladas.

Submetendo as bactérias ao plasma

Quando P. larvae foi cultivada em placas de ágar e exposta diretamente ao jato de plasma, tanto os tratamentos com ar quanto com argônio abriram zonas claras sem bactérias, mostrando forte supressão do crescimento. O plasma de ar criou as maiores áreas de limpeza, especialmente em tempos de exposição mais longos. Em suspensões líquidas das bactérias, ambos os gases novamente reduziram o número de células viáveis, com exposições mais longas aumentando o efeito; aqui, o plasma de argônio causou a maior queda nos contagens viáveis após dez minutos. Microscopia e testes bioquímicos revelaram o que acontecia às células: bactérias tratadas com plasma liberaram DNA e proteínas, apareceram como “mortas” em uma coloração vivo/morto e mostraram superfícies ásperas, amassadas e colapsadas sob o microscópio eletrônico. Essas alterações indicam danos severos ao envelope bacteriano e ao conteúdo interno.

Testando a abordagem em larvas reais de abelha

Para verificar se esses efeitos de laboratório eram relevantes em um hospedeiro vivo, os cientistas alimentaram larvas de abelhas melíferas criadas em laboratório com alimento contendo bactérias não tratadas ou bactérias previamente expostas ao plasma de ar ou argônio. Larvas que receberam P. larvae não tratada apresentaram as maiores cargas bacterianas, confirmando infecção bem‑sucedida. Aqueles alimentados com bactérias tratadas com plasma de ar não apresentaram P. larvae detectável, e os que receberam bactérias tratadas com argônio tiveram menos bactérias do que os controles totalmente infectados. Apesar dessa redução clara na carga bacteriana, as curvas de sobrevivência ao longo de sete dias foram semelhantes entre todos os grupos, incluindo os controles não infectados. Em outras palavras, nas condições específicas deste experimento, o enfraquecimento das bactérias ainda não se traduziu em uma melhora perceptível na sobrevivência de curto prazo das larvas.

O que isso significa para a proteção futura das colmeias

No geral, o estudo mostra que o plasma frio pode danificar significativamente e reduzir a viabilidade da bactéria que causa a loque americana, tanto em placas quanto em bactérias oferecidas a larvas de abelha. O plasma de ar foi especialmente eficaz em superfícies sólidas, enquanto o plasma de argônio mostrou fortes efeitos em meios líquidos, ressaltando que o tipo de gás e o desenho do tratamento importam. Entretanto, como a sobrevivência larval não melhorou no curto prazo, são necessários refinamentos adicionais — em particular, métodos que inativem de forma confiável os esporos resistentes e reduzam os fatores de virulência bacteriana. Se esses desafios forem superados e dispositivos em escala de campo forem desenvolvidos, o plasma não térmico poderá se tornar uma ferramenta rápida e sem resíduos para desinfecção de equipamentos de colmeia, oferecendo aos apicultores um modo de combater uma doença notória sem depender exclusivamente de antibióticos ou da destruição de colônias.

Citação: Boonmee, T., Sinpoo, C., Nakpla, S. et al. Non-thermal atmospheric pressure plasma inactivation of Paenibacillus larvae, the causative agent of American foulbrood in honeybees (Apis mellifera). Sci Rep 16, 11139 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40749-3

Palavras-chave: doença das abelhas, loque americana, plasma frio, Paenibacillus larvae, saúde das abelhas