Research

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 219.160 EUR

Project Details:
Während für die Haltung säugender Sauen in der ökologischen Tierhaltung freiere Hal-tungssysteme bereits etabliert sind, findet gegenwärtig auch ein Umdenken auf breiterer Basis statt. Es ist zu erwarten, dass in Zukunft im Abferkelbereich eine dauerhafte Fixierung der Sau nicht mehr zulässig sein wird. Allerdings stellt die Umsetzung der Haltung in Freilaufbuchten nicht nur die Tierhalter, sondern auch die Tiere vor neue Herausforderungen. Um in diesem System optimale Gesundheit und Tierwohl bei guten Leistungen zu erfahren, müssen Sauen Eigenschaften besitzen, die bisher in keinem Zuchtprogramm berücksichtigt werden. Die Charakterisierung dieser funktionalen Merkmale und eine mögliche Integration in Zuchtprogramme als Beitrag zur nachhaltigen Tierzucht sind das Ziel dieses Forschungsvorhabens. Hierbei werden Merkmale aus den Bereichen Verhalten, Tiergesundheit und physisches Wohlergehen charakterisiert, erfasst und im Idealfall in das Zuchtprogramm integriert.

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN).

Results:

https://orgprints.org/37056/

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bonn, 205.150 EUR

Project Details:
Bats are considered a major host reservoir for different virus families, including paramyxoviruses. Highly pathogenic paramyxoviruses are the henipaviruses Nipah virus (NiV) and Hendra virus. Their natural reservoir are bats of the family Pteropodidae that are prevalent in Southeast Asia. Genomic henipavirus RNA has recently been detected in bat of the species Eidolon helvum. Though infectious henipaviruses have so far not been isolated from African bats, humans that have contact to African bats have been shown to be seropositive for antigen from Asian henipaviruses. To estimate the zoonotic risk of virus transmission from bats to human, it is necessary to isolate infectious virus and analyze the replication. To understand the host specificity and cell tropism of these viruses it is essential to analyze the biological activities of the viral surface glycoproteins that mediate attachment to the cell surface and entry into cells by a fusion event between the viral and the cellular membrane.
Aim of the project is to characterize the surface proteins G and F of the African henipavirus M74. In preliminary work it has been shown that the proteins are less efficient in is to elucidate the interactions between influenza viruses and streptococci during co-infections of porcine airway epithelial cells. This a very focussed project, and thus, we will analyze only how the bacterial pathogen affects the virus infection. As the capsular polysaccharide of S. suis contains 2,6-linked sialic acid, SIV can bind to S. suis via the sialic acid-binding activity of the viral surface protein, haemagglutinin. We will determine the variations in these interactions by comparing different strains and variants of the two agents. Furthermore, it will be analyzed under which conditions and to what extent, the SIV-infection is affected by the SIV-S. suis interaction. This will be investigated not only with immortalized porcine tracheal cells but also with the actual target cells of the two pathogens, i.e. with differentiated airway epithelial cells. The latter will be cultivated as precision-cut lung slices or as air-liquid-interface cultures. In this way, the cells are accessible for reagents to elucidate molecular mechanisms such as the importance of sialic acid by pretreatment with neuraminidase. Apart from the capsular sialic acid, it will also be analyzed whether proteases of S. suis affect the course of the influenza virus infection by enhancing the proteolytic activation of the haemagglutinin which is a prerequisite of the viral fusion activity.

The expected results will increase our understanding how S. suis affects in a co-infection scenario the SIV infection in the porcine respiratory tract. Based on this knowledge it will be possible to investigate in a follow-up project the indirect effects of one pathogen on the other, e.g. by inducing cytokine reactions in epithelial cells or immune cells like macrophages.

Funding: DFG, 150.000 EUR

Project Details:
Ziel des Projektes ist die Entwicklung der Komponenten und der Nachweis der Funktionsweise einer Implantat-dirigierten Anlieferung von Wirkstoffen auf der Basis magnetischer Prinzipien. Auf diesem Wege soll eine neuartige Möglichkeit etabliert werden, spezifische Wirkstoffe mittels magnetischer Nanopartikel bedarfsabhängig zu einem frei wählbaren Zeitpunkt an magnetisierbaren Implantaten zu akkumulieren und somit die Wirksamkeit bei reduzierter Patientenbelastung zu erhöhen. Die Vision des Projektes ist der Einsatz dieser Technik für verschiedene Implantattypen, die gezielt magnetisiert werden, um temporär Wirkstoffe an den Zielort zu verbringen. Damit sollen die Wirksamkeit der Substanzen erhöht, systemische Nebenwirkungen verhindert und die Anzahl von Implantatrevisionen minimiert werden.

Results:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32861030/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30482189/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31941495/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24112871/

Cooperation Partners:

Prof. P. Behrens (Leibniz-Universität Hannover)

Dr. J. Reifenrath (Medizinische Hochschule Hannover)

Funding: Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 39.900 EUR

Project Details:
Der Seehund ist die häufigste heimische Robbenart im schleswig-holsteinischen Wattenmeer. Die Seehundbestände wurden in den Jahren 1988/89 und 2002 durch eine Staupeepidemie und im Jahr 2014 durch eine Influenzaepidemie stark dezimiert. Viele sensible Parameter, die zur Beurteilung des Zustandes der Seehundpopulation im Nationalparkwattenmeer wichtig sind, können am toten Tier nicht mehr beurteilt werden. Hierzu gehören beispielsweise Blutuntersuchungen sowie immunologische und enzymatische Untersuchungen. Daher wurde initiiert neben den toten Seehunden auch die lebenden Tiere auf den Seehundbänken zu untersuchen.
Im Rahmen des Robben-Lebendmonitoring werden Seehunde im schleswig-holsteinischen Wattenmeer mit Netzen gefangen. Neben Mitarbeitern der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover wird diese Aktion mit Hilfe von Mitarbeitern des Landesamtes für Küsten- und Naturschutz, der Seehundjäger und weiteren Helfern durchgeführt. Die Seehunde werden vermessen und gewogen. Es werden Blut-, Haar- und Kotproben sowie Tupfer zur Bakteriologie entnommen. Aufgrund der Proben werden Blutbilder erstellt, blutchemische, zytologische, mikrobiologische, virologische und serologische Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit dem Research Center for Emerging and Infectious Diseases und dem Institut für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover sowie dem Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Justus-Liebig-Universität Gießen durchgeführt. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen werden im Rahmen von anderen Forschungsprojekten und Doktorarbeiten Robben auch mit Telemetriegeräten ausgestattet und auditorisch evozierte Potentiale aufgezeichnet.

Results:

Every year, the two harbour seal catches take place on the Lorenzensplate. These catches are financed by the Schleswig-Holstein State Agency for Coastal Protection, National Park and Marine Conservation (LKN) to determine the health status of the living seals in Schleswig-Holstein. Essentially, blood samples are taken from the extradural intravertebral venous sinus in order to subsequently establish the blood count and blood chemistry profile for each animal sampled, and the blood samples are also serologically tested for distemper and influenza antibodies (influenza additionally with nasal/mouth swabs) using virus neutralisation tests. In addition, the animals are tested for antibodies against brucella, glanders bacteria and leptospiral serovars.

The blood values of the animals have not shown any serious abnormalities in recent years and allow the conclusion that the population is healthy.

Some animals still show antibodies against PDV, but these are no longer in the protective range. Although all animals are mostly negative for distemper externally and after examination by PCR, these results and those of the last few years indicate that the population has hardly any protective antibody titres left and is therefore susceptible to this disease in the event of a renewed distemper outbreak. The most recent serological examinations of the harbour seals showed that, in addition, a few sampled animals have antibodies against influenza and that, in addition, most sampled animals show antibodies against phocine herpesviruses. This confirms once more that the herpes virus is widespread in the harbour seal population in the field, but that no diseases occur.

Of the animals examined, some seals currently show antibodies against glanders and brucellosis, but all are mostly negative for leptospirosis.

The high seal populations, especially in the North Sea, and the low number of protective antibody titres against canine distemper virus and influenza virus show that annual surveys are important to monitor the health status of the population in order to be prepared in case of a mass mortality occurring and to be able to take protective measures for animals and humans if necessary.

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 153.474 EUR

Project Details:
Das Tierwohl in der Nutztierhaltung ist einer der wichtigsten Qualitätsindikatoren für viele Verbraucher und von stark wachsender gesellschaftlicher Relevanz. Dabei lässt sich das Tierwohl messtechnisch nur schwer erfassen. Ein wichtiger Indikator für das Tierwohl in der Rinderhaltung ist die Erkennung von Lahmheiten, welche durch Erkrankungen der Klauen und Gliedmaßen entstehen. Ziel dieses Projekts ist es daher, ein System zur automatisierten Frühdiagnostik von Klauenerkrankungen von Rindern zu entwickeln. Der modulare Aufbau des geplanten Systems, welches aus einer Messplattform und einer Auswertungseinheit besteht, ermöglicht eine Anpassung an alle praxisrelevanten Haltungsformen. So sollen sowohl mobile Teststände mit daran angekoppelten Handgeräten oder Smartphone Apps für flexible Messungen, als auch ein Festeinbau in marktübliche Ställe umgesetzt werden. Die von den Systemen erfassten Geräusche sollen direkt über eine eigene Analysesoftware für den Landwirt aufbereitet und Managementoptionen angeboten werden.
Gefördert durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Results:

https://www.mdpi.com/2076-2615/9/3/78

Cooperation Partners:

Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik

Hölschner+Leuschner GmbH&Co.KG

Funding: BfN über Con Terra GmbH, 121.428 EUR

Project Details:
The Federal Agency for Nature Conservation (BfN) is the responsible nature conservation authority in the German exclusive economic zone (AWZ) as federal authority in the Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety´s area of operations. The BfN is obliged to conduct monitoring programs for the Birds Directive (VRL), Habitats Directive (FFH-RL) and the Marine Strategy Framework Directive (MSRL) within the framework of the executive orders in the AWZ. Investigations are executed with standardised ship- and aircraft-based surveys for example for seabirds, marine mammals, fishes, biotopes and benthos. Furthermore, extensive planar mappings of marine biotopes and habitat types are conducted on behalf of the BfN. Technical-electronic support tools for data evaluation, keeping and supply have to be created and tended for data accumulating in the context of monitoring and mappings. The ITAW as subcontractor of Con Terra GmbH with its present expertise in the subarea of marine mammal monitoring shall establish and advance the system existing within the BfN for data keeping and utilisation. Afterwards, it is planned to integrate not yet assessed data from investigations by the BfN, research and development projects as well as environmental impact assessments (UVP interference regulations) into the conjointly configured and developed database structure and coordinate the access modalities for the end-user.

Results:

Within the project "BfN database" different work packages were processed.

In the first work package, the focus was on the creation of a recognition key for the classification of seabirds and marine mammals based on aerial photographs. The German Federal Agency for Nature Conservation (BfN) conducts observer-based flights as part of its national monitoring program for marine vertebrates. Due to technical developments, there are now alternative survey methods, e.g. digital, camera-based surveys using aircraft. These camera-based surveys were established as a standard in 2013 as part of the update of the Federal Maritime and Hydrographic Agency's (BSH) Standard Survey Concept (StUK) for investigating the impacts of offshore wind turbines on seabirds and marine mammals (i.e., environmental impact assessments). This digital survey method could also be used as part of BfN's national monitoring in the future. Therefore, to better standardize the identification of seabirds and marine mammals, a recognition key was developed. This describes the most common species and lists characteristic features that should help with identification. In addition, a selection of reference images from different digital surveys was made, based on which these characteristics can be recognized particularly well. Furthermore, different approaches for quality control and quality assurance of the image material and the resulting result data were presented.

In the second work package, a draft Standard Operating Procedure ("SOP") for digital camera-based surveys was prepared. This SOP is intended to provide standardized instructions for data collection during digital surveys. In addition, three existing SOPs for conducting airborne marine mammal mapping and the use of porpoise click detectors were revised.

 

Coppack T, Töpfer T, Nachtsheim D, Unger B (2019) Recognition key for the classification of seabirds and marine mammals using orthogonal aerial imagery. Concept paper, version 1.2, for the German Federal Agency for Nature Conservation. 110 pp.

Cooperation Partners:

Con Terra GmbH, Generalunternehmer

Dr. Timothy Coppack, Subunternehmer

Funding: ETH Zürich Tierphysiologie Institut für Agrarwissenschaften, vertreten durch Prof. Susanne E. Ulbrich, 42.000 EUR

Project Details:
Das Puerperium ist ein wichtiger Zeitraum im Reproduktionsablauf des Rindes. Eine ungestörte uterine Involution nach der Abkalbung legt den Grundstein für eine erfolgreiche Konzeption. Die Uterusinvolution wird durch zahlreiche physiologische und pathologische Faktoren beeinflusst und unterliegt einer hohen interindividuellen Variabilität. Gerade inflammatorische Erkrankungen des Uterus im Puerperium, wie Metritiden und Endometritiden, können eine verzögerten Uterusinvolution zur Folge haben. Bei diesen Erkrankungen wurde eine erhöhte Expression von proinflammatorischen Zytokinen (Interleukin (IL)-1α und β, IL8 und Tumornekrosefaktor (TNF)-α) im Endometrium nachgewiesen. Auch im peripheren Blut zeigten sich erhöhte Werte von proinflammatorischen Zytokinen bei Tieren mit Endometritis. Die Befunde von Endometriumsproben spiegeln allerdings nur eine Momentaufnahme des Involutionsprozesses wider. Periphere Blutproben können durch Elimination bzw. Herkunft der immunologischen Faktoren aus anderen Körperteilen eine falsche Aussage liefern.
Die Katheterisierung der V. ovarica (Ohtani et al., 1998) ermöglicht es, die aktuelle Ausschüttung von hormonellen und immunologischen Faktoren im Puerperium direkt aus dem Genitalapparat kontinuierlich zu erfassen und so in Relation zur Uterusinvolution zu setzen.
Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob immunologische und endokrine Faktoren für die Variabilität der uterinen Involution post partum verantwortlich sind.

Cooperation Partners:

ETH Zürich

Tierphysiologie

Institut für Agrarwissenschaften,

vertreten durch Prof. Susanne E. Ulbrich

Funding: BMBF (031L0062A), 225.747 EUR

Project Details:
In vivo Tests zur Entwicklungsneurotoxizität (DNT) benötigen eine enorme Zahl an Versuchstieren, während es für Tausende von vermarkteten Chemikalien bis heute keine Information gibt. Bisherige in vitro Methoden erfassen nur einfach messbare toxikologische Endpunkte, wie Zellviabilität, Zellproliferation und neurochemische Zelldifferenzierung.
Das Ziel ist die Entwicklung eines in situ Testsystem auf Basis eines intakten Heuschreckenembryos zur 3D Erfassung der Störung der axonalen Wegfindung von Pionieraxonen in Körperextremitäten nach Chemikalienexposition (Seidel und Bicker, 2000, Development 127:4541-4549; Eickhoff et al., 2012 PLoS One 7 e41236). Da molekulare und zelluläre Mechanismen der Wachstumskegelnavigation zwischen Evertebraten und Vertebraten konserviert sind, erlaubt die Sensitivität des Assays zuverlässige Aussagen über die DNT beim Menschen. Der Assay wird komplementär zu anderen Testverfahren angelegt und soll ein Spektrum von Endpunkten zur positiven Identifikation von DNT verdächtigen Substanzen liefern. Nach Projektende soll das Testsystem für Routineanwendungen in der Grundlagenforschung zur Verfügung stehen.

Results:

Publications:

 

Bicker G (2022) Looking at Developmental Neurotoxicity Testing from the Perspective of an Invertebrate Embryo. Int J Mol Sci 23(3):1871. doi: 10.3390/ijms23031871.

 

 

Bode K, Bohn M, Reitmeier J, Betker P, Stern M, Bicker G (2020) A locust embryo as predictive developmental neurotoxicity testing system for pioneer axon pathway formation. Arch Toxicol. 94:4099-4113. https://doi.org/10.1007/s00204-020-02929-6

 

Bode K, Nolte L, Kamin H, Desens M, Ulmann A, Bergmann GA, Betker P, Reitmeier J, Ripken T, Stern M, Meyer H, Bicker G. (2020) Scanning laser optical tomography resolves developmental neurotoxic effects on pioneer neurons. Sci. Rep. 10:2641. https://doi.org/10.1038/s41598-020-59562-7

 

Bergmann GA, Frömbling S, Joseph N, Bode K, Bicker G, Stern M (2019) An intact insect embryo for developmental neurotoxicity testing of directed axonal elongation. ALTEX 36(4):643-649. https://doi.org/10.14573/altex.1901292

Cooperation Partners:

Dr. ing. Heiko Meyer, LZH Hannover

Funding: DFG, 205.150 EUR

Project Details:
Tick-borne encephalitis virus (TBEV) is an emerging vector-borne pathogen in Europe, transmitted by Ixodes ticks and maintained in rodent reservoirs. There is a remarkable interruption in TBEV geographical distribution spanning across Eurasia to Western Europe. A postulated ‘demarcation line’ appears to separate areas unaffected by TBEV in the western part of Germany and in The Netherlands from endemic areas in the extensive geographical area of Eurasia east of this line.

Funding: Promotionsstipendium der Konrad-Adenauer-Stiftung, 48.600 EUR

Project Details:
Dem Prozess der Epilepsieentstehung geht häufig ein initialer Hirninsult voraus. In der darauffolgenden anfallsfreien Latenzphase können unter anderem inflammatorische Prozesse, eine erhöhte Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke, Neurodegeneration, sowie glukometabolische Abweichungen beobachtet werden. Diese Veränderungen könnne mithilfe nicht-invasiver bildgebender Verfahren sichtbar gemacht werden. In diesem Projekt werden sie unter Nutzung eines Rattenmodells, in dem nach einem identischen epileptogenen Hirninsult Ratten mit und ohne Epilepsieentwicklung verglichen werden können, auf ihre Eignung als prädiktive Biomarker für ein erhöhtes Epileptogeneserisiko evaluiert. Zudem wird die Auswirkung einer neuen Kombinationstherapie zur Epilepsieprävention mithilfe der bildgebenden Verfahren im Hinblick auf den Behandlungserfolg evaluiert.

Cooperation Partners:

J. Bankstahl, PhD, Präklinische Molekulare Bildgebung, Klinik für Nuklearmedizin, MHH; Dr. M. Meier, Kleintier-MRT, Zentrales Tierlabor, MHH; Prof. Dr. W. Härtig, Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung, Universität Leipzig