Research

Project Details:
Es soll eine Methode entwickelt werden um mit drei Hochfrequenzkameras die Auswirkungen verschiedener Kopf-Hals-Haltungen auf die Kinematik der Hintergliedmaßen des Pferdes analysieren zu können. Dabei wird schwerpunktmäßig die intraindividuelle Reproduzierbarkeit der Daten durch Mehrfachmessungen an einem Probanden, aber auch die individuellen Abweichungen zwischen verschiedenen Pferden bearbeitet werden. Die Ergebnisse sollen Aufschluss geben zu der aktuellen und historischen Frage nach der Interaktion zwischen Kopf-Hals-Haltung und Belastung, bzw. Korrelation der Gelenkwinkel vom Hüft- bis zum Fesselgelenk. Die Untersuchungen werden bei orthopädisch unauffälligen Pferden auf dem Laufband durchgeführt. Kopf, Wirbelsäule und Hinterbeine werden mit passiven Markern versehen, welche durch die Hochfrequenzkameras erfasst, mit einer neuen Computersoftware digitalisiert und dreidimensial bearbeitet werden.

Project Details:
Ein neuartiger Sattelbau soll insbesondere bei Pferden mit einer problematischen Sattellage eine Verbesserung der Sattelpassform erbringen. Neben einer speziellen Aussparung der Polsterung im Bereich der Schulterblätter soll mit Hilfe einer weiteren Einstellung des Kopfeisens eine Druckentlastung und verbesserte Bewegungsfreiheit des Schulterblattknorpels auch bei maximaler Extension der Vordergliedmaße gewährleistet werden.

Zu diesem Zweck wird mittels einer Druckmessung mit einer speziell zu diesem Zweck angefertigten Messmatte direkt auf dem Pferderücken das Druckbild des Sattels erstellt. Mit neuerer Technik soll die Messung direkt per Funkt oder Bluetooth in Echtzeit auf ein Laptop übertragen und zur Auswertung abgespeichert werden. Es werden Pferde unterschiedlichen Exterieurs sowohl für eine Messung im Stand mit und ohne Reiter und in allen drei Grundgangarten, unter anderem auch kinematisch untersucht. Dabei wird der herkömmliche Dressursattel mit dem zu testenden Sattelmodell verglichen. Die Untersuchungen finden zum Teil in der Klinik für Pferde der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und zum Teil auf privaten Anlagen statt.

Project Details:
The unrestricted mobility of the spine is one of the critical prerequisites for efficient locomotion in mammals like the dog. Dysfunctions of the axial system caused by degenerative diseases are often located at specific anatomical regions along the spine. To improve our understanding of the spinal motions in sound dogs, we investigated two breeds differing in body build (Dachshunds and Beagles). Three-dimensional intervertebral motions occurring during walking and trotting were studied using a biplanar highspeed x-ray videosystem. In our approach, we utilized the markerless X-ROMM method. Virtual 3D models of each vertebra were reconstructed based on CT-data and animated by matching them to the x-ray videos. Scientific rotoscoping allows quantitative comparison of lateral, sagittal and axial rotations among individual vertebrae and thereby enables a functional interpretation of the intervertebral movements. This study aims at improving our understanding of the normal spine function and thereby its dysfunctions in orthopedic patients.

Cooperation Partners:

Kooperationspartner: Inst. f. Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie, FSU-Jena, Prof. M.S. Fischer, PD Dr. N. Schilling

Project Details:
Administration of stem cells is a promising novel approach for treatment of neurodegenerative diseases. For in vivo monitoring of transplanted cells, non-invasive imaging modalities could play a significant role for the evaluation of therapeutic approaches. In this project we determined the tracking efficiency of a superparamagnetic iron oxide (SPIO)-labelled canine cell line (MTH53A) in vitro and human CD34+ umbilical cord blood stem cells (hUCBCs) in vitro and in vivo by magnetic resonance imaging (MRI). SPIO-labelled MTH53A cells and hUCBCs were scanned in agar gel phantoms at 1.0 T or 7.0 T for in vitro evaluation of MRI detection limits. For in vivo detection, labelled hUCBCs were injected into the spinal cord of a transgenic amyotrophic lateral sclerosis (ALS) mouse and scanned at 7.0 T. MRI combined with SPIO nanoparticles shows valuable potential for non-invasive, non-toxic in vivo tracking of cells implanted into the spinal cord.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. S. Petri, Klinik für Neurologie, MHH, Hannover

Prof. Dr. R. Hass, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, MHH, Hannover

Dr. M. Meier, Zentrales Tierlabor, MHH Hannover

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Project Details:
Die Forschungsaufgabe des Instituts im Rahmen des RESET-Verbundes ist es, Daten zur Resistenzsituation in Enterobacteriaceae mit Daten des Antibiotikaeinsatzes in landwirtschaftlichen Nutztieren zu verknüpfen. Dazu wurd eine Querschnittsstudie in Schweinen, Rindern und Geflügel in vier Landkreisen Deutschlands durchgeführt. Das Ziel der Querschnittsstudie war es, die Verbreitung und mögliche Risikofaktoren für das Vorkommen von ESBL-produzierenden E. coli in landwirtschaftlichen Nutztieren zu untersuchen. In dieser Untersuchung wurden dazu in den Jahren 2011 und 2012 Betriebe mit Schweine- und Geflügelmast sowie Betriebe mit Milch- und Mastrindern eingeschlossen.
In allen Betrieben wurden zwei unterschiedlich alte und räumlich getrennte Tiergruppen beprobt. Dabei wurden pro Gruppe drei Sammelkotproben, ein Paar Sockentupfer und eine Staubprobe entnommen. Diese wurden kulturell und auf β-Lactam-resistente E. coli untersucht. Die Bakterienspezies wurde mit Hilfe von MALDI TOF bestätigt. Um mögliche Risikofaktoren für das Vorkommen diese Bakterien zu identifizieren, wurde ein standardisierter Fragebogen eingesetzt.

Cooperation Partners:

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit, Erlangen

Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Berlin

Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin

Freie Universität Berlin

Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Project Details:
Im Rahmen des Forschungsverbundes FBI-Zoo werden in diversen Projekten Studien in verschiedenen Populationen entlang der Nahrungskette des Menschen an den vier Durchfallerregern Salmonella spp., Campylobacter spp., Yersinia enterocolitica und Shigatoxin bildenden Escherichia coli durchgeführt.
Gewonnene Erregerstämme werden in den jeweiligen Referenzlaboren typisiert und die Ergebnisse der Basistypisierung jeder positiven Probe, die innerhalb des Verbunds identifiziert wurde, sind in einer zentralen Datenbank für alle Verbundpartner einsehbar.
Pro Genus werden alle hier erfassten Isolate in einer studienübergreifenden Auswertung hinsichtlich des Einflusses von z.B. Herkunft (Mensch, Tier, Lebensmittel) oder Art der Probe (Blutprobe, etc.) auf die Charakteristika des Erregers untersucht. Die Modelle dieser Studie werden mittels nichtparametrischer multivariater Verfahren ausgewertet.

Cooperation Partners:

Freie Universität Berlin

Technische Universität Braunschweig

Ludwig-Maximilians-Universität München

Medizinische Hochschule Hannover

Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Universität Hohenheim

Robert Koch Institut Berlin

Robert Koch Institut Wernigerode

Bundesinstitut für Risikobewertung Berlin

Landesgesundheitsamt Niedersachsen

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 490.000 EUR

Project Details:
Kaum ein anderes Organsystem weist ein so limitiertes Regenerationspotential auf wie das Zentralnervensystem (ZNS), so dass neurodegenerative Erkrankungen zu bleibenden neurologischen Defiziten führen. Das therapeutische Potenzial herkömmlicher Therapien bei degenerativen Erkrankungen des ZNS ist sehr begrenzt. Zwei viel versprechende neue Therapieansätze sind die Zelltransplantation, bei der Nerven- oder Gliazellen bzw. ihre Vorläufer mit dem Ziel einer strukturellen und funktionellen Reorganisation Verwendung finden, sowie die fokale Pharmakotherapie, die insbesondere bei pharmakoresistenten Epilepsien den Vorteil bietet, die Blut-Hirn-Schranke zu umgehen und zudem unerwünschte Nebenwirkungen zu minimieren. Im Rahmen des Teilprojekts sollen zwei Bereiche der Zelltransplantation im Mittelpunkt stehen: (a) die Transplantation kaniner olfaktorischer Hüllzellen bzw. Schwann-Zellen bei traumatischen Rückenmarkserkrankungen und (b) die Transplantation hemmender Neurone oder neuronaler Precursor bei Epilepsien. Für beide Bereiche sollen zunächst Rattenmodelle verwendet werden, um weitere Grundlagen für die klinische Anwendung dieses Therapieansatzes beim Hund zu schaffen. Dabei sollen sowohl die funktionelle Effizienz der Transplantation, das Verhalten der transplantierten Zellen im Wirtsorganismus (Überleben und Integration in bestehende Netzwerke), sowie der Einfluss auf das Wirtsgewebe und dessen Regeneration untersucht werden.
Hinsichtlich der fokalen Pharmakotherapie geht es um die Etablierung geeigneter Zielregionen und Methoden für die chronische intrazerebrale Substanzapplikation.

Results:

Backofen-Wehrhahn B., Gey L., Bröer S., Petersen B., Schiff M., Handreck A., Stanslowsky N., Scharrenbroich J., Weißing M., Staege S., Wegner F., Niemann H., Löscher W., Gernert M. (2018) Anticonvulsant effects after grafting of rat, porcine, and human mesencephalic neural progenitor cells into the rat subthalamic nucleus. Exp. Neurol. 310:70-83

 

Gey L., Gernert M.*, Löscher W.* (2016) Continuous bilateral infusion of vigabatrin into the subthalamic nucleus: effects on seizure threshold and GABA metabolism in two rat models. Neurobiol. Dis. 91:194-208. [doi: 10.1016/j.nbd.2016.03.01] *These authors contributed equally as corresponding authors.

 

Handreck A., Backofen-Wehrhahn B., Bröer S., Löscher W., Gernert M.* (2014) Anticonvulsant effects by bilateral and unilateral transplantation of GABA-producing cells into the subthalamic nucleus in an acute seizure model. Cell Transplant. 23:111-132. [http://dx.doi.org/10.3727/096368912X658944]

 

Bröer S., Backofen-Wehrhahn B., Bankstahl M., Gey L., Gernert M.*, Löscher W.* (2012) Vigabatrin for focal drug delivery in epilepsy: bilateral microinfusion into the subthalamic nucleus is more effective than intranigral or systemic administration in a rat seizure model. Neurobiol. Dis. 46:362-376. [http://dx.doi.org/10.1016/j.nbd.2012.01.017] *These authors contributed equally as corresponding authors.

https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2018.09.004

Cooperation Partners:

Mitantragstellerin:

Priv.-Doz. Dr. Christine Radtke (Klinik für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, MHH)

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Jeffery Kocsis (Yale University School of Medicine, Dept. of Neurology, New Haven, CT, USA)

Prof. Dr. Heiner Niemann (Inst. für Nutztiergenetik, Friedrich-Loeffler-Institut, Mariensee)

Priv.-Doz. Dr. Florian Wegner (Klinik für Neurologie, MHH, Hannover)

Dr. William Freed (Cellular Neurobiology Research Branch, NIDA IRP, NIH Baltimore, MD, USA)

Dr. Kerry W. Thompson (Occidental College and Dept. of Neurology, UCLA, CA, USA)

Prof. Dr. Ashok K. Shetty (Inst. for Regenerative Medicine, Texas A&M Health Science Center, Temple, TX, USA)

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 600.000 EUR

Project Details:
Hirninsulte durch Schädel-Hirn-Traumata (z.B. nach Unfällen), Infektionen, Hirntumoren oder zerebrale Blutungen führen bei einem Teil betroffener Patienten nach einer Latenzzeit zu sekundären (symptomatischen) Epilepsien. Die der Entstehung von Epilepsien zugrunde liegenden Veränderungen werden unter dem Begriff Epileptogenese zusammengefasst und sind durch entzündliche, neurodegenerative sowie funktionelle neuronale Veränderungen charakterisiert. Da sich diese Veränderungen überwiegend erst langsam nach dem initialen Hirninsult entwickeln, gibt dies die Möglichkeit, pharmakologisch in die Prozesse der Epileptogenese einzugreifen, um die Entwicklung spontaner epileptischer Anfälle, neurodegenerativer Veränderungen und psychopathologischer sowie kognitiver Defekte zu verhindern oder zu reduzieren. Im vorliegenden Projekt sollen drei Strategien der antiepileptogenen Intervention verglichen werden: Neuroprotektion, Entzündungshemmung und Neuromodulation. In einer ersten Untersuchungsphase sollen hierfür etablierte Modelle der Temporallappenepilepsie an Ratte oder Maus verwendet werden, bei denen sich Epilepsie nach einem chemisch oder elektrisch induzierten Status epilepticus entwickelt. In einer weiteren Untersuchungsphase soll dann die wirksamste antiepileptogene Behandlungsstrategie an Hunden nach schweren Hirnverletzungen klinisch geprüft werden.

Results:

Hirninsulte durch Schädel-Hirn-Traumen (z.B. nach Unfällen), Infektionen, Hirntumoren oder zerebrale Blutungen führen bei einem Teil betroffener Patienten nach einer Latenzzeit zu sekundären (symptomatischen) Epilepsien. Die der Entstehung von Epilepsien zugrunde liegenden Veränderungen werden unter dem Begriff Epileptogenese zusammengefasst und sind durch entzündliche, neurodegenerative sowie funktionelle neuronale Veränderungen charakterisiert. Da sich diese Veränderungen überwiegend erst langsam nach dem initialen Hirninsult entwickeln, gibt dies die Möglichkeit, pharmakologisch in die Prozesse der Epileptogenese einzugreifen, um die Entwicklung spontaner epileptischer Anfälle, neurodegenerativer Veränderungen und psychopathologischer sowie kognitiver Defekte zu verhindern oder zu reduzieren. Im hier beschriebenen Projekt wurden drei Strategien der antiepileptogenen Intervention verglichen: Neuroprotektion, Entzündungshemmung und Neuromodulation. Hierfür wurden etablierte Modelle der Temporallappenepilepsie an Ratten und Mäusen verwendet, bei denen sich Epilepsie nach einem chemisch oder elektrisch induzierten Status epilepticus entwickelt. Mit keiner der genannten Strategien konnte die Entwicklung einer Epilepsie verhindert werden, jedoch kam es zu krankheitsmodifizierenden Effekten. So wirkten alle drei Strategien unterschiedlich stark neuroprotektiv, teilweise war die Schwere epileptischer Anfälle reduziert, und Verhaltens- oder Gedächtnisveränderungen, die mit Epilepsie assoziiert sind, wurden reduziert oder verhindert. In Vorbereitung der Translation in die Klinik wurden in Kooperation mit Teilprojekt 2 (Arbeitsgruppe Tipold/Stein) Untersuchungen zum Risiko der Epilepsientstehung nach Schädelhirntraumata Schädelhirntraumen beim Hund durchgeführt. Wir erwarten, dass die Erfahrungen dieses Projekts die Suche nach wirksamen Strategien der Epilepsieprävention fördern werden. Nach unseren Erfahrungen wird es nicht möglich sein, eine Epilepsie durch Verabreichung einer einzelnen Substanz nach einem Hirninsult zu verhindern, jedoch könnten rational gewählte Kombinationen von Substanzen mit unterschiedlichen Mechanismen erhebliche Vorteile bieten.

Cooperation Partners:

Prof. Christoph Fahlke (Institut für Neurophysiologie, MHH) Kooperation zur Bedeutung der durch Epileptogenese veränderten Funktion von GABA-Rezeptor-assoziierten Chlorid-Kanälen

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 114.600 EUR

Project Details:
Die diätetische Stickstoff-(N)-Aufnahme bei Wiederkäuern muss den endogenen Bedarf für den N-Haushalt des Wirtstieres und den N-Bedarf der Pansenmikroben decken. Gleichzeitig stellt die Belastung der Umwelt durch den N-Eintrag mit den Ausscheidungen der Wiederkäuer ein Problem dar. Aufgrund von Recycling-Mechanismen kann der Wiederkäuer jedoch Harnstoff als endogene N-Quelle nutzen. Eine Restriktion der diätetischen N-Zufuhr würde den N-Eintrag in die Umwelt verringern und könnte von den Wiederkäuern toleriert werden, wenn gleichzeitig die Kompensationsfähigkeit über die Recyclingprozesse nicht überschritten wird. In Rahmen dieses Projektes wird diese Kompensationsfähigkeit im N-Haushalt wachsender Ziegen untersucht. Beim monogastrischen Tier ist bekannt, dass die Restriktion der diätetischen N-Zufuhr auch gravierende Konsequenzen für den Elektrolythaushalt hat. Unter diätetischer N-Restriktion wird mit Hilfe von Bilanzversuchen, Untersuchungen des mikrobiellen Vormagenstoffwechsels und molekularer Charakterisierung der Regulationsprozesse im Netzwerk von N- und Elektrolythaushalt angestrebt, bei der Versorgung des Wiederkäuers mit Nahrungsproteinen eine bessere Charakterisierung und Quantifizierung der Balance zwischen Tiergesundheit und dem Umwelteintrag von N zu finden.

Results:

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/kraushaarj_ws14.pdf

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/154279969

Cooperation Partners:

Prof. Dr. KH. Südekum, Institut für Tierernährung, Universität Bonn

Project Details:
Der Energiebedarf der Milchkuh ist besonders zu Beginn der Laktation sehr groß, so dass sich eine negative Energiebilanz entwickelt, die das Risiko des Tieres zu erkranken deutlich erhöht. Das Fettgewebe ist massgeblich an der Bereitstellung von Energie beteiligt, indem aus dem gespeicherten Fett Fettsäuren ins Plasma freigesetzt werden. Dabei ist die Rolle der subkutanen und abdominalen Fettdepots bei der Milchkuh nicht ausreichend bekannt. Beim Menschen weiß man, dass die unterschiedlichen Fettdepots auch deutlich differierende Bedeutung für den Gesamtstoffwechsel haben. Ziel diese Studie ist es, die Bedeutung der verschiedenen Fettgewebe bei der Milchkuh im Hinblick zunächst auf ihren Fettstoffwechsel zu untersuchen. Dazu werden die Expression von molekularen Markern der Lipolyse und Lipogenese in Abhängigkeit von Kalbung, einsetzender Laktation und Konzentratversorgung in subkutanem und retroperitonealem Fettgewebe bei gesungen Milchkühen untersucht. Erwartet werden Erkenntnisse über die Feinregulation des Fettgewebsstoffwechsels in dieser energetisch so sensiblen Phase, die dazu beitragen sollen, mögliche Wege von Stoffwechselentgleisungen bei Milchkühen besser zu erfassen.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22541476

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25497790

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21854923

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Sven Dänicke, FLI Braunschweig

Prof. Dr. Helga Sauerwein, ITW Bonn

Dr. Manfred Mielenz, FBN Dummerstorf