Research

Project Details:
Microvillus inclusion disease (MVID) is a rare congenital disorder that is characterized by a villus atrophy and the presence of microvillus inclusion bodies (MVIBs). In experimental settings using cationized ferritin in human biopsies we have previously demonstrated that the inclusion bodies originate from autophagocytosis of apical cell membrane and represent early endosomes. The genetic defect in MVID has been meanwhile mapped to the MYO5B gene that encodes the unconventional type myosin 5b motor protein. Myosin 5b is associated with the plasma membrane recycling system in non-polarized cells and the apical recycling system in polarized cells. Furthermore, it has been shown that the Rab11 family interacting protein 2 associates with myosin 5b in regulating plasma membrane recycling. These findings underline the importance of unravelling the cellular mechanisms of autophagocytosis of the apical membrane of enterocytes in MVID membranes with the ultimate goal of designing appropriate therapeutic measures in this context. In this proposal we will generate intestinal Caco-2 cells in which myosin 5b has been downregulated, depleted or modified and assess at the molecular and biochemical levels the consequences on the trafficking and targeting of a panel of brush border membrane proteins. We will further investigate the function of inhibitors of protein transport and polarized sorting as well as vesicular trafficking in myosin 5b-depleted Caco-2 cells as potentiators of brush border membrane rescue. The data gained from the cell culture model will be confirmed and expanded into intestinal organoids that will be generated from intestinal biopsy specimens of MVID patients. In this model we will address similar questions to those in the cellular model and identify targets for (i) preventing the formation of MVIBs and (ii) potential restoration of proper trafficking and sorting of intestinal protein markers and reducing carbohydrate malabsorption. The ultimate goal is to test inhibitors and modulators of these targets that are the least toxic for enterocytes. These substances would then represent suitable candidates for clinical trials in MVID patients. Substances like vincristine (cytostatic drugs) and chlorpromazine (neuroleptic drugs) are already approved drugs for treatment in children, yet not for the use in MVID.

Project Details:
Das Ziel der Untersuchungen soll darin bestehen, Bakteriophagen pferdetypischer Krankheitserreger aus Genitalsekreten von Hengst und Stute zu isolieren und zu charakterisieren. Weiterhin soll die antibakterielle Wirksamkeit der isolierten Bakteriophagen im in vitro-Modell überprüft werden.

Funding: DFG, 240.125 EUR

Project Details:
Neurons in the intermedial nucleus of the lateral lemniscus (INLL) are implicated in cross-frequency integration of auditory signals in bats. Contrary to other auditory brainstem nuclei in rodents, INLL neurons show a strong biophysical heterogeneity, as membrane time constants range over three orders of magnitude. Correlated with the membrane time constant the neuronal output type shows onset, adapting and sustained firing behaviours. We intend to understand this cellular heterogeneity on the molecular, biophysical and synaptic level. Therefore, we combine functional characterisations of INLL neurons with their single cell transcriptome analysis. This project generates the cellular fundament of exploring the functional features of INLL neurons that is so far enigmatic.

Results:

Wicke KD, Oppe L, Geese C, Sternberg AK, Felmy F.: Neuronal morphology and synaptic input patterns of neurons in the intermediate nucleus of the lateral lemniscus of gerbils. Sci Rep. 2023 Aug 30;13(1):14182. doi: 10.1038/s41598-023-41180-8.

Funding: MWK, 2.903.582 EUR

Project Details:
Development and testing of preventive and therapeutic measures against SARS-CoV-2 using experimental animal models such as ferrets, rabbits, hamsters and primates.

Funding: A128512 MWK Niedersachsen, Volkswagen Stiftung, 1.190.125 EUR

Project Details:
In this study we will collect and analyze more than 108 datapoints (proteomics, genomics, clinical and environmental data) from retrospective and prospective patient cohorts. For the first time, this study
will take into account the recent discovery of the tight association of human norovirus with host cell membranes and proteins and link it to clinical, environmental and ecological niche (microbiota) data.
The translational potential of PRESENt ranges from prognostic and preventive to therapeutic strategies for stratified patient groups. First, we aim to define prognostic biomarkers of severe and chronic gastroenteritis to stratify patient groups. Second, we will investigate how efficient
disinfectants can inactivate patient-derived membrane cloaked norovirus. Third, the microbiome signatures may inform about possibilities of microbiota therapies to alleviate the course of disease in critical patient groups. Finally, the informatics meta-analysis of the retrospective and prospective study will reveal in addition to prognostic biomarkers and microbiome signatures environmental and individual factors, which associate with severe gastroenteritis. In the future, this work will thus pave the way towards better prevention (biomarkers, environmental
factors, individualized disinfectant use) and care (targeting/modifying microbiome or host factors) of severe and chronic viral gastroenteritis.

Results:

https://www.translationsallianz.de/train-platforms/train-projects/present/?L=1

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Wolfgang Neijdl, Leibnitz University

Prof. Dr. Michael Marschollek, Hannover Medical School

Dr. Benjamin Heidrich, Hannover Medical School

Dr. Till Strowig, Helmholtz Centre for Infection Research

Prof. Dr. Lothar Jänsch, Helmholtz Centre for Infection Research

Prof. Dr. Thomas F. Schulz, Medizinische Hochschule Hannover

Prof. Dr. Lennart Svensson, Linköping Universität, Schweden

Funding: Deutscher Jugendverband e.V., 10155 Berlin, 19.720 EUR

Project Details:
Suitability of live traps for the development of intelligent trapping systems.

Funding: MWK, 11.851.000 EUR

Project Details:
Carrying out an animal experiment to test monoclonal antibodies in the established hamster model at the RIZ, including applying for animal experiments, carrying out the animal experiment, virus titration and analyzes to determine the viral load in the organs, PCR analysis, histopathological examination (assay scope of 2 organs per animal).

Project Details:
The risk assessment tool for African swine fever (ASF traffic light)developed by the Verbund Transformationsforschung agrar Niedersachsen, University of Vechta, which is so far established in Germany and Switzerland, will be translated into Polish and applied on pig farms in Poland. The scores obtained are compared with those of German farms of the same size. Regional differences in biosecurity on pig farms are identified.

Cooperation Partners:

Barbara Grabkowsky, Verbund Transformationsforschung agrar Niedersachsen, Universität Vechta

Funding: DFG, 374.360 EUR

Project Details:
Vor über einem Jahrhundert wurde der peristaltische Reflex das erste Mal beschrieben. Dabei aktivieren biochemische und mechanische Stimuli intrinsische enterische Schaltkreise und bewirken oral des Stimulus? eine exzitatorische, aboral eine inhibitorische Muskelantwort. Dieser Reflex ermöglicht einen aboral gerichteten Transport des Darminhalts und ist funktionell gekoppelt an (für den Darm charakteristische) motorische Muster, die aber nicht für den Magen gelten.
Unsere Hypothese, dass der klassische peristaltische Reflex im Magen nicht stattfindet, basiert auf folgenden Fakten: Klassische sensorische Neurone fehlen fast vollständig in der Corpusregion des Magens, wo die peristaltische Welle ihren Anfang nimmt; außerdem unterscheiden sich elektrische und synaptische Eigenschaften der gastrischen Neurone von denen des Darms. Trotz gerichteter neuronaler Schaltkreise, die aszendierend exzitatorische und deszendierend inhibitorische Reflexe in der Magenwand hervorrufen, gibt es gravierende Unterschiede zu der gerichteten Innervation des Darms: Die aszendierenden Neurone sind den deszendierenden im Magen an der Zahl überlegen und die Longitudinalmuskulatur des Magens wird vorrangig inhibitorisch innerviert. Eine Dehnung der Corpusregion bewirkt eine cholinerg vermittelte exzitatorische Muskelantwort oral des Stimulus?, aboral aber keine Relaxation. An dem Ort des Stimulus? selbst kommt es zu einem Anstieg des Muskeltonus?. Unserer Meinung nach ist dieses Phänomen essentiell für den Magen, da es eine Balance schafft zwischen der aboral gerichteten Propulsion, und somit dem Weitertransport des Inhalts zum Pylorus und der Entleerung des Magens, sowie der oral gerichteten Retropulsion mit durchmischender Funktion. Zusammengefasst kann man sagen, dass die motorischen Muster des Magens und die zu Grunde liegenden sensorisch-motorischen Schaltkreise kaum erforscht sind. Ihre Anatomie muss besser mit der Funktionalität in Verbindung gebracht werden, damit die Kreisläufe der Magenmotilität und ihre Physiologie verstanden werden können. Erst dann kann die Pathophysiologie in Form motorischer Funktionsstörungen (z.B. der funktionellen Dyspepsie) besser eingeordnet werden. Für unser Projekt planen wir die Schaltkreise zu erforschen, die für die Magenmotorik verantwortlich sind. Wir wollen sie funktionell einteilen, um zu verstehen welche enterischen Neuronengruppen beteiligt sind, wie viele Ganglien und Neurone rekrutiert werden und wie alles zeitlich abläuft im Kontext der Muskelaktivität. Als experimentelles Modell nutzen wir den Magen von Meerschweinchen, da er ein geeignetes Modell für den menschlichen Magen darstellt. Unsere Hypothese ist, dass die Magenmotilität durch multifunktionelle mechanosensitive Neuronen reguliert wird, die einen Stimulus wahrnehmen und direkt die Muskulatur aktivieren. Wir vermuten, dass die Einleitung und die Koordination der neuronalen Schaltkreise, die zu Pro- und Retropulsion führen, von dem myogenen/neurogenen Muskeltonus der stimulierten Region abhängt. Daher ist es notwendig, die Aktivitätsmuster von Neuronen und Muskulatur zu erfassen, zu lokalisieren und miteinander in Verbindung zu bringen. Dafür werden wir die Technik des Neuroimaging mit spannungs- und calciumabhängigen Farbstoffen einsetzen. Des Weiteren haben wir eine elektrophysiologische Technik entwickelt, die in der Lage ist, einen vollständigen Reflexbogen in Echtzeit zu erfassen.

Funding: Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Die Zuwendung wird gewährt aus Landesmitteln und Mitteln der Europäischen Union aus dem Europäischen Landwirtschaftsfonds für die Entwicklung des ländlichen Raums (ELER) im Rahmen des Programms zur Förderung der Entwicklung im ländlichen Raum Niedersachsen und Bremen 2014 bis 2020 (PFEIL)., 184.997 EUR

Project Details:
In this multi-stage project on the use of plasma water against claw-diseases, in particular Dermatitis digitalis, the reducing effect on various (indicator) microorganisms (including Escherichia coli, Staphylococcus aureus) is being investigated. In the case of successful treatments in vitro, compatibility tests will be carried out up to practical application on the farm.

Results:

https://www.mdpi.com/2076-3417/12/23/12325

Cooperation Partners:

HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen,

sowie Landwirtschaftlicher Betrieb BG Borchardt GbR