Research

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

Funding: Landwirtschaftliche Rentenbank, Lohmann Tierzucht (LTZ), Boehringer-Ingelheim (Boe), Veterinary Research Center, Hannover (BIVRC) Big Dutchman (BD), 1.068.741 EUR

Project Details:
Der Arbeitsauftrag dieses Verbundprojektes ist die multidisziplinäre Prüfung der Eignung des Zweinutzungshuhns als mögliche Alternative zu konventionellen Genotypen für die Mast und Eierproduktion. Ziel des "Integhof"-Konzeptes soll sein, dass Töten der männlichen Eintagsküken zu sowie das Schnabelkürzen bei Legehennen zu vermeiden sowie die Hühnermast zu entschleunigen. Das Haltungssystem "Integhof" zeichnet sich durch die räumliche Nähe verschiedener Produktionsstufen und Nutzungsrichtungen auf einem Betrieb aus. Die wissenschaftliche Bearbeitung des Projektes soll aus Sicht der Tiergesundheit und des Tierwohles, des Umwelt- und Verbraucherschutzes sowie der Wirtschaftlichkeit und Verbraucherakzeptanz erfolgen. Es ist in 3 Arbeitsphasen eingeteilt: Experimentelle Untersuchungen dezentral an den unterschiedlichen Forschungseinrichtungen, ein feldnaher Untersuchungsansatz auf dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, sowie abschließend eine Synthese zur Erarbeitung von Empfehlungen für die Praxis.

Cooperation Partners:

Institut für Fleischhygiene und -technologie der FU Berlin,

Institut für Geflügelkrankheiten, der FU Berlin,

Institut für Tierernährung der FU Berlin,

Institut für Tierschutz und Tierhaltung, FLI, Celle,

Produktkunde-Qualität tierischer Erzeugnisse, Department für Nutztierwissenschaften der Universität Göttingen,

Arbeitsbereich Landwirtschaftliche Betriebslehre, Department für Agrarökonomie und Rurale Entwicklung, Göttingen,

Leibnitz-Institut für Nutztierbiologie, Dummerstorf;

Universität Hohenheim, Fachgebiet Populationsgenomik bei Landwirtschaftlichen Nutztieren, AG Geflügelwissenschaften;

Firma Lohmann Zierzucht (LTZ), Cuxhaven;

Firma Boehringer-Ingelheim (Boe), Veterinary Research Center, Hannover (BIVRC;

Firma Big Dutchman (BD), Vechta

Funding: Bundesamt für Naturschutz, BfN (FKZ 3515 82 2000), 2.499.956 EUR

Project Details:
Nach bisherigen Erkenntnissen kann Unterwasserschall, welcher beim Bau und dem Betrieb von Offshore-Windenergieanlagen emittiert wird, negative Auswirkungen auf marine Säugetiere haben. Insbesondere der Impulsschall, der bei den Rammungen der Fundamente entsteht, aber auch der z.B. mit dem erhöhten Schiffverkehr einhergehende Dauer- bzw. Hintergrundschall hat das Potential marine Säugetiere wie Schweinswale und Robben nachhaltig zu schädigen bzw. zu stören.
In diesem Vorhaben soll in Kooperation mit den Hauptprojektpartnern (Universität Aarhus (DK) und DW ShipConsult (DE)) in mehreren Arbeitspaketen die möglichen Auswirkungen von Unterwasserschall auf marine Säugetiere untersucht und das nötige Wissen zur Schadensminderung erweitert werden:

Untersucht werden die Auswirkungen von Unterwasserlärm, der durch den Bau und Betrieb von Offshore-Windenergieanlagen entsteht, sowie dem damit verbundenen Schiffslärm, auf Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde. Dazu werden bis zu 10 Schweinswale und 10 Robben mit D-Tags ausgerüstet.

Die Auswirkung von "Seal scarern", die während des Baus von Windenergieanlagen als Schutzmaßnahme für Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde eingesetzt werden, soll mittels Playback-Experimenten an in Kerteminde (DK) gehaltenen Tieren untersucht werden. Diese Untersuchungen ermöglichen eine Überprüfung von Verhaltensreaktionen der Tiere auf die akustischen Signale der Vergrämer.

Auswirkungen des Baus und Betriebes von Windenergienanlagen auf die Habitatnutzung und das Hörvermögen von Schweinswalen. Weiterführende Untersuchung der Hörsensibilität von freilebenden Schweinswalen durch mehrfache Schallexposition auf eine mögliche Hörschwellenverschiebung, sowie der Einsatz von C-PODs und Schallrekordern an den Standorten bereits fertiggestellter Windenergieanlagen. Diese Daten sollen mit bereits durchgeführten Untersuchungen aus vorangegangenen Projekten in statistische Modelle einfließen und ausgewertet werden ("Synergie-Untersuchungen").

Analyse von Störungen des Energiehaushalts von Schweinswalen durch Schiffslärm und Quantifizierung möglicher Auswirkungen auf die Population durch den Einsatz von D-Tags. Es wird vermutet das Versorgungsschiffe, die in Windparks verkehren einen relevanten Beitrag zum Hintergrundschall liefern. Um die Schallemissionen bewerten zu können, sollen die akustischen Quellpegel unterschiedlicher Windparkversorger vermessen werden. Für die Vermessung sollen stationär verankerte Hydrophone sowie geschleppte Systeme zum Einsatz kommen.

Results:

Wisniewska, D. M.; Johnson, M.; Teilmann, J.; Siebert, U.; Galatius, A.; Dietz, R.; Teglberg Madsen, P. : (2018) High rates of vessel noise disrupt foraging in wild harbour porpoises (Phocoena phocoena)

 

In: Proceedings of the Royal Society B 285: 20172314.

http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2017.2314

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung über Landwirtschaftliche Rentenbank, 268.000 EUR

Project Details:
Während der Aufzucht von Lebensmittel liefernden Tieren und des nachfolgenden Produktionsprozesses werden an unterschiedlichen Stellen Daten erhoben, die Hinweise auf die Gesundheit und das Wohl der Tiere geben könnten. Diese Daten werden durch den Landwirt selbst, durch den beteiligten Tierarzt, durch Veteri-närämter oder Schlachthofbetreiber erfasst. Im Rahmen des Projekts wird ein Dateninformationssystem erstellt, welches durch gezielte Vernetzung von existierenden amtlichen Daten (insbesondere die der Veterinärämter und der amtlichen Schlachttier- und Fleischuntersuchung) mit existierenden Daten der betrieblichen und überbetrieblichen Produktionssteuerung und der wirtschaftsgetragenen Qualitätssicherung ein wirkungsvolles Instrument zur Prävention, Frühwarnung und Beseitigung von Mängeln in der Tierhaltung darstellt.

In verschiedenen Arbeitspaketen werden die Daten bei den im Projekt beteiligten Datenlieferanten identifiziert und analysiert sowie auf Basis dieser Daten eine standardisierte Datenaufbereitung und daraus abgeleitete Auswertungen und Analysen entwickelt. Außerdem wird ein datenschutzkonformes Dateninformationssystem konzipiert, welches in der Lage ist, heterogene Datenquellen zu integrieren. Weiterhin wird ein technisches Sicherheitskonzept zu Datenschutz und Datensicherheit sowie ein abgestuftes Berechtigungs- und Zugriffsystem erarbeitet. Über Fach-dienste wird die fachliche Funktionalität des Gesamtsystems gemäß den Anforderungen aller Systembeteiligten abgebildet. Auf Basis der dieser Erkenntnisse wird ein Demonstrator erstellt. Abschließend wird im Rahmen einer Erfolgskontrolle analysiert, in welchem Rahmen die gewonnenen Erkenntnisse für die praktische Optimierung der Haltungsbedingungen beim Schwein verwendet werden können.

Throughout the lifetime of a farm animal, many sets of information are collected and documented by farmers and their practitioners, official veterinarians and slaughterhouse operators. Some of them might serve as animal health indicators to describe animal health on herd level. In the context of this project, a data information system will be created, which will be a useful and efficient tool for the prevention, and early warning of health and welfare deficiencies in pig herds. This will be achieved by systematically cross-linking existing official data (especially the data from the official authorities responsible for ante- and post-mortem meat inspection) with the existing internal and external production management data from private food business operators including farmers as well as the data from food chain quality assurance systems.

In different work packages, data sources of associated data suppliers will be identified and analyzed. Based on this analysis, a standard for data entry and further data handling will be developed. Furthermore, a secure data information system, which enables the cross-linking heterogeneous data sources, will be developed. Additionally, a technical model for data security and data integrity as well as a hierarchical system for access authorization will be established. Through special Web services, a range of expert functionalities for interpreting the cross-linked data will be provided as required by all stakeholders. Based on these results, a demonstrator program will be developed. Finally, there will be an assessment of the added information value of the developed Data Information System as tool for continuous improvement processes in pig husbandry.

Cooperation Partners:

- QS Qualität und Sicherheit GmbH, Bonn

- BALVI GmbH, Lübeck

Funding: BLE, 202.908 EUR

Project Details:
Durch verschiedene Maßnahmen in der Haltung, Fütterung und Tränkwasserversorgung soll über eine geringere Exposition (betrifft Erreger und Wirkstoffe) die Zahl notwendiger antibiotischer Behandlungen beim Mastgeflügel reduziert werden. Bei unvermeidbarem Einsatz von antibiotisch wirksamen Substanzen soll deren Applikation über das Tränkwasser so optimiert werden, dass insgesamt die Entstehung und Ausbreitung von Resistenzen in den Masttieren und der Tierumgebung minimiert wird. Vor diesem Hintergrund soll geklärt werden, welche Bedeutung die Haltung in ständigem Kontakt mit den Exkrementen bzw. eine Haltung bei maximal möglicher Trennung der Tiere von ihren Exkrementen, die Qualität (Trockenheit) des Einstreu-Exkremente-Gemisches bei Variation durch Haltungsbedingungen und Fütterungsmaßnahmen und die Art der Tränkwasserversorgung bzw. der AB-Applikation über das Tränkwasser für die Ausbreitung von Infektionserregern bzw. für die Entwicklung von Resistenzen bei bestimmten Keimen der Magen-Darm-Flora hat.

Results:

https://elib.tiho-hannover.de/dissertations/kriewitzj_ws17

Cooperation Partners:

Big Dutchman International GmbH

Funding: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, 591.467 EUR

Project Details:
Bedingt durch die Behandlung landwirtschaftlicher Nutztiere gelangen große Mengen verwendeter Arzneimittel in unveränderter oder metabolisierter Form in die Umwelt. Insbesondere für antibakteriell wirksame Stoffe ergibt sich neben einer Umweltbelastung die Problematik einer zunehmenden Resistenzentwicklung. In diesem Zusammenhang soll das Kooperationsprojekt durch Zusammenarbeit von vier universitären Arbeitsgruppen und zwei mittelständischen Unternehmen einen Beitrag zur Minimierung des Tierarzneimitteleinsatzes sowie möglicher Verschleppungen leisten und damit zu einer Umweltentlastung beitragen. Arbeitsgruppen aus der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie sowie Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie), aus der Technischen Universität Braunschweig (Institut für Partikeltechnik und Zentrum für Pharmaverfahrenstechnik (PVZ) und aus der Justus-Liebig-Universität Gießen (Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie) entwickeln in Kooperation mit dem Industriepartner aniMedica GmbH (Senden-Bösensell) Formulierungen für die orale Medikation über Futter und Tränkwasser, die auf Basis einer verbesserten Bioverfügbarkeit die eingesetzten Wirkstoffmengen reduzieren. Hierfür werden feinstzerkleinerte (submikrone) Wirkstoffpartikel, die aufgrund ihrer größeren spezifischen Oberfläche eine deutlich verbesserte Löslichkeit und damit gesteigerte Bioverfügbarkeit aufweisen, in geeignete pharmazeutische Formulierungen eingearbeitet und in experimentellen Studien über das Futter oder Tränkwasser an Schweine verabreicht. Dabei werden Bioverfügbarkeitsparameter, die und die bakterielle Empfindlichkeit kommensaler Keime erfasst.
Da jede Wirkstoffanwendung eine Belastung der Tierumgebung darstellt, sollen in Kooperation mit dem Industriepartner Bauer Solutions GmbH (Beckum) auch Maßnahmen, die bei der Tränkwasserbehandlung zur Verminderung der Mengen von Wirkstoffresten sowie zur Minimierung der Entstehung von resistenzfördernden Biofilmen in Tränkesystemen beitragen, entwickelt und geprüft werden. Mit Hilfe des Bauer-Systems, welches die Wassermoleküle mittels gepulster elektromagnetischer Signale permanent in Bewegung hält, soll der Ablagerung von Wirkstoffresten im Tränkesystem begegnet werden.
Es ist das Ziel des Projekts, einen Beitrag zur Minderung der insgesamt eingesetzten Mengen antibakteriell wirksamer Stoffe gemäß dem Antibiotika-Minimierungskonzept und damit zu einer Verminderung der Umweltbelastung und einer Verbesserung der Resistenzsituation zu leisten.

Results:

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0220302

Cooperation Partners:

Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie, Justus-Liebig-Universität Gießen (Prof. G. Hamscher)

Institut für Partikeltechnik und Zentrum für Pharmaverfahrenstechnik, Technische Universität Braunschweig ( Prof. A. Kwade, Dr. J.H. Finke)

Bauer Solutions GmbH, Beckum (G. Heiermann, O. Timonen)

aniMedica GmbH, Senden-Bösensell (H. Gerlings)

Funding: Umweltbundesamt, 388.421 EUR

Project Details:
In Antarctica, high sound energy air guns are regularly used for seismic measurement methods. This sound energy may spread long distances and have the potential to considerably disturb marine organisms. If biologically important environmental sounds or intraspecific communication signals are "masked", the organism’s perception, foraging or intraspecific communication may be affected.

The aim of this project is to determine the extent of the negative effects of the anthropogenic underwater sounds by isolating them. For this purpose, the reduction of the communication range during the use of air guns for low and high frequency communication in Antarctic marine mammals will be modeled. Based on the modeling, criteria for estimating the masking potential of anthropogenic impulsive underwater noise will be developed.

Results:

Seismic airguns used in scientific surveys in the Southern Ocean produce high-intensity impulsive sounds with most energy concentrated in the low frequency band. This frequency range overlaps with many marine mammal vocalizations, especially the songs and calls of baleen whales. Even at large distances from the source, airgun noise may therefore interfere with marine mammal communication.

 

In order to assess the masking effect of airgun noise we first studied the propagation of airgun signals in the Southern Ocean. A parabolic equation approximation was used to model sound propagation. The propagation models were verified based on recordings and metadata for two seismic surveys in the Southern Ocean. Numerical predictions are consistent with the measurement results within a few dBs for the sound exposure and energy spectral levels.

 

Subsequently we studied the ability of a listening animal to detect vocalisations of a conspecific in the absence and presence of propagated airgun noise. The auditory detection process was modelled using spectrogram correlation.

Cooperation Partners:

DW-ShipConsult, Germany

Curtin University, Australia

University Iceland

Funding: Landwirtschaftliche Rentenbank, 652.343 EUR

Project Details:
Tierschutz und Tierwohl stehen zunehmend im Fokus von Politik und Gesellschaft. Wichtige Forderungen sind die Unversehrtheit der Nutztiere und die Bewegungsfreiheit in allen Lebensabschnitten. Bei den laktierenden Sauen überwiegt die Aufstallung im Ferkelschutzkorb. Die eingeschränkte Bewegungsfreiheit verhindert das Nestbauverhalten vor der Geburt und beeinträchtigt den frühen Kontakt mit den Ferkeln. In dem Verbundprojekt werden die Gruppenhaltung und Bewegungsbuchten mit der konventionellen Einzelhaltung verglichen. Die Bewegungsbuchten unterscheiden sich im Platzangebot und in der
Raumgestaltung. Weiterhin werden die Effekte der verschiedenen Abferkelsysteme in den Stufen Aufzucht und Mast analysiert, wobei zwischen der einphasigen "Aufzucht" (Verbleib im Abferkelabteil), der einphasigen "Aufzucht und Mast" und dem zweimaligen Umstallen ("Aufzucht" und "Mast") unterschieden wird. Die Bewertung der geprüften Verfahren orientiert sich an den Kriterien Tiergesundheit, Tierverhalten, Leistung und Wirtschaftlichkeit.

Results:

https://elib.tiho-hannover.de/receive/tiho_mods_00004649

https://elib.tiho-hannover.de/receive/tiho_mods_00005001

https://doi.org/10.1017/S1751731119000661

https://doi.org/10.3390/agriculture9010012

https://www.mdpi.com/2076-2615/9/8/538

Cooperation Partners:

Christian-Albrechts-Universität Kiel

Georg-August-Universität Göttingen

Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein

Big Dutchman Pig Equipment GmbH

Alfons Greten Betonwerke GmbH

ISN-Projekt GmbH