Research

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: 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: 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: 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: 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: 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: 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

Project Details:
Im Rahmen dieses Projekts wird ein neuartiger Prüfkörper für die Konstanzprüfung an digitalen Röntgeneinrichtungen in der Veterinärmedizin entwickelt, der voraussichtlich auch kostengünstig produziert werden kann.
Die Nutzung dieses Prüfkörpers soll sowohl zur Konstanz einer adäquaten Bildqualität als auch zur Vermeidung unnötig hoher Strahlenexpositionen des Personals in der klinischen Routine beitragen.

Results:

https://doi.org/10.1186/s13028-019-0475-z

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)