Research

Funding: MWK / VW-Stiftung, 20.000 EUR

Project Details:
N-RENNT 2 aims to continue the neuroinfectiology research network in Lower Saxony (N-RENNT) fostering and boosting this young and important interdisciplinary field. N-RENNT 2 will be established by implementing both focused research projects and an advanced and specific training program for graduate students. Structure-building measures as well as sustainability of the project are guaranteed.

Results:

Projektergebnisse wurden bisher u.a. publiziert in:

 

1) Mayer, Raulf, Lepenies: C-type lectins: their network and roles in pathogen recognition and immunity. Histochem. Cell. Biol. 2017, 147(2), 223-37.

 

2) Johannssen & Lepenies: Glycan-Based Cell Targeting To Modulate Immune Responses. Trends Biotechnol. 2017, 35(4), 334-46.

 

3) Kruppa, Lepenies, Jung: A genetic algorithm for simulating correlated binary data from biomedical research. Comput. Biol. Med. 2018, 92, 1-8.

 

4) Mayer, Moeller, Monteiro, Ellrott, Josenhans, Lepenies: C-Type Lectin Receptor (CLR)-Fc Fusion Proteins As Tools to Screen for Novel CLR/Bacteria Interactions: An Exemplary Study on Preselected Campylobacter jejuni Isolates. Front. Immunol. 2018, 9, 213.

 

5) Raulf, Johannssen, Matthiesen, Neumann, Hachenberg, Mayer-Lambertz, Steinbeis, Hegermann, Seeberger, Baumgärtner, Strube, Ruland, Lepenies: The C-type Lectin Receptor CLEC12A Recognizes Plasmodial Hemozoin and Contributes to Cerebral Malaria Development. Cell Rep. 2019, 28(1), 30-38.

Cooperation Partners:

Max Planck Institute of Experimental Medicine Göttingen, Clinical Neuroscience, Neurogenetics; Technical University Braunschweig, Zoological Institute, Division of Cellular Neurobiology; Twincore; Helmholtz Center for Infection Research; Hannover Medical School, Department for Clinical Immunology and Rheumatology, Department of Neuroanatomy, Institute of Immunology, Institute of Medical Microbiology and Hospital Epidemiology, Institute of Virology, Clinical Neuroanatomy and Neurochemistry u.a.

Funding: ZuivelNL, 163.000 EUR

Project Details:
Klinische Studie

Cooperation Partners:

Universität Utrecht, Universität Wageningen

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 236.482 EUR

Project Details:
Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht darin, Hinweise zu erlangen, ob und wenn ja, in welcher Weise der Einsatz von Glyphosat eine Beeinflussung des mikrobiellen Ökosystems in der Nutztierhaltung nach sich zieht. Dabei soll das Hauptaugenmerk neben einer möglichen Resistenzinduktion gegen Glyphosat darauf gerichtet sein, den Einfluss des Herbizids und seiner Begleit- oder Trägerstoffe auf die Anreicherung tier- und humanmedizinisch relevanter Keime, sowie auch auf wichtige antibiotikaresistente Erreger bei Schweinen und Rindern zu untersuchen. Außerdem soll eine mögöiche Chelatbildung durch Glyphosat und die daraus folgende Beeinträchtigung der Resorptionsvorgänge und den Einfluss von Glyphosat auf die bakterielle Proteinsynthese bei Rindern untersucht werden.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31662889

Cooperation Partners:

Prof. Dr. W. Windisch, Lehrstuhl für Tierernährung, Technische Universität München

Pof. Dr. U. Rösler, Institut für Tier- und Umwelthygiene, Freie Universität Berlin

Prof. Dr. Martin von Bergen, Institut für Biochemie, Universität Leipzip

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 238.300 EUR

Project Details:
Infektionen mit Ichthyophthirius multifiliis führen insbesondere in Forellenbetrieben teils zu hochgradigen Verlusten. Da derzeit in der EU keine wirksamen Medikamente zur Behandlung dieser Infektion bei Speisefischen zugelassen sind, besteht ein Therapienotstand. In AbiAqua sollen neue Ansätze zur Bekämpfung des Parasiten verfolgt werden. Zum einen soll die Zahl der infektiösen Parasitenstadien im Wasser und deren Verbreitung signifikant reduziert werden. Dies soll durch Nanofiltration und durch Blockierung der Übertragung durch Methoden, welche die Parasitenstadien im Wasser inaktivieren, die Wirtserkennung verhindern oder die Vermehrungsstadien durch geeignete Methoden abfangen, erreicht werden. Ein weiterer Aspekt soll die Entwicklung von neuen Impfstrategien gegen den Parasiten sein. Die verschiedenen Bekämpfungsstrategien sollen im Rahmen dieses Projektes einzeln und in Kombination miteinander getestet werden.

Das geplante Projekt soll in drei Phasen durchgeführt werden. In Phase eins sollen zunächst Methodiken für die drei Bekämpfungsansätze Nanofiltration, Transmissionsunterbrechung und Impfung gegen I. multifiliis unter Laborbedingungen entwickelt und unter praxisnahen Bedingungen getestet werden. Nach Vorliegen konkreter Ergebnisse sollen die vielversprechendsten Einzel-Ansätze bezogen auf die jeweilige Altersklasse der Fische unter praxisnahen Bedingungen auch in Kombination getestet werden. In Phase zwei sollen die gewonnenen Erkenntnisse und Methoden aus den Laborversuchen in die Praxis übertragen und unter Feldbedingungen hinsichtlich ihrer Effektivität in zwei Teichwirtschaften in den als geeignet erkannten Kombination getestet werden. Phase drei dient der Zusammenfassung der praxisrelevanten Ergebnisse mit dem Ziel eines möglichst breit angelegten Wissenstransfers von relevanten Management-Strategien in die Praxis. Die Ergebnisse sollen in ein Merkblatt eingehen und in die Ausbildung von Teichwirten und Tierärzten mit einfließen.

Cooperation Partners:

Kallert & Loy GBR, Adelsdorf

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Fischerei, Starnberg

Funding: Drittmittelprojekt, gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)., 170.000 EUR

Project Details:
Escherichia (E.) coli ist einer der wichtigsten Krankheitserreger in Wirtschaftsgeflügel und und einige Stämme können bei Masthähnchen das Krankheitsbild der aviären Kolibazillose hervorrufen. Diese häufig auftretende Erkrankung führt zu schweren wirtschaftlichen Einbußen und wird in der Regel mit Antibiotika behandelt, wodurch auch die Selektion unerwünschter multiresistenter Bakterien gefördert wird. Die Entwicklung neuer präventiver Strategien ist daher dringen notwendig, um den Erreger ohne den Einsatz von Antibiotika zu kontrollieren. Das Ziel dieses Projektes ist es, im Sinnes des One-Health Ansatzes neue Phagen zum Einsatz gegen E. coli-Infektionen bei Broilern zu isolieren und zu charakterisieren. Es wurden Broiler mit einem multiresistenten E. coli-Stamm kolonisiert und die Effizienz der Bakterienreduktion von zwei zuvor gewissenhaft charakterisierten Phagencocktails wurde überprüft. Die Ergebnisse lieferten wichtige Erkenntnisse zur gezielten Reduktion von E. coli-Stämmen im Hähnchendarm.

Results:

Publikationen:

1. Kittler S, Wittmann J, Mengden R et al. The use of bacteriophages as One-Health approach to reduce multidrug-resistant. Sustainable Chemistry and Pharmacy. Published 2017;5 80-83. doi: 10.1016/j.scp.2016.06.001

 

2. Kittler S, Mengden R, Korf IHE, et al. Impact of Bacteriophage-Supplemented Drinking Water on the E. coli Population in the Chicken Gut. Pathogens. 2020;9(4):293. Published 2020 Apr 16. doi:10.3390/pathogens9040293

 

3. Korf IHE, Kittler S, Bierbrodt A, et al. In Vitro Evaluation of a Phage Cocktail Controlling Infections with Escherichia coli. Viruses. 2020;12(12):1470. Published 2020 Dec 19. doi:10.3390/v12121470

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Förderung im Rahmen des DZIF (Deutsches Zentrum für Infektionsforschung), TTU Emerging Infections , 143.448 EUR

Project Details:
Viren können ihre Wirtsspezifität und pathogenen Eigenschaften durch verschiedene evolutionäre Mechanismen verändern. Da eine Vielzahl neuer Infektionskrankheiten des Menschen ihren Ursprung in Viren aus dem Tierreich hat, ist ein detailliertes Wissen über das Spektrum der Viren in Haus-, Nutz- und Wildtieren wichtig, um sich auf die Bedrohung durch neue Infektionskrankheiten künftig besser vorbereiten zu können. Das Hauptziel des Projekts ist die Identifizierung und Charakterisierung neuer Viren aus Rind und Schwein. Hierzu sollen Proben aus Kohorten gesunder und kranker Tierbestände systematisch gesammelt und untersucht werden. Neben der genetischen Charakterisierung mittels verschiedener Nukleinsäureamplifikations- und Sequenziertechniken (PCR, RT-PCR, sequenzunabhängige Amplifikation, next generation sequencing) stellen Untersuchungen der biologischen Eigenschaften dieser Viren sowie die Entwicklung entsprechender diagnostischer Tests interessante Perspektiven für weiterführende Arbeiten dar.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Nicole Fischer (UKE Hamburg-Eppendorf)

Prof. Dr. Adam Grundhoff (Heinrich-Pette-Institut, Hamburg)

Prof. Dr. Christian Drosten (Universität Bonn)

Project Details:
Until now only little is known about the impact of physiological oxygen conditions (physioxia) on the viability, differentiation process, and the antimicrobial activity of immune cells like mast cells (MCs). MCs are important innate immune cells mediating immune cell recruitment and antimicrobial defense. They originate from hematopoietic precursors and specifically differentiate to mature and functional MCs in the destination tissue such as skin, mucosa and intestine. To differentiate MCs and to study their immune cell function, atmospheric oxygen conditions (20-21% O2) are traditionally used in cell culture although the physiological oxygen conditions in vivo in tissues are significant lower. This study aims to characterize the differentiation of immature murine bone marrow-derived MCs under physiological oxygen conditions (7% O2; 53 mmHg). Therefore, bone marrow derived suspension cells were cultured in the presence of IL-3 for 39 days with continuous, non-invasive determination of the oxygen level using a Fibox4-PSt3 measurement system without technique-dependent oxygen consumption. Cellular viability and differentiation status were monitored with cell specific surface marker using flow cytometry. The impact of physioxia on the maturation of MCs was ascertained by investigating histamine level with high performance liquid chromatography and quantifying the expression of the transcription factor hypoxia-inducible factor 1 (hif-1á) and its target genes vegf, il-6, and tnf-á with real time PCR. Using toluidine blue staining we confirmed that the differentiated MCs stay viable under physioxia during the specified period of 39 days. Interestingly, MCs cultivated at 7% O2 (53 mmHg) show a significantly delayed differentiation rate defined by CD117-positive cells compared to MCs cultivated under normoxia (21% O2). Investigating the gene expression of hif-1á and its target genes of differentiated MCs exhibited a significant lower transcript expression under physioxia compared to normoxia. Moreover, the amount of intracellular stored histamine is significantly decreased in MCs differentiated under low oxygen levels.

Cooperation Partners:

oProf. Herbert Fuhrmann, Universität Leipzig, Veterinärmedizinische Fakultät, Veterinär-Physiologisch-Chemisches Institut, Leipzig

Project Details:
Bei vermehrter Aufnahme von Sand über das Futter kann es zu einer Anreicherung von Sand im Gastrointestinaltrakt (GIT) des Pferdes kommen. Von vielen Klinikern wird eine vermehrte Ansammlung von Sand im GIT von Pferden als eine mögliche Ursache für Koliken angesehen. In der Praxis wird der Sandgehalt der Faeces oftmals semiquantitativ mittels einer sehr einfachen "Aufschwemmprobe" einer geringen Kotmenge in einem Handschuh geprüft.
Vor diesem Hintergrund sollen Vorgehen und Ergebnisse bei dem in der Praxis üblichen "Handschuhtest" mit exakten laboranalytischen Verfahren (Rohasche/ HCl unlösliche Asche) verglichen werden. Da in Vorversuchen eine erhebliche tagesabhängige Variation in der faecalen Sandausscheidung selbst unter identischen Haltungs- und Fütterungsbedingungen festgestellt wurde, zielen die Untersuchungen auch auf eine engmaschigere Erhebung von Daten zum Sandgehalt im Kot, um zu überprüfen, ob die in der Diagnostik oftmals angewandte einmalige Probenentnahme ("spot-sampling") überhaupt geeignet ist, um Pferde mit unüblich hohen Sandgehalten im GIT sicher detektieren zu können.

Cooperation Partners:

Tierklinik Lüsche

Funding: DFG, 378.000 EUR

Project Details:
Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) ist der Erreger der Paratuberkulose (John’sche Krankheit, JD), einer chronisch granulomatösen Enteritis bei Wiederkäuern. JD ist eine der am weitesten verbreiteten bakteriellen Krankheiten in der Nutztierhaltung und verursacht enorme wirtschaftliche Kosten. Die Pathomechanismen des Erregers MAP sind jedoch weitgehend unerforscht. Ziel unserer Studien war daher die Erforschung der MAP Pathobiologie unter Einbeziehung verwandter M. avium ssp. Stämme bzw. nicht pathogener Mykobakterien. Ziel dieses Projektes ist daher die Relevanz von Zink und Zink-Transportern in MAP hinsichtlich Metabolismus und Pathobiologie zu klären.

Results:

Derzeit ist ein Verlängerungsantrag in Begutachtung.

Funding: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein, 354.000 EUR

Project Details:
In this project the findings regarding grey seal predation, which were obtained in an earlier pilot study, shall be applied and extended. Retrospective studies indicate that predation occurs for a longer time and on a larger scale than previously known. However, an uncertainty exists about several aspects, especially the range of this behaviour and the associated impact on marine mammal populations and their ecosystem. Against the background of these findings and the constantly increasing number of grey seals the ecological backgrounds, frequency and potential causes as well as consequences of this behaviour shall be assessed in this study.

Standardised and reproducible methods are required in order to conduct a scientifically verified evaluation and quantification. Therefore, methods for the evaluation of carcasses shall be established in this secondary project to analyse the cause of death of stranded marine mammals and to prevent misinterpretations in the future.

Following questions shall be investigate

Since when does this predation behaviour occur against other marine mammals?

If it is a recent behaviour, it is to be determined if and which alterations in the ecosystem caused this phenomenon.

Are the concerned grey seals individual animals?

In order to deviate the behaviour´s ecological relevance for the ecosystem, it shall be investigated if it is an anomaly of individual seals or if it is a prevalent and common behaviour.

Which age group and sex can these grey seals be allocated?

Existing data shall be analysed if it is a sex- or age-specific behaviour potentially. They shall assist to clarify the behaviour´s possible ethological origin.

Are there regional and seasonal foci of these incidents?

The spatial dimension of this behaviour shall be investigated as well as whether there are sensitive periods when this behaviour can be observed potentially. Hence conclusions on possible impacts on other marine mammal populations can be derived.

Which behaviour do predating grey seals exhibit?

This aspect is important for the evaluation of carcasses in order to better judge and assess lesion patterns.

Which diagnostic tools are available?

Histopathological analytical methods shall be tested and standardised to reliably estimate the carcasses´ cause of death.

How can grey seal predations be distinguished from other kills, for example by terrestrial predators?

For this purpose cost-efficient genetic techniques shall be established, which can be utilised to detect grey seal predation in general.

The findings gained in the framework of this project shall facilitate a management of marine mammals in German waters and beyond, based on substantiated knowledge.

Results:

van Neer, A.; Gross, S.; Kesselring, T.; Wohlsein, P.; Leitzen, E.; Siebert, U.: Behavioural and pathological insights into a case of active cannibalism by a grey seal (Halichoerus grypus) on Helgoland, Germany

In: Journal of Sea Research 148-149 (2019), 12-16

https://doi.org/10.1016/j.seares.2019.03.004