Research

Funding: DFG SFB Transregio 37

Project Details:
Die Bedeutung hämatopoetischer Stammzellen in der Tumorimmuntherapie hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen, wobei der Einsatz genetisch veränderter Zellen großes Potential bietet. Die Transfektion hämatopoetischer Stammzellen mit konventionellen Transfektionstechniken ist jedoch schwierig und die erreichten Effizienzen sind gering. Mit Hilfe ultrakurzer Laserpulse (fs-Pulse) können zelluläre Strukturen mit einer Genauigkeit im sub-µm-Bereich bearbeiten werden. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Technologie eine in vitro Transfektion verschiedener epithelialer Säugetierzelllinien mit einer Effizienz um 60-70% ermöglicht, jedoch ist die Anwendung auf einzelne Zellen limitiert. Die Anwendung und Untersuchung dieser Technologie bei hämatopoetischen Stammzellen, welche die Möglichkeit zur Expansion und Differenzierung post transfectionem haben, erscheint, besonders vor dem Hintergrund der begrenzten Verfügbarkeit und der aufwändigen Gewinnung von hämatopoetischen Stammzellen, extrem interessant.
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SFB / Transregio 37 mit dem Titel "Mikro- und Nanosysteme in der Medizin - Rekonstruktion biologischer Funktionen" konnten im Teilprojekt A2 "Lastergestützte Transfektion von Stammzellen" erfolgreich grundlegende und weiterführende Untersuchungen zur Entwicklung einer differenzierten Tumortherapie bearbeitet werden.
In Anlehnung an diese Arbeiten sollen in diesem Projekt mittels hocheffizienter Nanopartikel Lasertechnologie canine hämatopoetische Stammzellen mit immun-modulatorischen Molekülen (IMM ) (Nukleinsäuren/Proteinen) transfiziert und zu High Mobility Group Box 1 Protein (HMGB1) exprimierenden Dendritische Zellen (DZ) differenziert werden.
Die bisherigen Transfektionsstrategien sollen auf die flächige Lasertransfektion erweitert werden, um ganze Gewebverbände wie Tumore in ihrer Immunogenität modifizieren zu können und damit die Ergebnisse von immuntherapeutischen Strategien (Vakzinierung) lokal zu verbessern. Das Expansionsverhalten und die immunostimulatorische Potenz der transfizierten DZ werden charakterisiert und weiterhin der Effekt der IMM in vivo im Gewebeverband untersucht. Der Einsatz der IMM-Vakzinierungsstrategien (DZ/in vivo Transfektion) soll im autologen und allogenen Großtiermodell sowie Kleintiermodell erfolgen. Das canine Großtiermodell ist ein Auszucht-Modell, welches bezüglich der genetischen Varianz dem menschlichen Immunsystem deutlich mehr ähnelt als Inzucht Tiermodelle. Untersuchungen im Bereich der allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSZT) haben gezeigt, dass eine sehr gute Übertragbarkeit der am Hund erhaltenen Ergebnisse auf das humane System besteht.

Cooperation Partners:

Klinik für Innere Medizin III - Hämatologie, Onkologie, Palliativmedizin, Universität Rostock, Prof. Dr. C. Junghanß

Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Prof. Dr. A. Heisterkamp

Biomedizinische Optik, Biophotonische Bildgebung und Manipulation, Laser Zentrum Hannover, Dr. M. Schomaker

Funding: DFG, Frauchiger Stiftung, Gesellschaft der Freunde der TiHo, AfT, 40.000 EUR

Project Details:
Erkrankungen des Rückenmarkes sind sehr häufige Störungen des zentralen Nervensystems des Hundes. In einem Teilprojekt wird in Vorbereitung zu neuen Behandlungsmethoden die Prognose nach schweren Rückenmarkstraumen (Bandscheibenvorfall, Trauma) neu evaluiert und die prognostische Aussagekraft des MRT beurteilt. DTI und Fibre tracking, als auch die Darstellung der Bandscheibe mittels mFFE stehen derzeit im Mittelpunkt der Untersuchungen. Die Spektroskopie wird evaluiert. In weiterführenden Studien wird der Einfluss der Mikroglia bei der Entstehung von Rückenmarksschäden nach Kompression/Trauma untersucht.

Funding: VDD, 35.000 EUR

Project Details:
Ziel der Arbeit ist es die Populationsstrukturen der oben genannten Rassen im Hinblick auf den Einfluss von Gründertieren, Verwandtschaft, Inzucht und Populationsgröße zu analysieren. Zudem werden die genetischen Parameter der Hüftgelenkdysplasie geschätzt und die Entwicklung des Zuchtfortschritts überprüft. Anschließend wird eine DNA-Bank für diese Rassen aufgebaut, um mit molekulargenetischen Methoden die Hüftgelenkdysplasie aufzuklären. Dafür wird ein Halbgeschwisterdesign aufgebuat. Nach den bisherigen Populationsanalysen sollte es möglich sein, QTL für diese Rassen zu finden.
Genomweite Scans für Hüftgelenkdysplasie wurden durchgeführt. Die weiteren Arbeiten erstrecken sich auf Next-Generation-Sequencing von ausgewählten Hunden zur Aufklärung der kausalen genetischen Varianten.

Cooperation Partners:

Verein Deutsch Drahthaar e.V. (VDD)

Griffon-Club e.V.

Tierkliniken

Project Details:
Immunotoxine (Antikörper-Toxin-Heterokonjugate) können in der Behandlung metastatischer Formen des Prostatakarzinoms eingesetzt werden, um Toxine zielgerichtet an die Zelloberfläche zu bringen. PSMA als integrales Membranprotein und PSCA als GPI-verankertes Protein werden hier als geeignete Targets angesehen. Die Optimierung des Einsatzes von Immunotoxinen erfordert wegen des zellzerstörenden Potentials eine genaue Betrachtung der Eigenschaften und der Physiologie (z.B. Biosynthese, Transportverhalten, Verteilung an der Zelloberfläche polarisierter Zellen, Modus der Internalisierung) von PSMA und PSCA in gesunden und Tumorzellen.

Ein Teilprojekt stellt die Untersuchung der Übertragbarkeit dieser Erkenntnisse auf den Hund dar, da dieser neben dem Menschen als einzige weitere Säugetierart ebenfalls spontan Tumore der Prostata entwickelt.

Cooperation Partners:

Dr. Giulio Fracasso, Institut für Pathologie, Universität Verona, Italien

Project Details:
Die Knochenmarkzytologie ist ein einfaches weiterführendes Untersuchungsverfahren, vor allem zur Diagnose und zum Staging von hämatologischen Erkrankungen. Allerdings ist ihre diagnostische Relevanz im Vergleich zu Referenzverfahren beim Kleintier bislang wenig untersucht. Daher werden in diesem Projekt Hunden mit ausgewählten Erkrankungen (Anämie, malignens Lymphom, Leukämie, Karzinom, etc.) neben Knochenmarkaspiraten zeitnah auch konventionelle Stanzbiopsien des Knochenmarks zur histologischen Untersuchnung entnommen, um die diagnostische Aussage der Knochenmarkzytologie zu evaluieren. Präparate von beiden Materialien werden mit Routine- und verschiedenen Spezialfärbungen gefärbt und nach verschiedenen Kriterien (Zellularität, Verhältnis der Granulopoese zur Erythropoese, Nachweis von Tumorzellen etc.) ausgewertet.

Cooperation Partners:

Dr. Adrian Philbey, Institute of Comparative Pathology, University of Glasgow

Dr. Florian Länger, Institut für Pathologie, Medizinische Hochschule Hannover

Funding: Türkische Botschaft, 150.000 EUR

Project Details:
Kongenitale Anomalien sind beim Rind weitverbreitet. Viele dieser Anomalien sind erblich bedingt. Deshalb sollen mittels klinischer, pathologisch-morphologischer, populationsgenetischer, zytogenetischer und molekulargenetischer Methoden die erbliche Genese aufgeklärt werden. Die Fälle werden von Tierärzten, Rinderhaltern, Besamungsstationen und Tiergesundheitsdiensten gemeldet. Weiterhin wurde das Meldesystem über ein Web-basiertes System verbessert werden. In Einzelfällen werden Zuchtversuche durchgeführt.
Molekulargenetische Untersuchungen erfolgen mittels genomweiten
high-density Beadchips und Next-Generation-Sequencing.

Funding: Hannoveraner Zuchtverband, 5.000 EUR

Project Details:
In der Untersuchung sollen mit populationsgenetischen Auswertungen die genetischen Effekte auf Reproduktionsparameter von Hengst und Stute untersucht werden. Die Arbeiten sollen die genetischen Parameter für die wichtigsten Parameter der Fruchtbarkeit aufzeigen.
Die Ergebnisse können dann auch Hinweise darauf geben, inwieweit eine verstärkte Selektion auf höhere Fruchtbarkeit bei Hengsten und Stuten erfolgreich sein könnte.

Results:

Spermamerkmale bei Hannoveraner Deckhengsten

In der vorliegenden Studie wurden die Spermaqualitätsmerkmale Ejakulatvolumen, Spermiendichte, Gesamtspermienzahl, Vorwärtsmotilität und Gesamtanzahl vorwärtsbeweglicher Spermien von 106 Hannoveraner Hengsten des Niedersächsischen Landgestütes Celle untersucht. Insgesamt gingen 13.855 Frischsamenprotokolle aus den Jahren 2009 und 2010 in die Auswertungen ein. Mittels gemischter Modelle wurden die fixen Einflüsse von Absamjahr, Absammonat, Station und Altersklasse des Hengstes sowie der zufällige Effekt des Hengstes auf Signifikanz überprüft. Die fixen Effekte Absammonat, Station und Altersklasse des Hengstes ergaben für alle ausgewerteten Spermaparameter signifikante Ergebnisse. Das Absamjahr hatte mit Ausnahme des Ejakulatvolumens einen signifikanten Einfluss auf die ausgewerteten Merkmale. Mit Ausnahme der Dichte zeigten sich die höchsten Werte für die Spermamerkmale in den Absammonaten Juni bis August, die höchste Dichte trat in den Monaten Januar bis März auf. Der zufällige Effekt Hengst hatte einen Anteil von 43 bis 62 % an der Gesamtvarianz der Spermaparameter. Über ein erweitertes Analysemodell mit den Interaktionseffekten Hengst innerhalb Absamjahr, Absammonat und Station konnte ein Anstieg des relativen Varianzanteils für den zufälligen Effekt Hengst auf 55-65 % gezeigt werden. Die Interaktionseffekte für Hengst x Absamjahr beliefen sich auf 6-14 %, für Hengst x Station auf 8-15 % und für Hengst x Absammonat auf 3-8 %.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Spermaqualität überwiegend vom Hengst bestimmt wird und dass signifikante Interaktionen zwischen Hengsten und Umweltfaktoren zu Variationen in den Spermaparametern beitragen.

Heritabilität von Samenmerkmalen bei Deutschen Warmbluthengsten

Cooperation Partners:

Niedersächsisches Landgestüt Celle

Hannoveraner Zuchtverband

Funding: DFG FOR 499

Project Details:
Research on the role of emotions in acoustic communication and its evolution has been neglected for a long time.
The DFG-funded Research Unit 499 aimed to study the role of emotions in the evolution of acoustic communication. Production, perception and neuronal processing were studied in animal models and humans taking comparable approaches, with particular emphasis on speech and music.

Results:

e.g.

 

Scheumann, M.*; Hasting, A.S.*; Zimmermann, E.; Kotz, S.A. (2017). Human Novelty Response to Emotional Animal Vocalizations: Effects of Phylogeny and Familiarity. Frontiers of Behavioural Neuroscience 11:204.

 

Scheumann, M.; Hasting, A.S.; Kotz, S.A.; Zimmermann, E. (2014). The voice of emotion across species: How do human listeners recognize animals' affective states? PLoS ONE 9(3): e91192.

 

Altenmüller, E.; Schmidt, S.; Zimmermann, E. (2013; eds.): Evolution of Emotional Communication: from Sounds in Nonhuman Mammals to Speech and Music in Man. Oxford University Press, Oxford. DOI: 10.1093/acprof:oso/9780199583560.001.0001

 

Bastian, A., & Schmidt, S. (2008). Affect cues in vocalizations of the bat, Megaderma lyra, during agonistic interactions. Journal of the Acoustical Society of America, 124(1), 598-608. DOI:10.1121/1.2924123

 

Scheumann, M.; Zimmermann, E.; Deichsel G (2007). Context-specific calls signal infant?s needs in a strepsirrhine primate, the gray mouse lemur (Microcebus murinus). Developmental Psychobiology. 49(7): 708-718.

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5470045

Cooperation Partners:

Lisette Leliveld, PhD, Leibniz Institute for Farm Animal Biology

Prof. Dr. Altenmüller, Institut für Musikphysiologie und Musiker-Medizin der Hochschule für Musik und Theater, Hannover

Prof. Dr. Alter, School of Neurology, Neurobiology and Psychiatry

Newcastle University Medical School, GB

Prof. Dr. Chuck Snowdon, Psycholgy, University of Madison, USA

Prof. Dr. Ehret, Abteilung Neurobiologie, Universität Ulm, Ulm

Prof. Dr. Kölsch, Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig

Prof. Dr. Kopiez, Institut für Musikpädagogische Forschung der Hochschule für Musik und Theater, Hannover

Prof. Dr. Kotz, Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig

Prof. Dengler, Dr. Schröder, Abteilung Neurologie mit Klinischer Neurophysiologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover

Prof. Dr. Dirk Wildgruber, Abteilung Affektive Neurophysologie, Universität Tübingen

Prof. Dr. Tecumseh Fitch, Kognitionswissenschaften, Wien, A

Prof. Dr. Alban Lemasson, Station primatologie, Université de Rennes 1, F

Prof. Dr. Michael Owren, Psycholgy, Georgia State University, USA

Funding: International Committee on the Systematics of Prokaryotes; Industrie , 8.000 EUR

Project Details:
Identifizierung und stammspezifische Charakterisierung von Milchsäurebakterien (Laktobazillen, Enterokokken, Bifidobakterien) mit phäno- und genotypischen Methoden sowie taxonomische Zuordnung.

Cooperation Partners:

8 wissenschaftliche Einrichtungen (international)

Project Details:
An Synovialgewebsproben von Hunden mit Synovialitiden unterschiedlicher Genese (immunvermittelte Polyarthritis, lymphoplasmazelluläre Synovitis bei spontanem Kreuzbandriss und bei Hunden mit nicht rupturierten Kreuzbändern) werden mittles metachromatischer sowie enzym- und immunhistochemischer Färbetechniken Untersuchungen zur Charakterisierung von Mastzell- und Makrophagen-Subtypen durchgeführt.