Research

Funding: FAZIT-Stiftung, 35.000 EUR

Project Details:
Inflammatory bowel disease (IBD) is a chronic disease of the gastrointestinal (GI) tract characterized by the onset of inflammation and tissue damage. Ample evidences suggest that IBD pathogenesis results from a multifactorial process involving genetic, environmental as well as immunogenic factors. Ulcerative colitis (UC) is an IBD characterized by the chronic inflammation of the colon. Depending on the location and extent of inflammation, UC can be referred to as: 1) ulcerative proctitis, 2) proctosigmoiditis, and 3) universal colitis. Under the last condition, another process called backwash ileitis (BWI) can result from the influx of colonic content to the ileum through an inflamed ileoceacal valve, extending thus the colitis to the terminal ileum. Gut mucosa integrity and functions such as digestion/absorption, detoxification, non-immune defensive roles and cell-cell interactions require the activities of hydrolases of the small intestinal brush border membrane (BBM) as well the presence of important basolateral membrane proteins [1, 5-9]. Alterations in the expression and activity of BBM hydrolases i.e. intestinal alkaline phosphatase (IAP), disaccharidases and aminopeptidases N (APN) have been observed in different colitis-induced animal models. Interestingly, abnormalities of the small intestine such as compromised enzymes activities and decreased intestinal cell differentiation were also observed in freshly isolated ileum from UC patients. In addition to the BBM hydrolases basolateral membrane proteins that play key roles in maintaining the integrity of intestinal cells such as mucusal mucin, E-cadherins and connexin 43 (Cx43) among others are also reported to contribute to the pathogenesis of UC.
The general aim of this project is to decipher using in vitro and in vivo models, the role of calcium signaling in ER stress and how is this could lead to a dysfunction of the intestinal epithelial cells.

Cooperation Partners:

1. Prof. Dr. Anaclet Negezahayo, Institut für Biophysik der Leibniz-Universität Hannover;

2. Prof. Dr. Marwan El-Sabban, Medical Faculty, American University of Beirut

Funding: MWK Niedersachsen / VW Stiftung , 7.400.000 EUR

Project Details:
N-RENNT (Niedersachsen Research Network on Neuroinfectiology) aims to start a neuroinfectiology research network in Lower Saxony fostering and boosting this young and important interdisciplinary field. N-RENNT 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 by lasting support by the Speaker University (University of Veterinary Medicine Hannover, TiHo).

Cooperation Partners:

-Max Planck Institute of Experimental Medicine Göttingen, Clinical Neuroscience, Neurogenetics

-Technical University Braunschweig, Zoological Institute, Division of Cellular Neurobiology

-Institute for Experimental Infection Research, -Twincore -Center for Experimental and Clinical Infection Research -Helmholtz Center for Infection Research,Infection Genetics -University Medical Center Göttingen, Department of Neuroimmunology

- Hannover Medical School, Department for Clinical Immunology and Rheumatology,Department of Neuroanatomy

Institute of Immunology, Institute of Virology, Clinical Neuroanatomy and Neurochemistry

Project Details:
Etablierung von Protokollen zur Herstellung von Späroiden aus Mammakarzinomzellen

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Udo Markert, Plazenta-Labor, Universität Jena

Project Details:
Die Studie untersucht den Einfluss von Futter auf Fitness und Beweglichkeit bei alten Hunden. Das Futter ist reich an Antioxidantien, Vitamin B12 und L-Carnitin. Diese Inhaltsstoffe gelten ernährungsphysiologisch als förderlich für Gelenke und Muskulatur. Mit der Studie soll geprüft werden, ob ein solches Futter die Bewegungslust und damit die Lebensqualität älterer Hunde verbessern kann. Dies wird anhand von computergestützter Ganganalyse und der Messung des Laktatwertes nach Belastung überprüft. Außerdem wird untersucht, ob die Alterung von Zellen verlangsamt werden kann (Telomerlängenmessung).
Als Untersuchungsgut dienen Schäferhunde. 40 Hunde, die über 8 Jahre alt sind, und für die Kontrollgruppe 40 Hunde zwischen 1 Jahr und 4 Jahren. Diese werden für 6 Monate mit dem zu untersuchenden Futter oder einem Kontrollfutter gefüttert. Bei der Ganganalyse wird auf einem Laufband die Bewegung der Hunde untersucht, dazu werden kinetische und kinematische Aufnahmen gemacht. Außerdem werden eine Allgemeinuntersuchung, eine orthopädische Untersuchung und eine Blutuntersuchung (großes Blutbild, Laktatwertbestimmung, Telomerlängenmessung) durchgeführt. Der Laktatwert wird nach einem Belastungstest erneut bestimmt. Nach 3 und nach 6 Monaten werden die Hunde nochmal kontrolluntersucht.

Project Details:
Die Beladung von Zellen mit verschiedenen Molekülen für therapeutische Ansätze ist ein wichtiger Bereich der Molekularmedizin. Hierbei bieten besonders Primär- und Stammzellen großes Potential zur Entwicklung therapeutischer Ansätze. Konventionelle Methoden stoßen dabei jedoch besonders bei sensitiven und schwer zu manipulierenden Zellen oftmals an die Grenzen des Möglichen. Daher sind alternative Methoden zur Beladung von Zellen mit verschiedenen Moleküle für therapeutische und diagnostische Zwecke laufend im Fokus der Molekularmedizin, um Zellen für therapeutische Ansätze in einer ausreichenden Zellzahl zu manipulieren.
Mit der am Laser Zentrum Hannover, AG Biophotonische Bildgebung und Manipulation, entwickelte neuartigen Methode der Goldnanopartikelvermittelten (gold nanoparticle mediated; GNOME) Lasertransfektion ist es möglich, diverse bioaktive Moleküle wie z.B. genetisches Material oder Proteine ins Zellinnere zu schleusen. Diese neuartige Methode nutzt für eine transiente Membranpermeabilisierung Plasmonenresonanzen, die durch Laserbestrahlung auf Gold-Nanopartikeln hervorgerufen werden. Durch die Membranpermeabilisierung erfolgt dann direkt die molekulare Beladung von Zellen. Da es sich bei der GNOME-Lasertransfektion um einen physikalischen Prozess handelt und es somit keine aktive Beteiligung der Zelle gibt, ist diese Methode im Gegensatz zu anderen konventionellen Methoden weitestgehend unabhängig vom bearbeiteten Zelltyp. Mit dieser Methode ist es möglich einen hohen Durchsatz mit gleichzeitig einhergehender zellschonender Behandlung zu erreichen und somit genügend Zellen für therapeutische Ansätze in adäquater Zeit zu manipulieren.
In dem vorliegenden Projekt sollen Zellen mit rekombinanten Proteinen wie u.a. dem Mobility Group Box 1 (HMGB1) beladen werden. Hintergrund ist ein therapeutischer Ansatz welcher auf die Vakzinierung mit modifizierten Immunzellen zur Behandlung von Leukämie zielt. Durch die angestrebte Beladung von Zellen mit rekombinantem HMGB1 soll eine gesteigerte Immunreaktion nach der Vakzinierung erreicht werden. Das HMGB1 Protein hat extrazellulär eine proinflammatorische (entzündungsfördernde) Wirkung und soll nach einer Stimulation der manipulierten Zellen lokal immunstimulatorisch auf andere Zellen wirken, welche wiederum aktiv an der Eliminierung von Tumorzellen beteiligt sind.
Zur Überprüfung der Machbarkeit werden Zellen in vitro mittels GNOME-Lasertransfektion mit rekombinantem HMGB1 Protein beladen. Im ersten Schritt der Studie werden Proteine in verschiedenen Konzentrationen in verschiedene eukaryontische Zelllinien eingebracht um eine "therapeutische Dosis" zu evaluieren. Im Folgenden wird eine erfolgreiche Stimulation mit ausgewählten Zytokinen und damit die gesteuerte Abgabe des künstlich eingebrachten rekombinanten HMGB1 in das extrazelluläre Medium angestrebt. Hierfür werden verschiedene Analysemethoden wie Flow Zytometrie, Western Blot und PCR eingesetzt. Ebenfalls können in den ex vivo Versuchen grundlegende Fragestellungen zu den Auswirkungen des HMGB1 Proteins auf Zellen sowie die Stimulation geklärt werden. Fernziel des Projektes ist es, die manipulierten Zellen als Tumorvakzine einzusetzen.

Cooperation Partners:

Biomedizinische Optik, Biophotonische Bildgebung und Manipulation, Laser Zentrum Hannover e.V., Dr. T. Ripken, Dr. H. Meyer, Dr. M. Schomaker

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

Funding: MWK Niedersachsen / VW Stiftung, 7.400.000 EUR

Project Details:
N-RENNT (Niedersachsen Research Network on Neuroinfectiology) aims to start a neuroinfectiology research network in Lower Saxony fostering and boosting this young and important interdisciplinary field. N-RENNT 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 by lasting support by the Speaker University (University of Veterinary Medicine Hannover, TiHo).

Cooperation Partners:

-Max Planck Institute of Experimental Medicine Göttingen, Clinical Neuroscience, Neurogenetics

-Technical University Braunschweig, Zoological Institute, Division of Cellular Neurobiology

-Institute for Experimental Infection Research, -Twincore -Center for Experimental and Clinical Infection Research -Helmholtz Center for Infection Research,Infection Genetics -University Medical Center Göttingen, Department of Neuroimmunology

- Hannover Medical School, Department for Clinical Immunology and Rheumatology,Department of Neuroanatomy

Institute of Immunology, Institute of Virology, Clinical Neuroanatomy and Neurochemistry

Project Details:
In vivo und in vitro Untersuchungen zum Nachweis immunzellvermittelter Ausschüttung von Zytokinen

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Akio Miyamoto, Universität Obihiro, Japan

Project Details:
Dystonia musculorum (DM) ist eine neurodegenerative Erkrankung, welche durch eine Mutation im Dystonin-Gen entsteht. Die Erkrankung tritt beim Menschen und bei der Maus auf und wird auch als hereditäre sensorische autonome Neuropathie bezeichnet. Mäuse mit einer solchen Genmutation zeigen starke Bewegungsstörungen und versterben in einem Alter von 3 bis 4 Wochen.
In dieser Studie soll eine neue, spontan aufgetretene Mutation bei C57BL/6N-Mäusen klinisch und morphologisch sowie auf DNA- und Proteinebene charakterisiert werden.
Die Untersuchungen werden an 13 bis 22 Tage alten Tieren durchgeführt. Es soll die Identifizierung und molekulare Charakterisierung des betroffenen Genomabschnitts erfolgen. Zudem soll mittels eines polyklonalen Antikörpers im Western Blot das Dystonin-Protein bei erkrankten Mäusen und Kontrolltieren im Hirnstamm detektiert werden. Die degenerativen Veränderungen im Gehirn und Rückenmark wird mit Antikörpern, die gegen das Amyloidvorläuferprotein (amyloid precursor protein, APP), phosphoryliertes (pNF) und nicht-phosphoryliertes (nNF) Neurofilament gerichtet sind, immunhistologisch auf axonale Schäden untersucht. Zudem soll eine transmissionselektronenmikroskopische Untersuchung Aufschluss über mögliche ultrastrukturelle Veränderungen geben. Die Phänotypisierung der Mäuse beinhaltet zudem eine histologische Untersuchung der peripheren Organe (inkl. lymphatischer Organe, endokriner Organe sowie Organe des Gastrointestinaltrakts sowie des Urogenital- und Respirationstrakts).

Cooperation Partners:

Dr. Ulrike Teichmann; Max Planck Institute for Biophysical Chemistry; Am Fassberg 11; 37077 Göttingen

Funding: #

Project Details:
Axonale Schäden sind wesentlich an demyelinisierenden, entzündlichen bedingten Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS) beteiligt. Neben seiner Bedeutung für die Veterinärmedizin hat die durch das kanine Staupevirus (canine distemper virus, CDV) ausgelöste Staupeenzephalitis einen hohen Stellenwert als spontan auftretende Modellerkrankung für die Multiple Sklerose (MS) beim Menschen erlangt. Untersuchungen über die Pathogenese von Axonschädigungen ergaben Hinweise auf eine wesentliche Beteiligung des axonalen Zytoskeletts und axonaler Transportmechanismen an deren Entstehung. Während die klinische Bedeutung des entstehenden Axonschadens bei den genannten Erkrankungen unstrittig ist, bedarf das Verständnis der zu Grunde liegenden Mechanismen weiterer Aufklärung.
In dieser Studie sollen die axonalen Schäden bei der Staupeenzephalitis untersucht werden, um weitere Einblicke in die Pathogenese bei diesem Tiermodell zu gewinnen und diese möglicherweise auf die Situation bei humanen Erkrankungen übertragen zu können.

Project Details:
Mit einer Mortalitätsrate von etwa 0,24 % ist die Narkose des Pferdes im Vergleich zur Humanmedizin (narkoseassoziierte Mortalität 0,0001%) um ein Vielfaches risikoreicher. Der Großteil der Komplikationen ist dabei auf eine verminderte Perfusion auch in Kombination mit einer vorliegenden Hypoxie zurückzuführen.
Hämodynamische Parameter wie die Herzfrequenz und der arterielle Blutdruck sind unter Klinikbedingungen wenig-invasiv zu erheben, geben aber auch nur eingeschränkt Informationen über die globale und regionale Perfusion. Besser geeignet scheint hier die Bestimmung des Herzminutenvolumens oder die direkte Messung der peripheren Perfusion. Dies ist jedoch nur unter großem technischem Aufwand möglich.
Verschiedene Studien haben bereits den Einfluss unterschiedlicher Medikamente und Narkosetechniken auf die Kreislaufsituation und die muskuläre Perfusion untersucht jedoch wurde in keiner dieser Studien der Einfluss der Anästhesie auf die Perfusion des Gastrointestinaltraktes untersucht.
Vor allem Beim Pferd gehören die gastrointestinalen Erkrankungen immer noch zu den häufigsten Mortalitätsursachen. Auch nach einer Allgemeinanästhesie kommt es häufig zu Komplikationenin diesem Bereich, die vor allem auf Motilitätsstörungen (z.B. POI) zurückzuführen sind.
Unterschiedliche Anästhesietechniken werden im Rahmen dieser Studien bezüglich ihres Einflusses auf die globale Perfusion (Thermodilution, Lithiumdilution) und die Mikroperfusion (Skelettmuskulatur, Spanchnikusgebiet) mithilfe von Infrarotspektroskopie und Laserdoppler Technik untersucht.

Results:

L. Wittenberg-Voges, K. Hopster, S. Kästner (2018)

Effects of alpha-2-agonists with and without the peripheral alpha-2-antagonist MK-467 on microperfusion of the gastrointestinal tract of horses in general anaesthesia.

Vet Anaesth Analg. 2017 Sep 15. pii: S1467-2987(17)30349-5

 

Dancker, Ch., K. Hopster, K. Rohn, S. Kästner (2018)

Effects of dobutamine, dopamine, phenylephrine and noradrenaline on systemic haemodynamics and intestinal perfusion in isoflurane anaesthetised horses. Equine Vet J. 50, (1): 104-110.

 

Hopster, K, Stephan Neudeck, Liza Wittenberg-Voges, Sabine BR. Kästner (2017) The relationship between intestinal and oral mucosa microcirculation in anaesthetized horses. Vet Anaesth Analg. https://doi.org/10.1016/j.vaa.2017.07.005

 

Hopster, K, Liza Wittenberg-Voges, Sabine B.R. Kästner (2017)

Xylazine infusion in isoflurane-anesthetized and ventilated healthy horses: Effects on cardiovascular parameters and intestinal perfusion. Can J Vet Res. 81(4):249-254.

 

Hopster, K., L. Wittenberg-Voges, F. Geburek, Ch. Hopster-Iversen, S.B.R. Kästner (2017) Effects of controlled hypoxemia or hypovolemia on global and intestinal oxygenation and perfusion in isoflurane anesthetized horses receiving an alpha-2-agonist infusion. BMC Veterinary Research 2017 13:361.

Cooperation Partners:

Prof Outi Vaino, Universität Helsinki

Dr Marja Raekallio, Universität Helsinki