Research

Project Details:
Ziel dieses Projektes ist eine Simulationsmethodik zu entwickeln, mit deren Hilfe neu entwickelte Hüftgelenksprothesen für den Hund auf ihre Eignung untersucht werden können.
Das Design für neue Hüftgelenkstotalendoprothesen (HTEP) wird häufig von humanmedizinischen Prothesen übernommen und lediglich in der Größe an den Hund angepasst. Die Belastung des Hüftgelenks des Hundes entspricht jedoch aus biomechanischer Sicht nicht der des Menschen, da die Gewichtsverteilung durch die vierbeinige Fortbewegung beim Hund anders ist. Dadurch sind die Anforderungen an das Design einer HTEP für den Hund andere, als die an eine HTEP für den Menschen. Die Lasteinleitung über die Prothese in den Knochen spielt eine wichtige Rolle bei Knochenumbauprozessen und kann durch das Design verändert werden. Kommt es zum sogenannten "stress-shielding" und damit verbundenen Knochenabbauprozessen, führt dies häufig zu Lockerungen und damit zu Revisionsoperationen. Im Rahmen der Implantatentwicklung in der Humanmedizin ist es heutzutage üblich mittels Computersimulationen wie Mehrkörpersimulationen (MKS) oder Finite-Element-Methode (FEM) die Eignung neue Implantate zu überprüfen, bevor die Prothesen in Patienten implantiert werden. Eine derartige Prüfstrategie gibt es für Implantate für den Hund nicht. Die Eignung der Prothesen wird im Tierversuch direkt am Patienten erprobt. Bei nicht geeigneten Prothesendesigns kann dieses mit Schmerzen und Schäden für den Patienten verbunden sein. In diesem Projekt sollen ein canines Mehrkörpersimulations- sowie ein Finite-Element-Modell entwickelt werden, mit deren Hilfe Schwachstellen bei der Entwicklung neuer Implantate entdeckt werden können bevor sie am Patienten erprobt werden. Dadurch können die Tierversuchszahlen reduziert werden und neue Implantate sicherer gemacht werden.

Cooperation Partners:

Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover; Prof. Dr. B.A. Behrens, Dr.-Ing. habil. A. Bouguecha, S. Betancur Escobar

Funding: Gesellschaft zur Förderung Kynologischer Forschung e.V., 24.000 EUR

Project Details:
Ziel der Arbeit ist die Etablierung eines standardisierten, patientenangepassten, submaximalen Belastungstests, mit dem auch geringgradige Störungen des Herz-Kreislauf-Systems definiert werden können. Der Belastungstest wird zunächst an gesunden Beaglen etabliert. Es werden verschiedene Parameter gemessen, von denen angenommen wird, dass sie die Herz-Kreislauf-Situation angemessen wiedergeben. Im zweiten Schritt werden Herzpatienten, welche nach CHIEF B1/B2 (asymptomatische Herzerkrankung) eingeteilt sind, mit diesem Belastungstest untersucht. Dabei wird dessen Eignung, eine Leistungsinsuffizienz bei solchen Patienten früh zu charakterisieren, überprüft.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6002043/

Funding: EU 7. FP

Project Details:
The EFFORT (Ecology from Farm to Fork Of microbial drug Resistance and Transmission) project will provide scientific evidence and high quality data that will inform decision makers, the scientific community and other stakeholders about the consequences of anti-microbial resistance (AMR) in the food chain, in relation to animal health and welfare, food safety and economic aspects. Specifically, EFFORT will strive to answer the following fundamental, but complex questions demanded by risk managers:

What is the impact of antimicrobial usage in food-producing animals on human exposure to AMR determinants?
What are the most important transmission routes and sources of human exposure to AMR determinants?
What is the impact on human health of transfer of AMR determinants between commensals and pathogenic microorganisms?
How can human exposure to AMR determinants through food-producing animals be reduced?
What is the most cost-effective way of monitoring antimicrobial resistance occurrence in food-producing animals and in the food chain?

The answers are expected to support political decisions and to prioritise risk management options along the food chain both on the short and long term horizon. In addition, the results can inspire and guide future research initiatives.

http://www.effort-against-amr.eu/

EFFORT is on LinkedIn (EFFORT: Ecology from Farm to Fork of microbial drug resistance and transmission) and on Twitter (@effortamr)

Cooperation Partners:

19 Partner aus 10 Mitgliedsstaaten

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