Research

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 106.000 EUR

Project Details:
Fledermäuse sind in den letzten Jahren zunehmend als Reservoir für Viren erkannt worden. Ausgehend von diesem Wirt ist es einer Vielzahl von Viren gelungen, die Speziesbarriere zu überwinden und Tiere oder den Menschen zu infizieren. Das führte zum Teil zu gravierenden Ausbrüchen mit tödlichem Ausgang. Beispiele dafür sind die Coronaviren, die für das schwere akute respiratorische Syndrom (SARS) und für das Middle East respiratory syndrome (MERS) verantwortlich sind, oder das Nipah-Virus aus der Familie der Paramyxoviren, Genus Henipavirus. Während der Nachweis von genomischem Material in Fledermäusen sehr erfolgreich war, ist es sehr schwierig, infektöse Viren aus Fledermäusen zu isolieren. So ist bislang noch keine einzige erfolgreiche Isolierung eines infektiösen Coronavirus aus Fledermäusen berichtet worden. Hier scheint der limitierende Faktor bei der Interaktion der Viren mit den Rezeptoren auf der Zelloberfläche zu liegen. Bei den Paramyxoviren gibt es einige erfolgreiche Virusisolierungen, wenngleich auch hier die Gesamtzahl eher gering ist. Dadurch ist es schwierig, das zoonotische Potential und die damit verbundenen Gefahren für Mensch und Tier abzuschätzen. Gerade bei den Paramyxoviren gibt es zwei interessante Befunde, die es uns ermöglichen, den Tropismus von Fledermausviren näher zu analysieren und damit zu einem besseren Verständnis dieser Infektionserreger zu kommen.
Mit dem Nipah-Virus verwandte Vertreter der Gattung Henipavirus wurden bislang nur in Südostasien aus Fledermäusen isoliert. Genomisches Material von Henipaviren wurde aber auch in Afrika nachgewiesen. Uns ist es erstmals gelungen, bei den Oberflächen-Glykoproteinen (G und F) eines afrikanischen Henipavirus eine biologische Aktivität, nämlich die Synzytienbildung, d.h. die Bildung von Riesenzellen, nachzuweisen. Diese Glykoproteine sind also hinsichtlich Rezeptorbindung und Fusionsaktivität funktionell. In dem beantragten Projekt werden diese beiden Aktivitäten sowie die Fähigkeit, eine Infektion einzuleiten, näher untersucht. Damit sollen die Grundlagen gelegt werden für die erfolgreiche Isolierung eines afrikanischen Henipavirus.
Der genomische Nachweis von Paramyxoviren in Fledermäusen führte auch zur Entdeckung eines Virus, das eine hohe Verwandtschaft mit dem Mumpsvirus aufweist. Auch bei diesem mumps-ähnlichen Virus ist es uns gelungen, mit den Oberflächenproteinen (HN und F) Synzytienbildung zu induzieren. Analog zu dem oben erwähnten afrikanischen Henipavirus werden auch bei dem mumps-ähnlichen Virus die biologischen Aktivitäten der beiden Glykoproteine eingehend untersucht. In diesem Fall wird dadurch die Grundlage gelegt, um ausgehend vom Mumps-Virus durch Mutationsanalyse zu untersuchen, welche Aminosäure-Austausche mit dem Verlust der Humanpathogenität und dem Erwerb der Eigenschaften des Fledermaus-Mumpsvirus verbunden sind.

Cooperation Partners:

Jan felix Drexler

Christian Drosten

Marcel Müller

Andrea Maisner

Project Details:
Paratuberkulose bei Rindern ist eine meldepflichtige Krankheit in Deutschland. Seit 1995 muss die Meldung von Fällen im nationalen Tierseuchnachrichtensystem (TSN) erfolgen. Derzeit gibt es kein nationales obligatorisches Überwachungs- und Bekämpfungsprogramm. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat Empfehlungen für hygienische Anforderungen an das Halten von Wiederkäuern veröffentlicht, welche auch spezifische Hygienemaßnahmen gegen Paratuberkulose enthalten.
Die Studie hat zum Ziel, einen Überblick über die Zusammensetzung der Informationen, die in den TSN-Meldedaten zur Paratuberkulose enthalten sind, zu erlangen. Weiterhin sollen Einflüsse auf die Meldedaten untersucht werden. Föderalismus, Freiwilligkeit, das passive Monitoringsystem, die Meldekaskade sowie die Falldefinition sollen dabei besonders berücksichtigt werden. Schließlich soll ein Überblick erlangt werden über die bestehenden Ansätze für MAP-Überwachung auf regionaler bzw. Bundeslandsebene.
Mehr als 6.600 MAP-Fälle wurden seit 1995 in TSN gemeldet. Jedoch muss berücksichtigt werden, dass Meldungen abhängig von dem Bewusstsein der Meldebeteiligten sind. Dieses Bewusstsein ist getriggert durch regionale Kontrollprogramme oder Kompensationszahlungen. Weiterhin spielen die Bereitschaft des Landwirts und der weiteren Meldebeteiligten zur Untersuchung verdächtiger Rinder eine Rolle. Dies ist insbesondere von Bedeutung, da die offizielle Meldung positiver Testergebnisse den Tierhandel und Export für einige nachfolgende Jahre behindern kann.
Es wurden bereits verschiedene regional freiwillige Programme aufgesetzt, die mit oder ohne finanzielle Entschädigung der Betriebe für Testung und Merzung der Tiere betrieben werden (Nordrhein-Westfalen, Sachsen, Thüringen, Baden-Württemberg, Bayern, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern).
Prävalenzschätzungen auf nationaler Ebene sind derzeit weder mittels der TSN-Daten noch mittels einer Zusammenfassung der regionalen Programme möglich. Dies geht im Wesentlichen darauf zurück, dass die Überwachung in Deutschland freiwillig ist und auf regionaler Ebene unterschiedlich organisiert ist. Systeme sind nicht harmonisiert bezüglich der diagnostischen Tests, des Testregimes, der Falldefinitionen, etc. Eine Entwicklung hin zu einer verbesserten Prävalenzschätzung erfordert die Fortbildung der an der Meldekaskade beteiligten Stakeholdergruppen, wenige Anpassungen in TSN sowie einen Runden Tisch für eine gemeinsame Diskussion der Entscheidungsträger auf regionaler und Bundesebene. Dies können auch die ersten Schritte zu einem harmonisierten Überwachungsprogramm sein.

Paratuberculosis in cattle is a reportable disease in Germany. Since 1995 cases are to be reported in the national Animal Disease Information System (TSN). Currently, no nationwide, mandatory surveillance system is in place, The Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL) provides a guideline for hygienic recommendations for the housing of ruminants, which also offers specific hygiene measures against paratuberculosis.
The study aims at giving an overview of the composition of information in TSN reporting data for MAP. Furthermore, the influences on the reporting data are to be investigated. Federalism, voluntariness, the passive monitoring system, the reporting cascade and the case definition are to be considered especially. Finally, an overview of the existing attempts for MAP surveillance on federal state level should be provided.
More than 6,600 cases have been reported to TSN between 1995 and April 2014. However, it has to be taken into account, that reports are biased by the disease awareness. This is triggered by regional control or compensation programs. Fur-thermore, the willingness of the farmer and the reporter to investigate suspicious cattle for this disease play a role. This is especially important, because positive results might hamper animal trade and export for several subsequent years.
Regional voluntary surveillance system have already been set up with and without financial support of the participating farms for testing or culling of animals (North Rhine-Westphalia, Saxony, Thuringia, Baden-Wuerttemberg, Bavaria, Brandenburg and Mecklenburg-Western Pomerania,).
Prevalence estimation on a national basis is not possible at present, neither from TSN data nor from the regional attempts for active surveillance. Predominant reasons for this are that surveillance in Germany is voluntary and organized on a federal basis in different surveillance systems. These systems are not harmonized regarding diagnostic tests used, test regimen, case definition, etc. A development towards a better prevalence estimation requires (1) training of the stakeholder groups involved in the reporting cascade, (2) a few adjustments in TSN and (3) a round-table for a joint discussion between regional and national decision makers. These may also be the next steps towards a harmonized surveillance programme.

Cooperation Partners:

Institut für molekulare Pathogenese, Friedrich-Löffler-Institut, Jena

Funding: Navalis Nutraceuticals GmbH,Filderstadt, 16.000 EUR

Project Details:
Das Ziel der Untersuchung ist es, den Einfluss eines diätetischen Ergänzungsfuttermittels auf das Zyklusgeschehen, die Gebärmuttergesundheit und das Fertilitätsergebnis von subfertilen Stuten zu ermitteln. Im Rahmen der Untersuchung wird die Beeinflussung des Einsetzens der ersten Rosse nach dem Winteranöstrus, der uterinen Clearance, der uterinen Durchblutung und der Trächtigkeitsrate durch das Phyto- und Nährstoffpräparat im Vergleich zu einer verblindeten Kontrollgruppe ermittelt.

Funding: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 172.376 EUR

Project Details:
Das Projekt dokumentiert die bisherige Befunddatenerfassung in Niedersachsen, prüft den Einfluss von Schulungen, führt Vergleiche zwischen Datenerfassern durch und wertet diese aus, und prüft die Auswirkungen von klinischen Bestandsuntersuchungen auf der Grundlage der amtlichen Schlachtbefunde.

Cooperation Partners:

ISN-Projekt GmbH

Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Landkreis Cloppenburg

Böseler Goldschmaus GmbH & Co.KG

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 85.050 EUR

Project Details:
Erarbeitung und Umsetzung neuer Technologien zur Optimierung der Haltbarkeit und der sensorischen Eigenschaften von Brühwurst.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28527368

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 113.000 EUR

Project Details:
Einfluss von Kaltem Plasma auf mikrobiologische, physikalisch-chemische und sensorische Parameter von verarbeitetem Fleisch

Funding: Konrad-Adenauer-Stiftung (Promotionsstipendium), 37.500 EUR

Project Details:
Hirninsult-induzierte Entzündungsreaktionen werden als ein wesentlicher Mechanismus der Epilepsieentstehung (Epileptogenese) betrachtet. Bisher sind weder prädiktive Biomarker vorhanden, um Individuen mit einem erhöhten Risiko der Epilepsieentstehung nach einem Hirninsult zu identifizieren, noch stehen wirksame Epilepsie-präventive Therapien zur Verfügung. In diesem Projekt werden mittels eines modernen, translationalen bildgebenden Verfahrens (Positronen-Emissions-Tomographie, PET) Bildgebungsprotokolle entwickelt, um die zerebrale Inflammation in vivo in Nagermodellen für Epileptogenese in ihrem zeitlichen Verlauf und ihrer räumlichen Ausprägung zu charakterisieren. Die in-vivo-Bildgebungsmarker werden im nächsten Schritt zum Monitoring der Respons auf zeitlich abgestimmte, anti-inflammatorische, potentiell anti-epileptogene Behandlungsansätze eingesetzt.

Results:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/epi.14009/abstract;jsessionid=2EC9908C773DFCE9C0CA9E2577D38197.f02t02; http://jnm.snmjournals.org/content/57/8/1302.long

Cooperation Partners:

J. Bankstahl, PhD, Präklinische Molekulare Bildgebung, Klinik für Nuklearmedizin, MHH; Prof. Dr. T. Ross, Radiochemie, Klinik für Nuklearmedizin, MHH

Funding: BMBF (Helmholtz-CAS-Joint Research Group ZooStrep,HCJRG-116), 155.000 EUR

Project Details:
Infectious diseases remain one of the leading causes of death and disability worldwide. Approximately three fourth of the human emerging infectious diseases are caused by zoonotic pathogens. Among the bacterial pathogens, streptococci belonging to group C and group G as well as Streptococcus suis are gaining importance as zoonotic agents. These species that are traditionally considered as important animal pathogens have the capability to cause serious and life-threatening
diseases, such as septicaemia and meningitis, in humans. They can also reside as commensals in humans and animals. Despite causing many deaths zoonotic streptococci have not received the scientific and medical attention they deserve, because of the historical importance of group A streptococci in human infections. Only scattered information is available on the mode of transmission of these pathogens from animals to humans, the mechanism of species adaptation and the emergence of new virulent strains. Furthermore, the carriage and persistence of these pathogens in humans and their role in zoonotic infections has not been studied in detail. The aim of this joint research group (HCJRG) is to bring together scientists from different disciplines such as veterinary medicine, host-pathogen interaction, epidemiology and genomics to apply a comprehensive and
multi-disciplinary approach to understand the interactions between zoonotic streptococci and their hosts and the impact of environmental factors on these interactions. Identification of the species-specific factors and the validation of their role in animal infection models is another major objective of this HCJRG. The work packages include comparative analysis of adherence and invasion of animal and human isolates, identification and characterization of specific genes using custom-designed DNA virulence arrays and whole genome sequencing, elucidation of transmission and species adaptation mechanisms, emergence of human pathogens from animal pathogens. This HCJRG therefore deals with a research topic of high zoonotic relevance. The results of these studies would further our understanding of zoonotic transition and lead to the identification of the species-specific factors essential for development of new diagnostic and therapeutic strategies.

Results:

We established up two new cell culturing infection models "Inverse cell insert model" and ALI which show high invasion rates compared to other cell culture models reported so far. This should allow for further studies to check for up- and down-regulated genes in the infection process and might highlight the virulence potential of such genes. By heterologous expression of surface expressed proteins of S. suis on the bacterial surface of Lactobacillus lactis were able to demonstrate that at least Sao-protein and to a lower extent Fbh-protein might play a dominant role in S. suis virulence since both proteins showed cross reactivity with porcine antibodies of a recovered swine after S. suis infection. Thus, these proteins most probably are immunogenic in an infection in swines and humans. Furthermore, we characterized two novel S. suis proteases, IdeSsuis and IgdE, which cleave only porcine IgM and IgG, respectively, thus representing functional host-adaptation factors of this pathogen. Finally, we geno- and phenotyped human S. suis isolates from STLS cases which will be further characterized in future studies on zoonotic features of S. suis.

Funding: Ministry of Science and Culture of Lower Saxony, Germany (Niedersachsen-Research Network on Neuroinfectiology, N-RENNT), 326.000 EUR

Project Details:
Establishment of a neuroifectiology network and studies on mechanisms of host-pathogen interactions in bacterial infections of the CNS

Results:

Siehe Gesamtbericht N-RENNT (Prof. W. Baumgärtner, Koordinator)

Funding: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 36.000 EUR

Project Details:
In der Peripartalperiode erhöht sich bei Milchkühen nicht nur die Inzidenz von Stoffwechselerkrankung, sondern auch das Auftreten von infektiösen Erkrankungen, insbesondere Mastitiden und Metritiden. Das Einsetzen der Laktation führt zu einer starken Erhöhung des Energiebedarfs bei der Milchkuh, der nicht über das Futter gedeckt werden kann. Dies resultiert in einer negativen Energiebilanz, vermehrter Lipolyse und verstärkter Glukoneogenese. Glucose wird zur Milchsynthese umverteilt. Die negative Energiebilanz wird oft mit peripartalen Veränderungen im Immunsystem und einer erhöhten Anfälligkeit für infektiöse Erkrankungen in Verbindung gebracht. Ein Mangel an Glucose könnte die Energieversorgung von Monozyten beeinträchtigen, die als Schlüsselzellen der angeborenen Immunität die Immunantwort steuern und nach ihrer Differenzierung zu Makrophagen zwischen angeborener und adaptiver Immunität vermitteln. Da beim Rind bisher keine Daten zu Glucoseaufnahme und Glucosetransporterexpression verschiedener Monozyten- und Makrophagensubpopulationen vorliegen werden diese zunächst untersucht. Im Weiteren soll untersucht werden inwiefern sich die negative Energiebilanz und die verminderte Glucoseverfügbarkeit in der Peripartalperiode auf die Zahl und Glucoseaufnahmefähigkeit der Monozytenpopulationen beim Rind auswirken kann.

Cooperation Partners:

Institut für Tierernährung, FLI Braunschweig