Research

Funding: DFG, 225.065 EUR

Project Details:
Mycobacterium (M.) avium ist neben M. bovis die wohl bedeutendste mykobakterielle Spezies mit tiermedizinischer Relevanz. Taxonomisch ist sie in vier Subspezies eingeteilt: M. avium subsp. avium (MAA), M. avium subsp. silvaticum (MAS), M. avium subsp. paratuberculosis (MAP) und M. avium subsp. hominissuis (MAH). MAA, MAS und MAP sind obligate Tierpathogene. MAA und MAS verursachen die Geflügeltuberkulose bzw. Geflügeltuberkulose-ähnliche Veränderungen in Wildtauben. MAP ist der Erreger der Paratuberkulose der Wiederkäuer. Dagegen ist MAH ein Umweltkeim und opportunistischer Erreger von Infektionen vornehmlich des Schweins und Menschen, der aber auch sporadisch bei anderen Tierspezies gefunden wird. Relativ wenig weiß man über die Pathogenität und Wirtspräferenz der einzelnen M. avium Subspezies. Trotz ihrer hohen genetischen Identität unterscheiden sie sich bezüglich ihrer Genomgröße und des Genomaufbaus. Es wird vermutet, dass die Subspezies-spezifischen Gene und Genomabschnitte für Eigenschaften codieren, die zu Unterschieden in der Pathogenität und Wirtsanpassung beitragen.
Seit langem ist bekannt, dass MAA Stämme nach Infektion der Maus virulenter sind als MAH oder MAP Stämme. Eigene Untersuchungen zeigen, dass zur gesteigerten Virulenz von MAA eine nur bei MAA infizierten Mäusen vorkommende Bildung von MAA beherbergenden, Stickstoffmonoxid produzierenden, monozytären, myeloiden Suppressorzellen (mMDSC) beiträgt. Diese Zellen beeinflussen die Immunantwort der Maus und tragen zur Verschlechterung des Infektionsverlaufs bei. Im beantragten Projekt soll in einem systembiologischen Ansatz ermittelt werden, welche Eigenschaften von MAA zur Bildung von mMDSC und zum Überleben in mMDSC beitragen. Dies soll über die Analyse des in vivo Transkriptoms und Proteoms in der Maus, kombiniert mit Daten von Mausinfektionen, mit einer Transposonbank von MAA durchgeführt werden. Wir erwarten uns Erkenntnisse zu den Grundlagen der M. avium Pathogenität und Virulenz, die zur Vorbeugung, Erkennung oder Behandlung von M. avium Infektionen und auch anderer mykobakterieller Infektionen bei Tier und Mensch nutzbar wären.

Funding: BLE, 675.000 EUR

Project Details:
Als Ziele einer zukunftsweisenden landwirtschaftlichen Schweineproduktion werden die Steigerung von Tierwohl, Verbraucherschutz und Produktionseffizienz gleichermaßen definiert. Im Rahmen der Schweineproduktion immer wieder auftretende Atemwegserkrankungen, die für mehr als die Hälfte aller Antibiotikaverabreichungen verantwortlich sind, erschweren oftmals das Erreichen dieser Ziele. Dabei spielt Mycoplasma hyopneumoniae (M.hyo) eine zentrale Rolle. Der Erreger verursacht einerseits eine interstitielle Lungenentzündung, vor allem bei Absetz- und Mastschweinen ("enzootische Pneumonie"), andererseits erhöht er bei einer Besiedelung des Atemtraktes aber vor allem auch die Anfälligkeit der Tiere gegenüber anderen Lungeninfektionserregern. Eine Impfung verhindert nur die klinische Erkrankung der betroffenen Bestände, nicht jedoch die Besiedelung der Lungen durch den Erreger. Da derzeit nicht zwischen Impf- und Infektionsantikörpern unterschieden werden kann, ist die Beteiligung des Erregers oft schwer abschätzbar, was die Einleitung gezielter, wirtschaftlich effizienter Behandlungskonzepte, vor allem bei chronisch-rezidivierenden Atemwegserkrankungen erschwert.
Ziel dieses Projektes ist daher die Entwicklung eines innovativen Schnelltest, der es direkt im Betrieb, ohne aufwendige Probenentnahme, Probenversand und externe Laborkosten ermöglicht, regelmäßig den serologischen Antikörperstatus der Schweine in Bezug auf M. hyopneumoniae zu überprüfen und zu überwachen, und dabei zwischen Impf-Antikörpern und Infektionsantikörpern zu unterscheiden. Ein solcher on-farm Schnelltest würde daher zur Steigerung des Tierwohls und der Verbrauchersicherheit führen sowie, durch Zeit- und Kostenersparnis, auch zu einer Steigerung der Produktionseffizienz der landwirtschaftlichen Schweineproduktion beitragen.
Die Entwicklung dieses Schnelltests erfordert die Identifizierung und Validierung von Antigenen, die (I) nur während der Infektion von M.hyo gebildet werden und im Schwein zur Bildung von Antikörpern führen, (II) nicht von Antikörpern, die nach der Immunisierung von Schweinen mit kommerziell zugelassenen Impfstoffen gebildet werden (Impf-Antikörper), erkannt werden, und die (III) spezifisch für M.hyo sind, d.h. die keine Kreuzreaktivität mit Antikörpern gegen andere, beim Schwein vorkommende Mycoplasma Arten (M. hyosynoviae, M. hyorhinis, M. flocculare) zeigen.

Funding: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 520.000 EUR

Project Details:
The overall objective of KontRed is to reduce the load of zoonotic pathogens (main-ly Salmonella and Campylobacter) in carcasses at the end of the production chain under hygienic aspects through optimization and control of existing processes as well as through implementing new technical procedures. Concrete Goals of the network are to optimize existing processes during slaughter and processing to reduce occurrence and transfer of zoonotic pathogens. For this purpose, the de-velopment, implementation and validation of biological, chemical, physical and technical control and intervention measures for the reduction of zoonotic patho-gens and the development of an evaluation model to test the efficiency of proce-dures and measures for the reduction of zoonotic pathogens in the slaughter and processing process for poultry and pork will be carried out.

FU Berlin coordinates the network, which involves 17 partners from science and industry. From the University of Veterinary Medicine Hanover two institutes are involved: the Institute for Biometry, Epidemiology and Information Processing (IBEI) and the Institute for Food Quality and Safety (LMQS).

LMQS is working on the development of new biological decontamination strategies. As part of the project, bacteriocins for the reduction of Salmonella and Campylo-bacter in poultry slaughter will be isolated, purified, characterized and tested for their efficacy and stability. Bacteriocins are peptides produced by many bacterial species that have an antibacterial effect on specific other bacterial species. Since the effect of most bacteriocins covers only a narrow host spectrum, they can be used to combat specific bacteria without affecting the entire microbiota.

Core task of the IBEI is to standardize the data collected in the individual subpro-jects and to manage them in a harmonized, specially created database as well as to analyse them descriptively. Furthermore, the institute is involved in the sample planning and data management of primary and secondary data from the individual work packages in consultation with the respective responsible persons. In the fur-ther course of the project, the statistical modelling for the individual sub-aspects will be planned and an overall risk assessment will be carried out in close collabora-tion with the Federal Institute for Risk Assessment (BfR).

Results:

Tholen J, Grosse-Kleimann J, Schulze Althoff G, Kreienbrock L, Upmann M. Type, areal extent and localization of carcass contaminations during industrial pig slaugh-ter. Meat Sci. 2024 Feb;208:109365. doi: 10.1016/j.meatsci.2023.109365.

 

Buder C, Meemken D, Fürstenberg R, Langforth S, Kirse A, Langkabel N. Drinking Pipes and Nipple Drinkers in Pig Abattoir Lairage Pens?A Source of Zoonotic Path-ogens as a Hazard to Meat Safety. Microorganisms 2023; 11(10):2554. doi: 10.3390/microorganisms11102554

 

Fürstenberg R, Langkabel N, Grosse-Kleimann J, Kreienbrock L, Meemken D. Agar Contact Method as a Valuable Tool to Identify Slaughter Hygiene Deficiencies along the Slaughter Process by Longitudinally Sampling Pig Skin Surfaces. Microorganisms 2023; 11(10):2512. doi: 10.3390/microorganisms11102512

 

Fürstenberg R, Meemken D, Langforth S, Grosse-Kleimann J, Kreienbrock L, Langkabel N. Comparison of the agar contact method and the wet-dry double swabbing method for determining the total viable bacterial count on pig carcass surfaces. Journal of Consumer Protection and Food Safety. 2023. doi: 10.1007/s00003-023-01473-6.

Cooperation Partners:

Institut für Lebensmittelsicherheit und -hygiene, Freie Universität Berlin

Institut für Tier- und Umwelthygiene, Freie Universität Berlin

Abteilung Biologische Sicherheit, Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin

Institut für Lebensmittelhygiene, Universität Leipzig

Institut für Energietechnik, Hermann-Rietschel-Institut, Technische Universität Ber-lin

Fachbereich Life Science Technologies, Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe

Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V., Greifswald

Abteilung Technologie und Wirtschaftlichkeit, DVGW - Technologiezentrum Was-ser, Karlsruhe

Frankenförder Forschungsgesellschaft mbH, Berlin

PHW-Gruppe / Lohmann & Co. AG, Visbek

Rothkötter Unternehmensgruppe / Emsland-Frischgeflügel GmbH, Meppen

Tönnies Lebensmittel GmbH & Co. KG, Rheda-Wiedenbrück

Brand Qualitätsfleisch GmbH & Co. KG, Lohne

Phage Technology Center GmbH, Bönen

SKS Sondermaschinen- und Fördertechnikvertriebs-GmbH, Berlin

CLK GmbH Bildverarbeitung & Robotik, Altenberge

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), 608.127 EUR

Project Details:
Im Sinne des One-Health Gedankens ist es notwendig die Salmonellenprävalenz in der Schweineproduktion zu senken. Mit ihrem zoonotischen Potenzial ist die Salmonelle für eine Vielzahl von gastroenteralen Erkrankungen des Menschen verantwortlich, wobei sie beim Tier nur subklinisch in Erscheinung tritt und aus diesem Grund oft unentdeckt bleibt. Das Ferkel stellt bislang die Haupteintragsquelle in den Maststall dar. Daher ist in den vorgelagerten Produktionsbereichen einiges an Bemühungen notwendig, um schon ein Salmonellen-unbelastetes Ferkel einzustallen zu können.
Ziel des Projektes ist es, mit einem Roggen-basierten Mischfutterkonzept eine Möglichkeit zur Verfügung zu haben, um das Salmonellenvorkommen in Sauenbeständen zu reduzieren. Es soll einfach, kosteneffizient, regional umsetzbar und tiergesundheitsfördernd sein. Mit der PollenPlus ® Technologie von KWS ist das Mutterkorn-Risiko des Roggens unter Kontrolle, sodass auch bei Verfütterung für die Sau keine gesundheitlichen Bedenken bestehen. Der Roggen enthält mehr als andere Getreidearten Inhaltsstoffe, die im Darm zu Buttersäure fermentiert werden. Dieses von den Darm-Mikroben synthetisiertes Produkt ist ein wesentliches Agens, welches eine Reduktion von Salmonellen im Schweinedarm erreichen kann. Dieses Konzept soll zur Salmonellenreduktion in der Ferkelproduktion führen - von der Jungsau bis hin zum verkaufsfähigen Läuferschwein.

Cooperation Partners:

KWS Lochow GmbH, Technische Universität Hamburg

Funding: Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), 259.373 EUR

Project Details:
The aim of this project is to ensure animal welfare when slaughtering large fish. To this end, the effectiveness of stunning these fish with the method of percussion
(knocking off) or non-penetrating and penetrating captive bolt evaluated under aspects of animal welfare. Procedure descriptions for the stunning of sturgeons and catfish are to be drawn up, which will make it possible to include these stunning procedures as permissible procedures for the stunning of fish in the Animal Welfare Slaughter Ordinance. Furthermore, training material is to be made available for plant managers and authorities.

Results:

https://elib.tiho-hannover.de/receive/tiho_mods_00008672

Cooperation Partners:

Friedrich-Loeffler-Institut (Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit), Institut für Tierschutz und Tierhaltung, DESIETRA GmbH, AquaKultur Abtshagen GmbH, Wermsdorfer Fisch GmbH, Möller & Reichenbach GmbH

Funding: DFG, 141.000 EUR

Project Details:
In this project, microbial changes in the pig intestine will be determined over the course of an Ascaris suum infection. In addition, samples will also be examined with regard to the metabolome. Furthermore, the question whether a single A. suum infection has the same effects as continuous exposure will be answered. Thus, the project aims at a comprehensive characterisation of the parasite-microbiome-host interactions in pig roundworm infections, the most significant helminthic parasitosis in pig farming.

Results:

Springer, A., Wagner, L., Koehler, S., Klinger, S., Breves, G., Brüggemann, D.A., Strube, C. (2022) Modulation of the porcine intestinal microbiota in the course of Ascaris suum infection. Parasite & Vectors 15, 433

Cooperation Partners:

Dr. D. Brüggemann, Max Rubner-Institut

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 248.300 EUR

Project Details:
Non-verbal acoustic cues of the human voice are suggested to be an ornament signaling mate quality and therefore have an important impact on sexual behavior and mate choice. Thus, acoustic cues contain information about the physical characteristic, the motivational state and the level of sex hormones of the sender. Studies in nonhuman mammals revealed similar vocal correlates suggesting that vocal correlates in nonhuman mammals reflect also important proximate mechanisms for sexual behavior and mate choice. Such vocal correlates should play an important role in non-seasonally breeding large-bodied species. Because males and females often live separated from each other and females have a low reproductive output, it is important to find a high-quality mating partner at the right time. However, data on vocal correlates on such species are limited, therefore this project will investigate, as a first essential step, whether vocal correlates as proximate mechanisms for sexual behavior and mate choice, in the Southern white rhinoceros. To date, data on vocal correlates related to the motivational state and the hormonal level of the sender are lacking in rhinoceros and data on physical characteristics are limited to only one call type. Thus, the whole project will consist of four studies. These studies will investigate whether in white rhinoceros vocal correlates related to (1) the physical characteristics of the sender, (2) the motivational state of the sender, (3) the level of sex hormones in the sender exists and whether (4) conspecifics can recognize the fertility of females or male quality based on their voices. Thereby, these vocal correlates might encode mate quality, the willingness to mate as well as the reproductive status of the sender and will play an important role in sexual behavior. Combining the results of the Southern white rhinoceros with findings in group living mammals or/and seasonal breeders will allow a deeper understanding how vocal mating behavior is shaped by social structure of and/or mating strategy. Thus, the project will help to clarify the biological function and principles of vocal correlates on sexual interactions and mating behavior in mammals.

Results:

e.g.,

 

Jenikejew, J.; Wauters, J.; Dehnhard, M.; & Scheumann, M. (2021). The female effect?how female receptivity influences faecal testosterone metabolite levels, socio-positive behaviour and vocalization in male Southern white rhinoceroses. Conservation Physiology, 9(1), coab026.

 

Jenikejew, J.; Wauters, J.; Dehnhard, M.; & Scheumann, M. (2021). Linking socio-sexual and vocal behaviour with faecal progesterone and oestrogen metabolite levels in Southern white rhinoceros females. Conservation physiology, 9(1), coab098.

 

Jenikejew, J.; Chaignon B.; Linn, S.; Scheumann, M. (2020): Proximity-Based Vocal Networks Reveal Social Relationships in the Southern White Rhinoceros. Scientific Reports 10(1): 15104. doi: 10.1038/s41598-020-72052-0.

Cooperation Partners:

Sabrina Linn, Zoo Frankfurt

Dr. Jella Wauters, Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung

Serengeti-Park Hodenhagen

Zoo Osnabrück

Allwetterzoo Münster

Zoo Augsburg

Zoo Dortmund

Zoo Schwerin

Zoo Erfurt

Zoom Erlebniswelt Gelsenkirchen

Knuthenborg Safaripark, Dänemark

Zoo Amneville, Frankreich

Planét Sauvage, Frankreich

Funding: DFG, 230.800 EUR

Project Details:
Das Projekt basiert auf zuvor durchgeführten Studien zur Rolle des Histamin H4 Rezeptors (H4R) im Vergleich zu anderen Histaminrezeptoren bei allergischen Entzündungen der Haut. Hier konnte gezeigt werden, dass Histamin, insbesondere über den H4R die Funktion von Zellen beeinflusst, die bei Entzündungen der Haut eine wichtige Rolle spielen, wie dendritischen Zellen, T-Zellen, Keratinozyten und Nervenzellen. Dabei zeigte sich, dass der H4R immunmodulatorische Funktionen hat, die Keratinozytenproliferation und -differenzierung beeinflusst, eine wesentliche Rolle in der Weiterleitung von Juckreiz spielt, und auf wichtigen Immunzellen von Patienten mit atopischer Dermatitis hochreguliert ist. Das Hauptziel dieses Projektes ist es, die Rolle von Histamin, insbesondere im Hinblick auf den H4R als neue therapeutische Zielstruktur, bei Hauterkrankungen zu untersuchen, die mit Entzündung, Juckreiz oder Keratinozytenproliferation einhergehen.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Werfel, Prof. Dr. Gutzmer (Hautklinik Linden der Medzinischen Hochschule Hannover)

Project Details:
Die mikrobielle Gemeinschaft im Pansen ist durch eine hohe Komplexität gekennzeichnet. Die seit längerem bekannten klassischen Pansenbakterien wurden durch Kulturmethoden nachgewiesen. Die neuen Techniken der Hochdurchsatzsequenzierung zeigen jedoch, dass diese nur einen kleinen Teil der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen repräsentieren und zahlreiche bisher nicht kultivierbare Mikroorganismen einen weitaus größeren Teil ausmachen. Die Rumen Simulation Technique (RUSITEC) ist ein semikontinuierliches Fermentationssystem, das in vitro Stoffwechselvorgänge im Pansen simuliert. In diesem Vorhaben sollen Veränderungen im Mikrobiom im RUSITEC unter unterschiedlichen physiologischen oder pathologischen Bedingungen näher charakterisiert werden. Durch eine Metabolomanalyse ist zusätzliche eine weitreichende Bestimmung der gebildeten Metabolite möglich.

Results:

https://doi.org/10.1111/jpn.13412

https://doi.org/10.1371/journal.pone.019225

https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01813

Cooperation Partners:

Institut für Lebensmittelsicherheit, Lebensmitteltechnologie und öffentliches Gesundheitswesen in der Veterinärmedizin, Veterinärmedizinische Universität Wien

Funding: Studienstiftung des Deutschen Volkes, Serengetiepark-Stiftung, 17.650 EUR

Project Details:
Vocal communication plays an important role in coordinating social interactions. Vocalizations convey various information?s about the sender itself (e.g., physical characteristics, emotional state) as well as about the situation in which the sender is (e.g., mating, mother-infant communication). Sociality has been hypothesized to be a driving factor of the evolution of complex communication systems: Thus, the majority of studies on acoustic communication focussed on species living in complex social systems. However, also species living in less complex systems have to communicate to each other. Thus, in this study we investigate vocal communication in a mammalian species living in a less complex social system, the white rhinoceros. In this species, females and subadults form temporally stable groups whereas bulls live solitarily. To get insight into the vocal complexity, vocal repertoires have to be established. To date, two publications exist on the vocal repertoire of the white rhinoceros describing 10 to 11 distinct vocalizations, but both coincide only in five call types. Whereas Owen-Smith, (1973) characterized the call types only based on onomatopoetic descriptions of free-living rhinoceros, Policht et al., (2008) conducted a detailed multi-parametric sound analysis combined with statistical methods on a captive rhinoceros herd of a different subspecies. Thus, captivity and/or subspecies differences may also affect the results. To clarify the vocal repertoire of the white rhinoceros and to investigate the effect of captivity on vocal production, we compare the vocal repertoires of captive rhinoceros herd of different zoos and in the field (Ziwa Rhino Sancatury).

Results:

e.g.,

 

Pfannerstill, V.; Härdtner, R.; Maboga, O. S.; Balkenhol, N.; Bennitt, E.; Scheumann, M. (2023). Dehorning impacts white rhinoceros behaviour less than social events: evidence from Botswana. Journal of Zoology, 321(4), 249-259.

 

Pfannerstill, V.; Balkenhol, N.; Bennitt, E.; Maboga, O. S.; Scheumann, M. (2023). Assessing the potential of conspecific playbacks as a post‐translocation management tool for white rhinoceros. Conservation Science and Practice, 5(9), e12996.

 

Linn, S. N.; Schmidt, S.; & Scheumann, M. (2021). Individual distinctiveness across call types of the southern white rhinoceros (Ceratotherium simum simum). Journal of Mammalogy, 102(2), 440-456.

 

Jenikejew J, Wauters J, Dehnhard M, Scheumann M (2021a). Linking socio-sexual and vocal behaviour with faecal progesterone and oestrogen metabolite levels in Southern white rhinoceros females. Conservation Physiology, 9(1), coab098. DOI:10.1093/conphys/coab098.

 

Jenikejew J, Wauters J, Dehnhard M, Scheumann M (2021b). The female effect-how female receptivity influences faecal testosterone metabolite levels, socio-positive behaviour and vocalization in male Southern white rhinoceroses. Conservation Physiology, 9, coab026. DOI:10.1093/conphys/coab026.

Cooperation Partners:

Vera Pfannerstill, Universität Göttingen

Sabrina Linn, Zoo Frankfurt

Daniela Lahn, Zoo Rostock

Emily Bennitt, Botswana

Felix Patton, Ziwa Rhino Sancatury, Uganda

Serengeti-Park Hodenhagen

Zoo Osnabrück

Allwetterzoo Münster

Zoo Augsburg

Zoo Dortmund

Zoo Schwerin

Zoo Erfurt

Zoom Erlebniswelt Gelsenkirchen

Knuthenborg Safaripark, Dänemark

Zoo Amneville, Frankreich

Planét Sauvage, Frankreich