Research

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 451.471 EUR

Project Details:
Structuring through light - a solution for animal welfare in turkey farming

Cooperation Partners:

Landwirte aus Sachsen-Anhalt und Thüringen

Project Details:
Microvillus inclusion disease (MVID) is a rare congenital disorder that is characterized by a villus atrophy and the presence of microvillus inclusion bodies (MVIBs). In experimental settings using cationized ferritin in human biopsies we have previously demonstrated that the inclusion bodies originate from autophagocytosis of apical cell membrane and represent early endosomes. The genetic defect in MVID has been meanwhile mapped to the MYO5B gene that encodes the unconventional type myosin 5b motor protein. Myosin 5b is associated with the plasma membrane recycling system in non-polarized cells and the apical recycling system in polarized cells. Furthermore, it has been shown that the Rab11 family interacting protein 2 associates with myosin 5b in regulating plasma membrane recycling. These findings underline the importance of unravelling the cellular mechanisms of autophagocytosis of the apical membrane of enterocytes in MVID membranes with the ultimate goal of designing appropriate therapeutic measures in this context. In this proposal we will generate intestinal Caco-2 cells in which myosin 5b has been downregulated, depleted or modified and assess at the molecular and biochemical levels the consequences on the trafficking and targeting of a panel of brush border membrane proteins. We will further investigate the function of inhibitors of protein transport and polarized sorting as well as vesicular trafficking in myosin 5b-depleted Caco-2 cells as potentiators of brush border membrane rescue. The data gained from the cell culture model will be confirmed and expanded into intestinal organoids that will be generated from intestinal biopsy specimens of MVID patients. In this model we will address similar questions to those in the cellular model and identify targets for (i) preventing the formation of MVIBs and (ii) potential restoration of proper trafficking and sorting of intestinal protein markers and reducing carbohydrate malabsorption. The ultimate goal is to test inhibitors and modulators of these targets that are the least toxic for enterocytes. These substances would then represent suitable candidates for clinical trials in MVID patients. Substances like vincristine (cytostatic drugs) and chlorpromazine (neuroleptic drugs) are already approved drugs for treatment in children, yet not for the use in MVID.

Funding: DFG, 240.125 EUR

Project Details:
Neurons in the intermedial nucleus of the lateral lemniscus (INLL) are implicated in cross-frequency integration of auditory signals in bats. Contrary to other auditory brainstem nuclei in rodents, INLL neurons show a strong biophysical heterogeneity, as membrane time constants range over three orders of magnitude. Correlated with the membrane time constant the neuronal output type shows onset, adapting and sustained firing behaviours. We intend to understand this cellular heterogeneity on the molecular, biophysical and synaptic level. Therefore, we combine functional characterisations of INLL neurons with their single cell transcriptome analysis. This project generates the cellular fundament of exploring the functional features of INLL neurons that is so far enigmatic.

Results:

Wicke KD, Oppe L, Geese C, Sternberg AK, Felmy F.: Neuronal morphology and synaptic input patterns of neurons in the intermediate nucleus of the lateral lemniscus of gerbils. Sci Rep. 2023 Aug 30;13(1):14182. doi: 10.1038/s41598-023-41180-8.

Funding: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, 81.585 EUR

Project Details:
The aim of this project is to implement a simple and effective process for water treatment in aquaculture and to reduce harmful emissions from fish farms. A denitrification process is used for this purpose, which is coupled with a membrane unit in order to eliminate solids such as bacteria, parasites and other microparticles and to increase the biomass concentration in the denitrification reactor.

Cooperation Partners:

AquaSchwarz GmbH

Universität Stuttgart

Fresh Völklingen GmbH

Blue Foot Membranes GmbH

Funding: Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 38.933 EUR

Project Details:
Eine Unkrautbekämpfung durch Beweidung mit Schafen ist eine interessante Perspektive für den ökologischen und konventionellen Ackerbau. Doch dürfte der Einsatz herbivorer Profis auf Äckern von den landwirtschaftlichen Betrieben äußerst skeptisch betrachtet werden. Zu groß erscheint das Risiko, die Schafe könnten mehr schaden als nützen und die Kulturen anstelle der Unkräuter fressen. Tierschutzrechtliche Bedenken könnten entstehen bei der Vorstellung, dass zu den Unkräutern auf Äckern potentielle Giftpflanzen wie Stechapfel (Datura) und Greiskraut (Senecio) zählen. Nicht zuletzt wird man den Aufwand der Zäunung und der Betreuung fürchten. Alle diese Befürchtungen stehen einer Umsetzung einer Unkrautbekämpfung mit Schafen entgegen. Das wollten wir nicht ungeprüft akzeptieren. Mit unserer Machbarkeitsstudie sollen drei Variablen getestet werden: (1) Beweidungszeit und (2) Auftriebszeit sowie (3) Besatzdichte soll festgestellt werden, wann Maispflanzen ein attraktives Futter bilden. Außerdem kann durch unterschiedliche Dauer der Beweidung geprüft werden, wieviel Unkraut bereits auf der Fläche wachsen muss, um die Tiere ausreichend zu sättigen und von den Maispflanzen abzulenken. Über die verschiedenen Besatzdichten lässt sich die Selektivität der Tiere begrenzen, um sie zu motivieren, Unkraut statt Mais zu äsen. In jedem Fall soll Heu angeboten werden, damit sich die Tiere nicht unbemerkt zwangsweise von Unkraut ernähren müssen.

Funding: Bundesministerium für Wirtschaft, 250.000 EUR

Project Details:
Ab dem 28.01.2022 tritt das neue Tierarzneimittelgesetz in Kraft, sodass es ab diesem Zeitpunkt immer wichtiger wird, Hochleistungstiere durch optimierte Ernährung gesund zu erhalten. Ziel dieses Projektes ist eine Verbesserung der Eutergesundheit und damit einhergehend der Milchqualität durch den Einsatz von Pflanzenkohle, die mit Vitamin E angereichert wird. Zunächst soll in vitro der Effekt der Pflanzenkohle auf die Fermentation im künstlichen Pansen (RUSITEC) untersucht werden. Basierend auf den Ergebnissen der in-vitro-Studie wird anschließend die Pflanzenkohle bei laktierenden Milchkühen über das Milchleistungsfutter dosiert.

Cooperation Partners:

Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik (DIL), Quakenbrück

Internationale Forschungsgemeinschaft Futtermitteltechnik e. V. (IFF), Braunschweig

Funding: BMBF, 144.575 EUR

Project Details:
Das West Nile Virus (WNV) ist eine in allen Regionen der Welt verbreitete Zoonose und wird durch verschiedene Stechmückenarten auf wild lebende Vögel übertragen. Es kann sich aber auch auf Menschen und Pferde ausweiten, wobei es neben meist asymptomatisch Verläufen bei etwa 20 - 30 % der Erkrankten zu grippeähnlichen Symptomen ("West-Nil-Fieber") und in 1-2 % der Fällen sogar zur Ausbildung einer schweren, neuroinvasiven Form mit meist fatalem Ausgang kommt.
Im Jahr 2018 konnte das West Nil Virus in Deutschland neben Pferden und Vögeln auch erstmalig beim Menschen diagnostiziert werden und wurde 2019 bei 5 Personen als Krankheitsursache bestätigt. Im Gegensatz zur Anwendung im Pferde gibt es noch keine für den Menschen zugelassene Impfung, weshalb jene Entwicklung von großer Bedeutung ist. Hierfür sollen vergleichende Charakterisierungen der Immunantworten nach WNV-Impfung und WNV-Infektion bei Pferden ein besseres Verständnis liefern. Dazu gehört die qualitative Charakterisierung der WNV spezifischen Antikörperantworten sowie der Aktivierung von T Zellen. Darüber hinaus sollen mögliche Impfversager identifiziert, wie auch Kreuzreaktionen mit anderen Flaviviren, wie beispielsweise FSME, besser verstanden werden um somit die Entwicklung von WNV-Impfstoffkandidaten zur Anwendung im Menschen zu optimieren.
Ziel ist es eine verbesserte Bewertung der Wirksamkeit von einer WNV-Impfung beim Pferd zu finden und die WNV Pathogenese bei Tier und Mensch besser zu verstehen, damit neue therapeutische und präventive Strategien entwickelt werden können.

Funding: MWK, 50.000 EUR

Project Details:
Das SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-Type 2) ist der Erreger von COVID-19. Der bisherige Verlauf der COVID-19 Pandemie hat nachdrücklich gezeigt, dass eine koordinierte Bündelung von interdisziplinären und komplementären Expertisen notwendig ist, um die vielfältigen Aspekte der Biologie, der Pathologie und der Epidemiologie von SARS-CoV-2 zu entschlüsseln und die gewonnenen Erkenntnisse sowohl klinisch für die Behandlung von Patienteninnen und Patienten als auch für die Modellierung von Infektionsverläufen in der Bevölkerung einzusetzen. Die innerhalb der COFONI Technologieplattform betriebenen COVID-19-Tiermodelle soll dazu beitragen systematisch Daten zu sammeln, zu vergleichen und zu analysieren. Dies soll dazu beitragen, die aus klinischen Studien verfügbaren Daten zu bewerten und den wissenschaftlichen Fortschritt durch In-vivo-Studien kritisch zu reflektieren. Die weitere Verfeinerung und Entwicklung von Tiermodellen für COVID-19 wird zur Entwicklung von Impfstoffen und therapeutischen Wirkstoffen beitragen. Gegenwärtig laufen groß angelegte klinische Studien, in denen mehrere Kandidaten für präventive und therapeutische Maßnahmen am Menschen getestet werden. Die Ergebnisse dieser klinischen Wirksamkeitsstudien werden eine noch nie dagewesene Gelegenheit zur Rückvalidierung und Verfeinerung dieser Tiermodelle bieten.

Project Details:
Das Ziel der Untersuchungen soll darin bestehen, Bakteriophagen pferdetypischer Krankheitserreger aus Genitalsekreten von Hengst und Stute zu isolieren und zu charakterisieren. Weiterhin soll die antibakterielle Wirksamkeit der isolierten Bakteriophagen im in vitro-Modell überprüft werden.

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 20.000 EUR

Project Details:
In addition to antimicrobial molecules, nitrate and nitrite ions are also produced during the generation of PAW. PAW could thus be suitable as a basis of brines for curing meat products. On the one hand, the addition of classical nitrite curing salt could be minimized, on the other hand, the antimicrobial molecules contained in the PAW could have positive effects on the shelf life of the products. As part of the project, a novel production process of wet-cured meat products using PAW will be established and possible positive but also negative effects on the product will be determined.