Research

Funding: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), DLR-Projektträger (BMBF, Zoonosenplattform), 237.000 EUR

Project Details:
Allein in Deutschland erkranken pro Jahr über eine halbe Million Menschen an einer Lungenentzündung.
Auch in der Schweinehaltung führen Atemwegsinfektionen zu einer Krankheitslast und hohen
wirtschaftlichen Verlusten. Dabei stellt die Entstehung von resistenten Erregern neue Herausforderungen
an die Human- und Veterinärmedizin. Zur Entwicklung neuer Behandlungsstrategien ist das Verständnis
der Wirt-Erreger-Interaktionen in komplexen Ko-Infektionsmodellen elementar.
Influenza-A-Virus (IAV) Infektionen und bakterielle Ko-Infektionen sind als eine Kombination für schwere
Krankheitsverläufe bei Mensch und Schwein beschrieben. Die bakteriellen Erreger sind oftmals
Kommensale des oberen Atemtraktes und der Tonsillen. Häufig sind die Auslöser für bakterielle
Lungeninfektionen mit schwerem akutem Verlauf unklar. In unseren Vorarbeiten haben wir
interessanterweise für einige humane und porcine bakterielle Lungenerreger einen unerwarteten Phänotyp
im Zusammenhang mit DNA-Netzen ("neutrophil extracellular traps, NETs") identifiziert. Dieser spezielle
Abwehrmechanismus von Neutrophilen wird aus extrazellulären DNA-Strukturen der Neutrophilen gebildet
und ist ursprünglich als eine antimikrobielle Strategie gegen Infektionserreger beschrieben. Unsere Daten
zeigen, dass NETs einigen bakteriellen Erregern als Lieferant für Wachstumsfaktoren wie z.B. NAD dienen
und somit eine Vermehrung von NAD-abhängigen Bakterien im Wirt verbessern. Damit wird die Aussage
der antimikrobiellen Wirkung von NETs für einige Erreger in Frage gestellt. Dieser Phänotyp wird stärker,
wenn DNasen vorhanden sind, die das Grundgerüst der NETs verdauen und somit den NETs Abbau im
Wirt regulieren. Da IAV NETs induzieren können, soll die Wirt-Erreger Interaktion bei Ko-Infektionen von
IAV und bakteriellen Erregern in Mensch und Schwein mit dem Fokus auf die Rolle der NETs untersucht
werden. Die Kernfrage ist, inwiefern IAV-induzierte NETs-Bildung die Ausbreitung von bakteriellen Ko-
Infektionen triggert.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Barbara Kahl (Universitätsklinikum Münster (UKM), Institut für Medizinische Mikrobiologie)

Prof. Dr. Matthias Mörgelin (Colzyx AB, Lund, Schweden)

Funding: GKF - Gesellschaft für kynologische Forschung e.V., 35.000 EUR

Project Details:
Chronische Darmerkrankungen des Hundes sind häufig1 und auf Grund der multifaktoriellen Auslöser schwer zu behandeln. Die natürliche Darmflora, das intestinale Mikrobiom, trainiert das Immunsystem und scheint eine große Bedeutung in der Gesundheit des Darms sowie der Toleranz des Immunsystems zu haben. Bei chronischen Darmerkrankungen kommt es häufig zu einer Dysbiose, ein Ungleichgewicht der Darmflora.
Die Immunabwehr von Säugetieren ist ein komplexes System. Ein neu entdeckter Abwehrmechanismus der angeborenen Immunantwort sind extrazelluläre DNA-Netze. Sie werden vor allem von neutrophilen Granulozyten nach einer Stimulierung durch Botenstoffe des Körpers oder durch Krankheitserreger gebildet. Nach ihrer Aktivierung stoßen Neutrophile ihre DNA nach außen. Diese ist kombiniert mit antimikrobiellen Substanzen in der Lage Erreger zu binden, zu entschärfen und zu töten. Somit helfen diese DNA-Netze Infektionen im Körper einzugrenzen. Es wurden jedoch auch schädliche Wirkungen von DNA-Netzen bei einer unzureichenden Regulierung gezeigt. Bei ausgewählten Autoimmunerkrankungen (immunvermittelte, hämolytische Anämie), systemischen und lokalen bakteriellen Infektionen konnte beim Hund ein erhöhter Gehalt an DNA-Netzen nachgewiesen werden. Im Zusammenhang mit chronischen Darmerkrankungen ist es von großem Interesse, dass bei Mäusen und Menschen eine vermehrte Bildung von DNA-Netzen bei Kolitis nachgewiesen werden konnte.
Weiterhin kann man bei chronischen Darmerkrankungen einen Zusammenhang mit dem enteralen Mikrobiom ziehen. Inwieweit dieses von DNA-Netzen beeinflusst wird, ist derzeit ungeklärt.
Die Grundidee dieses Forschungsvorhabens ist aufzuklären, welche Rolle DNA-Netze bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen und in der Immunabwehr gegen bakterielle Infektionserreger des Hundes spielen oder wie sie das enterale Mikrobiom beeinflussen. Das wiederum ermöglicht Rückschlüsse auf die Entstehung und die Entwicklung neuer Ansätze für gezielte Therapien der chronischen Darmerkrankung.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Marcus Fulde, Freie Universität Berlin, Fachbereich Veterinärmedizin, Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen

Prof. Dr. Jan Suchodolski, Department of Small Clinical Sciences, Texas A&M College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences

Funding: A128512 MWK Niedersachsen, Volkswagen Stiftung, 1.190.125 EUR

Project Details:
In this study we will collect and analyze more than 108 datapoints (proteomics, genomics, clinical and environmental data) from retrospective and prospective patient cohorts. For the first time, this study
will take into account the recent discovery of the tight association of human norovirus with host cell membranes and proteins and link it to clinical, environmental and ecological niche (microbiota) data.
The translational potential of PRESENt ranges from prognostic and preventive to therapeutic strategies for stratified patient groups. First, we aim to define prognostic biomarkers of severe and chronic gastroenteritis to stratify patient groups. Second, we will investigate how efficient
disinfectants can inactivate patient-derived membrane cloaked norovirus. Third, the microbiome signatures may inform about possibilities of microbiota therapies to alleviate the course of disease in critical patient groups. Finally, the informatics meta-analysis of the retrospective and prospective study will reveal in addition to prognostic biomarkers and microbiome signatures environmental and individual factors, which associate with severe gastroenteritis. In the future, this work will thus pave the way towards better prevention (biomarkers, environmental
factors, individualized disinfectant use) and care (targeting/modifying microbiome or host factors) of severe and chronic viral gastroenteritis.

Results:

https://www.translationsallianz.de/train-platforms/train-projects/present/?L=1

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Wolfgang Neijdl, Leibnitz University

Prof. Dr. Michael Marschollek, Hannover Medical School

Dr. Benjamin Heidrich, Hannover Medical School

Dr. Till Strowig, Helmholtz Centre for Infection Research

Prof. Dr. Lothar Jänsch, Helmholtz Centre for Infection Research

Prof. Dr. Thomas F. Schulz, Medizinische Hochschule Hannover

Prof. Dr. Lennart Svensson, Linköping Universität, Schweden

Funding: Rentenbank, 629.341 EUR

Project Details:
Im Projekt OPTILITT-TRANSFER werden drainierte Bodenbereiche unmittelbar unter den Tränkelinien installiert, wodurch eine direkte Trennung von sehr feuchter Einstreu geschaffen wird. In einem weiteren Schritt werden zusätzliche Ebenen an den Wandseiten im Stall installiert. Nach bisherigen Erkenntnissen nehmen Masthühner erhöhte Flächen gerne an. Die Tiere haben mehr Platz, da sich die Besatzdichte in Relation zur Grundfläche des Stalles nicht ändert. Insbesondere in Bereichen, die für artgemäßes Verhalten (Scharren, Hudern) notwendig sind, ist eine erheblich günstigere Einstreuqualität zu erwarten. Insgesamt können durch den Ansatz substantielle Verbesserungen im Sinne der Tiergesundheit (Fußballen etc.) und des Tierwohles erreicht werden.

Cooperation Partners:

Industriepartner

Funding: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), 145.203 EUR

Project Details:
Eine große Herausforderung für die heimische Tierproduktion ist eine immer weitergehende Reduktion der damit einhergehenden unerwünschten Umwelteffekte. Diese gilt insbesondere bezüglich des P-Eintrags durch Düngung / Gülle in die natürliche Umwelt und der daraus resultierenden potenziellen Eutrophierung der Grund- und Oberflächenwässer. Deshalb ist bei der Nutztierfütterung eine gerade noch bedarfsdeckende P-Versorgung anzustreben, da jeder P-Überschuss im Tierfutter über die Gülle in die natürliche Umwelt eingetragen wird. Vor diesem Hintergrund stellt ein bedarfsgerechter P-Gehalt in einem bestimmten Futtermittel ein neues "Qualitätsmerkmal" dar, auf das hin die heute angebotenen Mischfutter optimiert werden.
Für eine entsprechende P-Optimierung im Tierfutter durch eine P-Abtrennung und/oder Umwandlung in tierverfügbare P-Formen wird hier exemplarisch die Kleie als ein "klassisches" Futtermittel (1,5 Mt/a in Deutschland) untersucht. Dazu sollen mithilfe unterschiedlicher biokatalytischer und/oder mechanisch-chemischer Verfahren technisch darstellbare Prozesse für die Futtermittel-Konditionierung entwickelt und diese im Rahmen integrierter Bioraffinerie-Gesamtkonzepte technisch sowie ökonomisch und ökologisch bewertet werden.

Cooperation Partners:

Institut für Technische Biokatalyse der TUHH,

Institut für Biotechnologie der RWTH,

sowie mehrere assoziierte Partner aus der Industrie

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Netzwerks Nationale Universitätsmedizin über die Universität Göttingen, 30.720 EUR

Project Details:
Im Arbeitspaket AP 3 Surveillance Management und Tools soll eine Surveillance-Strategie entwickelt werden. Diese Gesamtstrategie für Surveillance in Deutschland hat early warning und pandemic preparedness zum Ziel. Dazu wird auf der Grund-lage der bestehenden UK Vernetzung und des partizipatorisch angelegten Infekti-onskontrollsystem SmICS (HiGHmed) eine Neuausrichtung für pandemische auch ohne direkten Kontakt übertragbare Infektionserreger am Beispiel SARS-CoV-2 geschaffen. Um effizient Ressourcen zu bündeln und eine einheitliche und abge-stimmte Vorgehensweise zu erzielen, werden bestehende Surveillance-Elemente des RKI/ÖGD eingebunden und weiterentwickelt.
Über die Prüfung der interoperablen Vernetzung mit Connect-One Health Data werden in der Modellregion Niedersachsen die Assoziation mit erweiterten Da-tensätzen aus Veterinärmedizin, Tierhaltung, entlang der Lebensmittelkette (TiHo, LAVES) mit Bevölkerungsdaten (NLGA) eingebracht werden können.

Cooperation Partners:

Niedersächsisches Landesgesundheitsamt (NLGA), Hannover

Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Oldenburg

Krankenhaushygiene und Infektiologie Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen

Institut für Medizinische Informatik Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen

Funding: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, 367.220 EUR

Project Details:
In Lower Saxony, data on disease outbreaks and pathogens relevant for public health in humans, animals and food are collected and held by the Governmental Institute of Public Health of Lower Saxony (NLGA) and the Lower Saxony State Office for Consumer Protection and Food Safety (LAVES). This includes data from active and passive monitoring and surveillance systems (MOSS), but also unstructured, event-driven information like requests or reports by local authorities, media or the public.
Currently, there is no framework that enables digitally linking such information, leading to potential data misinterpretation and impairing any joint analysis. However, in order to support an overarching One Health management in Lower Saxony, the exchange of all classes of information is vital.
This project therefore aims at developing a conceptual design using underlying meta-data structures to allow targeted integration and analysis of information, and demonstrating its effectiveness. It will lead to new practical concepts which allow to exchange and use One Health data. It will also clarify the legal framework that permits scientific use of data, offering new opportunities for both the scientific community and administrative bodies. These efforts are a prerequisite for generating and establishing models of risk assessment in order to inform policy makers? decisions in risk management.
Therefore, the two key hypotheses of the Connect OHD consortium are that integration of data related to One Health from existing public health data sources
1. will improve the understanding of One Health issues, support identification of risk factors and transmission routes of zoonotic infections, and contribute to early detection of outbreaks
2. will help to develop innovative strategies to manage zoonotic infections.

Results:

Schnepf A, Hille K, van Mark G, Winkelmann T, Remm K, Kunze K, Velleuer R, Kreienbrock L., Basis for a One Health Approach?Inventory of Routine Data Collec-tions on Zoonotic Diseases in Lower Saxony, Germany. Zoonotic Dis 2024;4(1):57-73. doi:10.3390/zoonoticdis4010007

https://www.tiho-hannover.de/ibei/forschung/shiny-apps

Cooperation Partners:

Niedersächsisches Landesgesundheitsamt (NLGA), Hannover

Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Oldenburg

Funding: Else Kröner-Fresenius Stiftung, 50.000 EUR

Project Details:
Chagas Disease (CD) belongs to the Neglected Tropical Diseases and represents here the second highest illness burden. It is the third most common parasitic dis-ease worldwide, after malaria and schistosomiasis. While in the acute phase about 5% die from acute complications like inflammation of the brain or the heart, up to 40% die premature during the chronic phase. Here mainly heart-associated com-plications occur, which lead to a premature death (sudden heart death, rhythm problems, etc.) mainly in young adults of 20-30 years. Alternatively, chronic cardiac symptoms develop, leading to disabled patients, who suffer from severe heart failure problems. In Latin-America, CD is the leading cause for sudden heart death, severe cardiac arrhythmias and intractable heart failure and increases morbidity and mortality rates in 21 endemic countries. Also gastrointestinal complications occur, mainly megacolon or megaoesophagus, both life-threatening complications too.

The aim of the recent project is to improve health, health structures, surveillance and autonomy in the indigenous population of Colombia.

Results:

Kann S, Mendoza GAC, Hartmann M, Frickmann H, Kreienbrock L. Chagas Disease: Medical and ECG Related Findings in an Indigenous Population in Colombia. Trop Med Infect Dis. 2023 May 29;8(6):297 . doi: 10.3390/tropicalmed8060297

 

Bauer H, Concha Mendoza GA, Kreienbrock L, Hartmann M, Frickmann H, Kann S. Prevalence of Common Diseases in Indigenous People in Colombia. Tropical Medi-cine and Infectious Disease. 2022;7:109. doi: 10.3390/tropicalmed7060109.

 

Kann S, Concha G, Hartmann M, Köller T, Alker J, Schotte U, Kreienbrock L, Frick-mann H, Warnke P. Only Low Effects of Water Filters on the Enteric Carriage of Gastrointestinal Pathogen DNA in Colombian Indigenous People. Microorganisms 2022, 10, 658. doi:10.3390/microorganisms10030658.

 

Kann S, Dib JC, Aristizabal A, Concha Mendoza G, Soto Lacouture HD, Hartmann M, Frickmann H, Kreienbrock L. Diagnosis and Prevalence of Chagas Disease in an Indigenous Population of Colombia. Microorganisms 2022, 10, 1427 . doi:10.3390/microorganisms10071427.

 

Kann S, Hartmann M, Alker J, Hansen J, Dib JC, Aristizabal A, Concha, G, Schotte U, Kreienbrock L, Frickmann H. Seasonal Patterns of Enteric Pathogens in Colombian Indigenous People - A More Pronounced Effect on Bacteria Than on Parasites. Pathogens. 2022;11(2):214. doi:10.3390/pathogens11020214.

 

Concha G, Frickmann H, Oey A, Strengert M, Kreienbrock L, Kann S. Direct and Indirect Proof of SARS-CoV-2 Infections in Indigenous Wiwa Communities in North-Eastern Colombia-A Cross-Sectional Assessment Providing Preliminary Surveillance Data. Vaccines (Basel). 2021 Oct 1;9(10):1120. doi: 10.3390/vaccines9101120.

Cooperation Partners:

Verein für ärztlichen Dienst in Übersee - Missionsärztliches Institut Würzburg, Dr. Simone Kann

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 406.000 EUR

Project Details:
Das Projekt SALHEARTCELL zielt auf die Entwicklung neuer mariner Ressourcen ab, indem primäre Kulturen von Salmoniden-Herzzellen (SalCPCs) und permanente Zellkulturen aus dem Herzgewebe von Atlantischem Lachs (Salmo salar), Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) und Bachforelle (Salmo trutta) gezüchtet und diese Zellen in Studien über neu auftretende Viren, die bei Salmoniden Durchblutungsstörungen verursachen, genutzt werden. Dies soll durch die Expertise und Zusammenarbeit der Partner Fraunhofer-Forschungseinrichtung für Marine Biotechnologie und Zelltechnologie (EMB) und der Abteilung Fischkrankheiten und Fischhaltung der Tierärztlichen Hochschule Hannover (TiHo) erreicht werden. Die Kulturen und Zelllinien werden gründlich charakterisiert und in Versuchen zur Replikation und zum Nachweis der Piscinen Orthoreoviren 1 und 3 (PRV-1 und PRV-3) verwendet. Diese bei Fischen neu auftretenden Krankheitserreger wurden kürzlich auch in Deutschland nachgewiesen und bedrohen damit deutsche aquatische Meeresressourcen unmittelbar. PRV-1 und PRV-3 infizieren Kardiomyozyten und Erythrozyten. Trotz verschiedener Versuche scheiterte die Kultivierung dieser Viren in bestehenden Zelllinien. Dies beeinträchtigt die Krankheitsdiagnostik, die Erforschung der Viren und die Entwicklung von Impfstoffen, die die Bedrohung mildern könnten, erheblich. SalCPCs enthalten spontan kontrahierende Myozyten, die zu den Zielzellentypen von PRV-1 und PRV-3 gehören. Die Weiterentwicklung von Zellkulturen könnte ein sehr wertvolles Werkzeug für weitere Studien an Salmoniden und an Herzgewebe im Allgemeinen sein. Die Kultivierung von PRV-1 und PRV-3 wird von externen Partnern aus Norwegen, Kanada und Dänemark unterstützt und zielt darauf ab, einen Nachweis zur Machbarkeit für SalCPCs als Testsystem in der PRV-1- und PRV-3-Forschung zu erbringen. Dies Projekt kann einen bedeutenden Fortschritt in der Erforschung von Herzzellen bringen und die Verbreitung von PRVs in Salmonidenpopulationen verhindern.

Cooperation Partners:

Fraunhofer-Einrichtung für Marine Biotechnologie und Zelltechnik 23562 Lübeck Deutschland

Funding: Biologische Heilmittel Heel GmbH, 32.000 EUR

Project Details:
Es soll in in vitro Studien ein antiviraler Effekt des Produkts Engystol auf ein Herpesvirus untersucht werden, das Karpfen infiziert.