Research

Project Details:
Zahnextraktionen können heutzutage am stehenden, sedierten und leitungsanästhesierten Pferd durchgeführt werden. Dies ermöglicht es, die Kosten und Risiken einer Allgemeinanästhesie zu vermeiden. Hierbei werden hohe Anforderungen an die Sedierung gestellt, welche einerseits ausreichend tief sein muss um einen invasiven Eingriff zu ermöglichen, andererseits jedoch die Standfestigkeit des Pferdes erhalten soll. Gemäß § 5 des Tierschutzgesetzes darf ein mit Schmerzen verbundener Eingriff ohne Betäubung an einem Wirbeltier nicht vorgenommen werden. Pferde zeigen Schmerzen im Bereich der Zähne häufig so undeutlich, dass es erst dann festgestellt wird, wenn deutliche Veränderungen im Futteraufnahmeverhalten auffallen. Auch mithilfe von Schmerzskalen können zahnspezifische Schmerzen nur teilweise erfasst werden. Die bewerteten Parameter und ihre Graduierung bleiben jedoch derzeit fraglich. Mithilfe eines backenzahnspezifisch modifizierten Schmerzscores, soll die Erkennung und Graduierung von Zahnschmerzen optimiert werden.
Eine intraoperative Schmerzausschaltung wird durch eine lokale Betäubung des Operationsbereiches in Form einer Lokal- und Leitungsanästhesie erzielt. Eine Reduktion des postoperativen Schmerzes soll durch die Anwendung eines Morphinderivats erreicht werden.
Durch den direkten Vergleich von Butorphanol, Buprenorphin und Levomethadon an Pferden mit ähnlichem Vorbericht, vergleichbarer Erkrankung sowie gleichem Alter und Geschlecht soll der analgetische Effekt und der Einfluss auf die Sedierungsqualität bei Patienten mit Backenzahnerkrankungen verglichen werden.
Des Weiteren soll die Frage beantwortet werden, ob Levomethadon als Opioid und nicht kompetitiver NMDA-Rezeptorantagonist einen Vorteil bei der Behandlung von Patienten mit chronischen Zahnschmerzen bieten kann. Beim Pferd kann die Applikation von Morphinderivaten zu ausgeprägten Verhaltensänderungen führen (Unruhe, Vorwärtsdrängen, hochgradige Exzitation). Durch die Addition von Acepromazin sollen diese opioidinduzierten Nebenwirkungen reduziert werden.
In der geplanten Untersuchung soll der Einfluss der Opioide Butorphanol, Buprenorphin und Levomethadon auf die Qualität, Dauer und Intensität einer Detomidin-vermittelten Sedierung während der Backenzahnextraktion beim Pferd untersucht werden. Darüber hinaus soll die postoperative Schmerzsymptomatik bei diesen Patienten bewertet werden.
Die Studie erfolgt an 60 Pferden, die zur Zahnextraktion in der Klinik vorgestellt werden. Ein detaillierter Vorbericht wird erhoben sowie eine klinische Maulhöhlenuntersuchung und bildgebende Diagnostik mittels Röntgen werden durchgeführt. Nach der Entscheidung zur Extraktion von maximal zwei Backenzähnen werden die Patienten randomisiert in drei Gruppen eingeteilt. Gruppe 1: Butorphanol, Gruppe 2: Buprenorphin, Gruppe 3: Levomethadon.
Alle Pferde erhalten 30 Minuten vor Beginn der detomidinvermittelten Sedierung Acepromazin (50 µg/kg i.m.) und Meloxicam (600 µg/kg i.v.).
Die initiale Sedierung erfolgt mit Detomidin (Bolus: 15 µg/kg i.v.). Im Anschluss erfolgt die Applikation von Buprenorphin (5 µg/kg i.v.) oder Butorphanol (100 µg/kg i.v.) oder Levomethadon (100 µg/kg i.v.).
Zur Relaxation der Zunge und Verminderung der Kauaktivität bekommen alle Pferde initial einen Bolus von 10 µg/kg KGW Diazepam intravenös. Danach wird die Sedierung mittels Detomidin Dauertropfinfusion (20 µg/kg/h i.v.) aufrechterhalten. Zusätzlich wird eine Lokal- und Leitungsanästhesie des entsprechenden Bereichs mittels Mepivacain durchgeführt.
Die orale Extraktion des betroffenen Backenzahns erfolgt nach kliniküblichen Standards. Während der Zahnextraktion wird die Qualität der Sedierung mittels klinischer Parameter mit einem Punktesystem bewertet. Falls eine Vertiefung der Sedierung von Nöten ist, erfolgt diese mittels Detomidin (5 µg/kg i.v.). Vor, während und nach der Extraktion wird der Kopfabstand zum Boden als Maß für die Tiefe der Sedierung ermittelt. Bei erhöhter Kauaktivität oder vermehrtem Zungenspiel erhalten die Pferde einen weiteren Diazepam Bolus (10 µg/kg i.v.).
Zur objektiven Graduierung des Stresses und Schmerzes wird in regelmäßigen Abständen der Cortisolgehalt im Plasma bestimmt. Zusätzlich erfolgt die Beurteilung der Schmerzhaftigkeit anhand von physiologischen und Verhaltensparametern durch den Schmerzscore Equus Fap.

Funding: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 24.000 EUR

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Ziel dieses Vorhabens ist es, den Einfluss einer diätetischen Phosphor (P)-Reduktion auf die intestinale Absorption von Phosphat (Pi) entlang der Darmachse bei wachsenden Ziegen zu erforschen. Zur Bestimmung der jeweiligen Anteile am Gesamt-Pi-Transport sollen gezielt die transzellulären bzw. die parazellulären Transportwege gehemmt und etwaige Abweichungen dieser Verhältnisse unter diätetischer P-Reduktion ermittelt werden. Durch molekularbiologische Charakterisierung soll untersucht werden, ob die intestinalen Expressionsmengen der am transzellulären bzw. parazellulären Pi-Transport beteiligten Proteine segmental verschieden sind und ob es unter diätetischer P-Restriktion zu einer molekularen Anpassung dieser Proteine im Dünndarmepithel kommt.
Zur Untersuchung des transzellulären Pi-Transports werden die Expressionsmengen der beteiligten Proteine (Natrium (Na)-abhängige Pi-Transporter Typ IIb (NaPi IIb (SLC34A2)) und Typ III (PiT1 (SLC20A1), PiT2 (SLC20A2)), Vitamin-D-Rezeptor (VDR), Natrium/Kalium-Adenosintriphosphatase (Na+/K+-ATPase)) und des möglicherweise an der basolateralen Ausschleusung beteiligten Proteins Xenotropic and polytropic retrovirus receptor 1 (XPR1) bestimmt. In gleicher Weise werden einige intra- und interzelluläre Proteine (Claudin-2, Claudin-12, Occludine, Zonula Occludens 1 (ZO1) -Proteine) untersucht, die möglicherweise am parazellulären Pi-Transport beteiligt sind. Die Untersuchung dreier verschiedener Dünndarmsegmente (Duodenum, Jejunum und Ileum) ermöglicht die Feststellung etwaiger lokaler Verschiebungen der Pi-Absorption während der diätetischen Modulation.

Project Details:
Ein großer Teil kastrierter und unkastrierter Rüden leidet vor allem im fortgeschrittenen Alter an pathologischen Veränderungen der Prostata (Bsp.: Benigne Prostatahyperplasie, Prostatazysten, Prostataabszesse, Prostatitiden, Prostatatumore). Diese werden meist durch digitale rektale Untersuchung, Sonographie, Röntgen oder Computertomographie diagnostiziert. Aufgrund einzelner Limitationen der bisherigen diagnostischen Möglichkeiten wird die Diagnose eines Prostatakarzinoms bis heute häufig im fortgeschrittenen Stadium der Erkrankung gestellt, da bei Auftreten prostatatypischer Symptome bereits Metastasen in den sublumbalen Lymphknoten, dem axialen Skelett und der Lunge vorzufinden sind.
Ziel dieser Studie ist es die mp-MRT, die bereits beim Mann routinemäßig zur Früherkennung von Prostatatumoren angewendet wird, zur Prostatadiagnostik beim Rüden zu evaluieren. Begleitend soll die Konzentration der Caninen Prostataspezifischen Arginin-Esterase (CPSE) im Serum gemessen werden.

Project Details:
Anhand von zwei Fragebögen soll das Wissen über das Vorgehen von nationalen und internationalen Katzenzüchtern zu Kontrazeption und Zucht näher erfaßt werden.Die Zielgruppe sind Katzenzüchter. Die Datenerhebung erfolgt anonym, die Auswertung der Daten kann mit Hilfe des in der Software enthaltenden Auswerttools erfolgen.
Die Untersuchungen sollen zum besseren Verständnis von Tierärzten und Katzenzüchtern beitragen

Results:

https://elib.tiho-hannover.de/receive/tiho_mods_00006292

Project Details:
As part of this project, a computer model of the canine hind limbs is being developed on the basis of CT and MRT data. In addition to bony structures, this model should also map muscle and ligament structures in order to subsequently be able to simulate movements of the canine hind limbs.

Results:

https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2021.03.015

Project Details:
Motile sperm with intact membranes can suffer from functional damage which remains undetected by routine semen analysis. For assessment of novel semen preservation methods, sensitive diagnostic of fertility-relevant functional sperm traits is neccessary. The aim is to establish novel diagnostic tools which allow the sensitive assessment of sublethal damage of preserved spermatozoa.

Results:

DOI: 10.1002/cyto.a.24301

Cooperation Partners:

Dr. Heiko Henning, Friedrich-Loeffler-Institut Mariensee

Funding: Epilepsy Foundation, 200.000 EUR

Project Details:
Tuberous sclerosis complex (TSC) is a genetic disease, which leads to elevated PI3K/mTOR signaling and causes development of tumors in different organs as well as epileptic seizures, developmental delay, and autism. Therapy is limited to often ineffective anti-seizure drugs (ASDs), surgery, and rapalogs (everolimus), the first generation mTOR inhibitors. Recently, everolimus has been approved for treatment of ASD-refractory partial-onset seizures in patients with TSC. However, this therapy is associated with severe adverse events, including immunosuppression. We have developed novel, ATP-competitive, specific, brain penetrant mTOR and PI3K/mTOR inhibitors, which have a much better safety profile; particularly these compounds lack immunosuppressive activity.

Cooperation Partners:

PIQUR, Basel, Schweiz

Funding: DFG, 333.650 EUR

Project Details:
Die Infektion mit dem Theilerschen murinen Enzephalomyelitisvirus (TMEV) stellt ein anerkanntes Modell zur Erforschung viraler Enzephalitiden und degenerativer Prozesse bedingt durch neurotrope Viren dar. Antigen-präsentierende Zellen (APZ) werden hierbei maßgeblich für Neuronenschäden im Hippocampus von infizierten C57BL/6-Mäusen verantwortlich gemacht. Aktivierende und inhibierende C-Typ Lektinrezeptoren (CLRs) auf APZ wirken an der Pathogenerkennung mit und tragen daher essentiell zur Immunhomöostase bei verschiedenen Infektionskrankheiten bei. Die Bedeutung von CLRs in der Neuropathogenese der TME ist bislang allerdings unklar. Basierend auf der Hypothese, dass eine Dysregulation der CLR-Aktivierung für die Immunpathologie im Gehirn und Neurodegeneration verantwortlich ist, soll in dem geplanten Projekt die Bedeutung von CLRs bei der TMEV-Infektion untersucht werden.

Funding: DFG, 352.662 EUR

Project Details:
Binaural coincidence detection relies on the precise excitation-inhibition interaction in neurons of the medial superior olive (MSO). This precision is achieved through alterations during late postnatal development, a period marked by the establishment of prominent structure-function relationships in the auditory system. How excitatory inputs to MSO neurons refine during late postnatal development is unknown. In this proposal, we plan to mechanistically investigate these processes, through quantification of the developmental changes of excitatory currents and the morphology of axonal input patterns. To unravel what drives these changes we will perform these experiments in gerbils raised in omnidirectional white noise, which suppresses relevant sensory spatial cues. Conversely, the impact of sound-evoked activity will be eliminated using cochlear ablations. Applying both forms of sensory manipulation will allow us to distinguish whether sound evoked activity or the experience of spatial cues is crucial for functionally important circuit refinements in the MSO. Thus, our study will provide a quantitative insight into mechanisms that drive the development of synaptic excitation at an ultrafast coincidence detector neuron important for sound source localization.

Results:

Kladisios N, Wicke KD, Pätz-Warncke C, Felmy F.: Species-Specific Adaptation for Ongoing High-Frequency Action Potential Generation in MNTB Neurons. Journal of Neuroscience 2023 Vol 43:2714-2729

Pätz C., Console-Meyer L., Felmy F.: Structural arrangement of auditory brainstem nuclei in the bats Phyllostomus discolor and Carollia perspicillata. Journal of Comp Neurology, 2022, Vol. 530, 2762-2781; IF: 3.028

 

Siveke I, Myoga MH, Grothe B, Felmy F.: Ambient noise exposure induces long-term adaptations in adult brainstem neurons. Scientific Reports 2021 Mar 4; 11:5139.

 

Franzen D.L., Gleiss S.A., Kellner C.J, Kladisios N., Felmy F.: Activity-dependent calcium signaling in neurons of the medial superior olive during late postnatal development. Journal of Neuroscience, 2020, Vol. 40(8):1689-1700

Project Details:
The base of the project is the identification of a specific need in high-quality research training in marine sciences including the study of a broad variety of marine organisms at the European level. In spite of being evolutionary distant from Humans, marine species can bring fundamental knowledge that can be transferable to understand molecular and cellular processes governing several aspects of human biology. In addition, marine organisms constitute an important source of biomolecules with putative industrial and therapeutic applications making the development of marine resource a key area in the field of blue economy and blue growth. Considering the above-described contect, the present strategic partnership will develop a thourough research training focused on the use of marine organisms in several life science disciplines such as neurobiology, cell morphogenesis/cell biology, tissue regeneration, evolution/life cycle and marine biotechnology.

Cooperation Partners:

Prof. Dr Agnes Boutet (Sorbonne, Frankreich),

Prof. Dr. Stefano Piraino, Neapel