Research

Funding: DFG KO 355214-1, 164.872 EUR

Project Details:
Der Transkriptionsfaktor HIF-1alpha ist ein Hauptregulator der Homöostase und zellulären Anpassung an Sauerstoffstress. Es gibt zunehmend Hinweise dafür, dass HIF-1alpha durch bakterielle Pathogene aktiviert werden kann und die bakterizide Aktivität von Phagozyten beeinflusst. HIF-1alpha-Agonisten, die in der Lage sind, antibakterielle Mechanismen der Wirtsimmunabwehr zu verstärken, könnten neben Antibiotika zur unterstützenden Immuntherapie insbesondere gegen Antibiotika-resistente Keime wie methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) Anwendung finden. Allerdings sind die detaillierten Mechanismen, wie HIF-1alpha die Immunzellen beeinflusst, immer noch unzureichend geklärt. Eigene Vorarbeiten zeigen, dass HIF-1alpha-boosting die Bildung von extrazellulären DNA-Netzen induziert. Diese sogenannten phagocyte extracellular traps (PETs) wurden kürzlich als neuer wichtiger Immunabwehrmechanismus gegen Infektionen bekannt. Das Ziel dieser Studie ist es (i) Zellen zu identifizieren, die PETs in Abhängigkeit von HIF-1alpha
während der Infektion oder unter hypoxischen Bedingungen ausschleusen, (ii) die Mechanismen der HIF-1alpha-abhängigen PET-Bildung zu charakterisieren und (iii) die Rolle der IF-1alpha-abhängigen PET-Bildung in vivo gegen MRSA-Infektionen zu untersuchen. Diese neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse
sollen wichtige Grundlagen für eine HIF-1alpha-abhängige Immunantwort als neuen therapeutischen Ansatz liefern.

Results:

Formation of Neutrophil Extracellular Traps under Low Oxygen Level.

Branitzki-Heinemann K, Möllerherm H, Völlger L, Husein DM, de Buhr N, Blodkamp S, Reuner F, Brogden G, Naim HY, von Köckritz-Blickwede M.

Front Immunol. 2016 Nov 25;7:518.

 

Iron-chelating agent desferrioxamine stimulates formation of neutrophil extracellular traps (NETs) in human blood-derived neutrophils.

Völlger L, Akong-Moore K, Cox L, Goldmann O, Wang Y, Schäfer ST, Naim HY, Nizet V, von Köckritz-Blickwede M.

Biosci Rep. 2016 May 20;36(3). pii: e00333. doi: 10.1042/BSR20160031.

 

Differentiation and Functionality of Bone Marrow-Derived Mast Cells Depend on Varying Physiologic Oxygen Conditions.

Möllerherm H, Meier K, Schmies K, Fuhrmann H, Naim HY, von Köckritz-Blickwede M, Branitzki-Heinemann K.

Front Immunol. 2017 Nov 30;8:1665. doi: 10.3389/fimmu.2017.01665. eCollection 2017.

 

Hypoxia Modulates the Response of Mast Cells to Staphylococcus aureus Infection.

Möllerherm H, Branitzki-Heinemann K, Brogden G, Elamin AA, Oehlmann W, Fuhrmann H, Singh M, Naim HY, von Köckritz-Blickwede M.

Front Immunol. 2017 May 11;8:541. doi: 10.3389/fimmu.2017.00541. eCollection 2017.

 

Influence of Oxygen on Function and Cholesterol Composition of Murine Bone Marrow-Derived Neutrophils.

Branitzki-Heinemann K, Brogden G, von Köckritz-Blickwede M.

Methods Mol Biol. 2020;2087:223-233. doi: 10.1007/978-1-0716-0154-9_17.

PMID: 31728995

Cooperation Partners:

Prof. Victor Nizet (M.D.), Department of Pediatric Pharmacology, University of California, San Diego School of Medicine, La Jolla, California

Prof. Joachim Fandrey, Department of Physiology, University of Duisburg-Essen, Germany

Project Details:
In diesem Projekt werden anhand der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und der Luminex bead-conjugated Technology vergleichende Genexpressionanalysen an caninen Zelllinien und caninen Mamma-Gewebsproben (nicht-neoplastisch und neoplastisch) durchgeführt.

Die Claudin-Proteine sind ein struktureller Bestandteil der Tight Junctions in epithelialem Gewebe, welche in Zellverbänden nebeneinander liegende Zellen miteinander verbinden.
Aufgrund ihrer Struktur, welche unter anderem zwei extrazelluläre Schleifen enthält, und ihrer Lokalisation in der lateralen Zellmembran, regulieren die Claudine den parazellulären Fluss von Flüssigkeiten und halten so die Homöostase im Gewebe aufrecht.
Veränderungen der Claudin-Expression werden in Human- und Veterinärmedizin mit verschiedenen pathologischen Prozessen wie der Tumor- und Metastasenentwicklung assoziiert. Immunhistologische Untersuchungen an caninem Gewebe zeigen, dass die Claudin-Expression in neoplastischem Gewebe dereguliert ist.

Um die verschiedenen Zelllinien und Gewebeproben auf ihre Claudin -1, -3, -4 und -7-Expressionmuster zu untersuchen, wurden in einem ersten Schritt spezifische Primer-Assays designt. Nach erfolgreicher Verifizierung der generierten PCR Produkte durch konventionelle Sequenzierung wurde die Claudin -1, -3, -4 und -7-Gen-Expression in caninen Zelllinien, nicht-neoplastischem caninen Mammagewebe und caninen Mammatumoren charakterisiert.
Des Weiteren wurden Western Blots an den Zelllinien durchgeführt, um das Ergebnis der Genexpression auf Proteinebene zu bestätigen.

Mithilfe der Luminex bead-conjugated Technology wurde die Genexpression in Zelllinien und Gewebeproben untersucht. In Primärkulturen wurde die Claudin -1, -3, -4 und -7-Gen-Expression im Verlauf der Kultivierung analysiert. Luminex bead-conjugated Technology bietet die Möglichkeit simultan mehrere Gene zu analysieren. Dies bietet einerseits die Möglichkeit eine große Anzahl an Proben und gleichzeitig mehrere Gene zu messen, außerdem minimiert es Handling-Varianzen.

Cooperation Partners:

Institut für Biophysik, Zellphysiologie & Zelluläre Mechanik, Leibniz Universität Hannover, Prof. Dr. A. Ngezahayo

Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Prof. Dr. A. Heisterkamp

Institut für Pathologie, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Prof. Dr. M. Hewicker-Trautwein

Project Details:
In der Reptilienmedizin nehmen die weiterführenden Bildgebenden Verfahren wie bei andere Tierarten auch einen immer größeren Stellenwert ein. Hierbei gibt es bisher nur wenige Reihenuntersuchungen zur Erhebung physiologischer Parameter bei den verschiedenen Reptilienspezies. Daher erfolgen Reihenuntersuchungen verschiedener Organsysteme bei unterschiedlichen Spezies, um in einem weiteren Schritt die Abweichung von der Norm definieren zu können.

Funding: EU-DEVELAGE, DAAD-Procope, University of Montpellier, 352.000 EUR

Project Details:
A - Healthy Aging in Mouse Lemurs

Mouse lemurs belong to the basal primates (strepsirrhines) and represent the smallest nonhuman primates in the world. With a life span much shorter than in larger-bodied primates and the presence of tangles and beta-amyloid plaques in the brain of some, but not all, aged mouse lemurs, they may provide a unique natural primate model for aging research, relatively inexpensive to maintain and to breed. The potential of the mouse lemur as a primate model for AD-like diseases will depend on easily detectable phenotypic markers of AD-like diseases comparable to humans. The longterm aim of this project is thus to establish and validate behavioural, hormonal, cognitive, genetic, immunhistochemical and brain imaging tools to phenotype subjects, to apply them to discriminate between "wildtype" phenotypes and AD-like carriers and to validate thereby the primate brain aging model, mouse lemur. Within an EU-funded project, we aimed at establishing a behavioural test battery, comparable to CANTAB (CAmbridge Neuropsychological Test Automated Battery) in humans, to objectivly assess cognitive performances. Cognition can then be linked to potential markers of personality, longterm stress (hormones) and heredity. Furthermore, the use of MRI is developed to evaluate potential age-related brain atrophies and to link them to cognitive performance. Findings will be explored in an integrative approach to identify to which extent cognitive phenotypes are linked to behavioral/hormonal/genetic/ neurological phenotypes and may predict age-related cognitive dysfunctions. This approach will not only give first comparable insight into the behavioural syndromes and cognitive skills and its deficiencies during aging in the model mouse lemur, and thereby to cognition in a previously fairly neglected group of primates, the strepsirrhines, it will also shed light on fundamental cognitive building blocks from which our own unique human-specific intelligence derived.

B- Ocular Pathologies in Mouse Lemurs: a Comparison of Colonies with Different Life Cycles

Seasonal reproduction in mouse lemurs is strongly dependent on the photoperiod. The reduction of photoperiodically induced artificial seasonal cycles is suggested to accelerate their aging process. Two of the world?s largest self-sustaining breeding colonies with in total about 350 animals in all age classes are located in our labs at the University of Veterinary Medicine at Hannover in Germany and at the University of Montpellier in France. They are maintained and bred on a natural and an artificially accelerated photoperiod regime, respectively.
The short-term aim of this project is to standardize technical approaches to compare these colonies to examine to what extent different photoperiod regimes affect stress-related behavioural traits and ophthalmologic deficiencies. Further, validated opthalmologic techniques are applied to assess age-dependent dysfunction in the eye of mouse lemurs and to exclude animals with visual dysfunctions from vision-based cognitive research. The long-term aim of this project is to further explore the use of this primate model for aging research.

Results:

e.g.

 

Dubicanac M.; Joly M.; Strüve J.; Nolte I.; Mestre-Frances N.; Verdier J-M.; Zimmermann E (2017): Intraocular pressure in the smallest primate aging model, the gray mouse lemur. Vet. Ophthalmology, DOI:10.1111/vop.12434.

 

Lehman, S. M.; Radespiel, U.; Zimmermann, E.:

The Dwarf and Mouse Lemurs of Madagascar. Cambridge Studies in Biological and Evolutionary Anthropology, Band 73; Cambridge: Cambridge University Press, 2016, 592 S.

ISBN 9781107075597

http://www.cambridge.org/us/catalogue/catalogue.asp?isbn=9781107075597

 

Joly M, Ammersdörfer S, Schmidtke D, Zimmermann E (2014): Touchscreen-Based Cognitive Tasks Reveal Age-Related Impairment in a Primate Aging Model, the Grey Mouse Lemur (Microcebus murinus). PLoS One; DOI: 10.1371/journal.pone.0109393

 

Schopf C., Zimmermann E., Tünsmeyer J., Kästner S.B.R., Hubka P., Kral A. (2014): Hearing and Age-Related Changes in the Gray Mouse Lemur. Journal of the Association for Research in Otolaryngology; DOI 10.1007/s10162-014-0478-4

 

Schmidtke D., Ammersdörfer S., Joly M., Zimmermann E. (2018): First comparative approach to touchscreen-based visual object-location paired-associates learning in humans (Homo sapiens) and a nonhuman primate (Microcebus murinus). Journal of Comparative Psychology; DOI 10.1037/com0000116

Cooperation Partners:

Prof. Dr. J.-M. Verdier, École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université PSL Paris, F

Dr. Marine Joly, Psychology, Portsmouth, GB

Prof. Dr. A. Kral, VIANNA, HNO, MHH

Prof. Dr. A. Bleich, Institut für Versuchstierkunde und Zentrales Tierlaboratorium der Medizinischen Hochschule Hannover

Dr. M. Heistermann, German Primate Center, Göttingen

Prof. Dr. G. Kovac, University of Toronto, CAN

Prof. Dr. Nadine Mestre-Francés, Université de Montpellier, F

Project Details:
Seit dem 1. Juni 2010 werden Kälber in Niedersachsen mittels Ohrgewebeproben auf die Rinderkrankheit Bovine Virusdiarrhoe / Mucosal Disease (BVD/MD) untersucht. Grundlage hierfür bildet die Niedersächsische BVD-Verordnung, die besagt, dass alle Kälber unverzüglich nach der Geburt auf das Vorliegen einer Infektion mit dem BVD-Virus untersucht werden müssen. Seit dem 1. Januar 2011 ist eine BVDV-Bundesverordnung in Kraft, die eine Untersuchung der Rinder bis zu einem Alter von sechs Monaten vorschreibt.
Im Institut für Tiergesundheit der LUFA Nord-West fallen werktäglich 1000 - 2000 Ohrstanzproben aus 16 Landkreisen mit insgesamt ca. 1,1 Mio. gemeldeten Rindern an. Im Auswertungszeitraum (1. Juni 2010 bis 31. Mai 2012) wurden 524 214 Ohrstanzproben eingesandt. Die Untersuchungen wurden mittels ERNS Antigen-ELISA durchgeführt. ELISA-positive Ergebnisse wurden zudem via PCR-Verfahren bestätigt.
2454 Ohrstanzproben (0,47 %) stammten von persistent mit BVD-Virus infizierten Kälbern (PI-Tiere). Diese Tiere kamen aus 763 (10,2 %) der einsendenden Betriebe. In den ersten sieben Monaten der Sanierung wurde eine Einzeltier-Prävalenz von 0,75 % festgestellt. Diese sank im Verlauf des Jahres 2011 auf 0,52 % ab. In den ersten fünf Monaten des Jahres 2012 wurde nur noch für 0,18 % der Ohrstanzproben ein positives BVDV-Ergebnis ermittelt. Die deutlich sinkende Zahl der PI-Tiere spricht für den Erfolg der Bekämpfungsstrategie.

Results:

Amelung S, Hartmann M, Haas L, Kreienbrock L.

Factors associated with the bovine viral diarrhoea (BVD) status in cattle herds in Northwest Germany. Vet Microbiol 2018 Mar;216: 212-217

 

Amelung S, Brackmann J, Haas L, Kreienbrock L.

Zwei Jahre Bovine Virusdiarrhoe Virus-Ohrstanzprobendiagnostik - Ergebniss aus 16 Landkreisen Niedersachsen. Berl Munch Tierarztl Wochenschr 2014; 127 (1-2):19-27

Cooperation Partners:

- LUFA Nord-West, Institut für Tiergesundheit, Oldenburg

Project Details:
Bei diesem Projekt handelt es sich um die Dissertationsarbeit von Frau Nilay Yücesoy. Durch ihre Studien soll herausgefunden werden, ob Unterschiede in der Kontraktilität des Uterus und des Eileiters zwischen Färsen und Kühen u.a. auf einen unterschiedlichen Gehalt von Hormonrezeptoren zurückzuführen sind. Ferner soll getestet werden, ob der therapeutische Einsatz von Hormonen, wie PGF2α und Oxytocin, zur Verbesserung der Kontraktilität des Uterus und des Eileiters führt. Die aus dieser Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die Fertilität nach der Besamung bei Kühen zu verbessern.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Heiner Bollwein, Vetsuisse-Fakultät, Universität Zürich

Project Details:
Die chirurgische Versorgung des vorderen Kreuzbandrisses stellt einen der häufigsten chirurgischen Eingriffe beim Hund dar. Zielsetzung des hier beschriebenen Projektes ist die vergleichende Untersuchung der chirurgischen Versorgung des vorderen Kreuzbandrisses mittels Tibial Plateau Leveling Osteotomie (TPLO) nach Slocum und Devine und Kapselraffung mit Fasziendopplung von lateral.
Durch die Erhebung ganganalytischer Parameter wie der Bodenreaktionskräfte, Schrittlängen und Gelenkwinkel lässt sich der Therapieerfolg im Vergleich zur Situation vor der Operation objektivieren, daneben ist ein Vergleich der beiden Operationstechniken möglich.

Project Details:
Im Projekt wird ein auf die spezifische Knochen-Totalendoprothese-Problematik angepasstes numerisches Modell erarbeitet, welches das Fundament für die Vermeidung der aseptischen Prothesenlockerung bildet. Durch die Berücksichtigung der Mechanismen, welche zur aseptischen Prothesenlockerung führen, ist die Gestaltung einer ausdauernden Hüft- und Schulterendoprothese realisierbar.

Cooperation Partners:

Prof. Dr.-Ing. B.-A. Behrens, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen, Produktionstechnisches Zentrum Hannover, Universität Hannover

Prof. Dr. med. Christina Stukenborg-Colsman, Orthopädische Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover im Annastift e.V.

Funding: Verein der Förderer der Wildtierforschung, 12.000 EUR

Project Details:
Männliche Wildschweine sind nach allgemeiner Meinung streng saisonale reproduzierende Tiere. Jedoch gibt es Hinweise dafür, dass die Keiler das ganze Jahr reproduktionsfähig sind sowie, dass die Frischlingskeiler mit bereits 8 bis 10 Monaten geschlechtsreif sind und damit an der Fortpflanzung teilnehmen können.
Nach eingehender Literaturrecherche wurde ein Untersuchungskonzept erstellt, das die Mithilfe mehrerer Kooperationspartner einschließt. Die eingeplanten Untersuchungen umfassen die Gewinnung der Nebenhodenschwanzspermien und des Blutes männlicher erlegter Wildschweine durch das ganze Jahr. Die Spermienqualität und die sexuellen Hormone werden untersucht, um die Reproduktivität der Keiler in den verschiedenen Monaten nachzuweisen und der Fragenstellung nachzukommen.
Hierzu sind die Kosten für die Projektdurchführung, die Beprobung im Feld sowie die sofortigen Untersuchungen zu tragen.

Funding: Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 11.127 EUR

Project Details:
Erstellung einer vergleichenden Literaturübersicht und Begutachtung der Haltung von Zuchtsauen in der sogenannten freien Abferkelung und der Abferkelung im Kastenstand.