Research

Funding: Promotionsstipendium der Konrad-Adenauer-Stiftung, 48.600 EUR

Project Details:
Dem Prozess der Epilepsieentstehung geht häufig ein initialer Hirninsult voraus. In der darauffolgenden anfallsfreien Latenzphase können unter anderem inflammatorische Prozesse, eine erhöhte Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke, Neurodegeneration, sowie glukometabolische Abweichungen beobachtet werden. Diese Veränderungen könnne mithilfe nicht-invasiver bildgebender Verfahren sichtbar gemacht werden. In diesem Projekt werden sie unter Nutzung eines Rattenmodells, in dem nach einem identischen epileptogenen Hirninsult Ratten mit und ohne Epilepsieentwicklung verglichen werden können, auf ihre Eignung als prädiktive Biomarker für ein erhöhtes Epileptogeneserisiko evaluiert. Zudem wird die Auswirkung einer neuen Kombinationstherapie zur Epilepsieprävention mithilfe der bildgebenden Verfahren im Hinblick auf den Behandlungserfolg evaluiert.

Cooperation Partners:

J. Bankstahl, PhD, Präklinische Molekulare Bildgebung, Klinik für Nuklearmedizin, MHH; Dr. M. Meier, Kleintier-MRT, Zentrales Tierlabor, MHH; Prof. Dr. W. Härtig, Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung, Universität Leipzig

Funding: BMBF (031L0062A), 225.747 EUR

Project Details:
In vivo Tests zur Entwicklungsneurotoxizität (DNT) benötigen eine enorme Zahl an Versuchstieren, während es für Tausende von vermarkteten Chemikalien bis heute keine Information gibt. Bisherige in vitro Methoden erfassen nur einfach messbare toxikologische Endpunkte, wie Zellviabilität, Zellproliferation und neurochemische Zelldifferenzierung.
Das Ziel ist die Entwicklung eines in situ Testsystem auf Basis eines intakten Heuschreckenembryos zur 3D Erfassung der Störung der axonalen Wegfindung von Pionieraxonen in Körperextremitäten nach Chemikalienexposition (Seidel und Bicker, 2000, Development 127:4541-4549; Eickhoff et al., 2012 PLoS One 7 e41236). Da molekulare und zelluläre Mechanismen der Wachstumskegelnavigation zwischen Evertebraten und Vertebraten konserviert sind, erlaubt die Sensitivität des Assays zuverlässige Aussagen über die DNT beim Menschen. Der Assay wird komplementär zu anderen Testverfahren angelegt und soll ein Spektrum von Endpunkten zur positiven Identifikation von DNT verdächtigen Substanzen liefern. Nach Projektende soll das Testsystem für Routineanwendungen in der Grundlagenforschung zur Verfügung stehen.

Results:

Publications:

 

Bicker G (2022) Looking at Developmental Neurotoxicity Testing from the Perspective of an Invertebrate Embryo. Int J Mol Sci 23(3):1871. doi: 10.3390/ijms23031871.

 

 

Bode K, Bohn M, Reitmeier J, Betker P, Stern M, Bicker G (2020) A locust embryo as predictive developmental neurotoxicity testing system for pioneer axon pathway formation. Arch Toxicol. 94:4099-4113. https://doi.org/10.1007/s00204-020-02929-6

 

Bode K, Nolte L, Kamin H, Desens M, Ulmann A, Bergmann GA, Betker P, Reitmeier J, Ripken T, Stern M, Meyer H, Bicker G. (2020) Scanning laser optical tomography resolves developmental neurotoxic effects on pioneer neurons. Sci. Rep. 10:2641. https://doi.org/10.1038/s41598-020-59562-7

 

Bergmann GA, Frömbling S, Joseph N, Bode K, Bicker G, Stern M (2019) An intact insect embryo for developmental neurotoxicity testing of directed axonal elongation. ALTEX 36(4):643-649. https://doi.org/10.14573/altex.1901292

Cooperation Partners:

Dr. ing. Heiko Meyer, LZH Hannover

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 167.100 EUR

Project Details:
Eine diätetische Stickstoff (N)-Reduktion führt bei wachsenden Ziegen zu einer verminderten intestinalen Calcium (Ca)-Absorption und somit zur Reduktion der Plasma-Ca-Spiegel. Ursache für die verminderte intestinale Ca-Aufnahme ist eine Reduktion von Ca-transportierenden Strukturen aufgrund von verminderten Plasma-Calcitriol-Konzentrationen. Grund für die reduzierten Calcitriol-Spiegel während einer N-Reduktion sind verminderte Insulin-like-growth-factor-1(IGF1)-Konzentrationen. Ziel ist es, die zugrunde liegenden Mechanismen der Modulation der renalen Calcitriolsynthese und der hepatischen IGF1-Bildung bei wachsenden Ziegen mit diätetischer N-Reduktion zu charakterisieren. Hierfür werden die Expressionsmengen der am Calcidiol-Aufbau beteiligten hepatischen 25-Hydroxylase bzw. der am Calcitriol-Aufbau beteiligten renalen 1alpha-Hydroxylase sowie der für die Inaktivierung von Calcitriol verantwortlichen renalen 24-Hydroxylase mittels molekularbiologischer Methoden bestimmt. Da IGF1 ein Bestandteil der somatotropen Achse ist, werden Teile dieser untersucht, um Ursachen für die reduzierten IGF1-Spiegel zu identifizieren. Es erfolgt die Bestimmung der hypophysären Sekretionsmenge, Amplitude und Pulsationsfrequenz des Wachstumshormons (GH) während einer diätetischen N-Reduktion. Diese Daten sollen Hinweise liefern, welchen Einfluss das GH auf die IGF1-Synthese hat und ob eine Entkopplung dieser Achse während einer N-Reduktion bei wachsenden Ziegen stattfindet. Um Aufschluss darüber zu erhalten, ob eine Modulation der GH-Rezeptormengen Grund für den bekannten Plasma-IGF1-Abfall ist, wird die Expression des hepatischen GH-Rezeptors detektiert. Zudem sollen die Expressionsmengen der an der intrazellulären GH-Signalvermittlung beteiligten Proteine in der Leber untersucht werden, um festzustellen, ob dieser Signalweg beeinflusst wird. Die Expression von renalen IGF1-Rezeptoren wird bestimmt, um zu überprüfen, ob es während einer N-Reduktion zu einer Anpassung der Rezeptormengen kommt, um verminderte IGF1-Spiegel zu kompensieren. Zudem wird die Konzentration an IGF1-Bindungsproteinen im Plasma ermittelt, um abzuschätzen, ob eine diätetische N-Reduktion einen Einfluss auf deren Mengen hat und dadurch die biologische Wirksamkeit und Verteilung von IGF1 im Körper beeinflusst wird. Die geplanten Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis möglicher Veränderungen des hypothalamisch-hypophysär kontrollierten Hormonhaushalts (insbesondere GH und IGF1) als potentiell zugrunde liegende Mechanismen der bereits bekannten Veränderungen der Calcitriolsynthese bei wachsenden Ziegen unter N-reduzierter Diät beitragen. Durch die molekularbiologischen Untersuchungen der möglichen Modulatoren der Calcitriol- und IGF1-Synthese, können die Folgen der reduzierten Calcitriolspiegel, wie die verminderte intestinale Ca-Aufnahme und die daraus resultierende Abnahme der Plasma-Ca-Spiegel, die u.a. am Knochen modulierend wirken können, besser verstanden werden.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31775916

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30394334

Funding: Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 39.900 EUR

Project Details:
Der Seehund ist die häufigste heimische Robbenart im schleswig-holsteinischen Wattenmeer. Die Seehundbestände wurden in den Jahren 1988/89 und 2002 durch eine Staupeepidemie und im Jahr 2014 durch eine Influenzaepidemie stark dezimiert. Viele sensible Parameter, die zur Beurteilung des Zustandes der Seehundpopulation im Nationalparkwattenmeer wichtig sind, können am toten Tier nicht mehr beurteilt werden. Hierzu gehören beispielsweise Blutuntersuchungen sowie immunologische und enzymatische Untersuchungen. Daher wurde initiiert neben den toten Seehunden auch die lebenden Tiere auf den Seehundbänken zu untersuchen.
Im Rahmen des Robben-Lebendmonitoring werden Seehunde im schleswig-holsteinischen Wattenmeer mit Netzen gefangen. Neben Mitarbeitern der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover wird diese Aktion mit Hilfe von Mitarbeitern des Landesamtes für Küsten- und Naturschutz, der Seehundjäger und weiteren Helfern durchgeführt. Die Seehunde werden vermessen und gewogen. Es werden Blut-, Haar- und Kotproben sowie Tupfer zur Bakteriologie entnommen. Aufgrund der Proben werden Blutbilder erstellt, blutchemische, zytologische, mikrobiologische, virologische und serologische Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit dem Research Center for Emerging and Infectious Diseases und dem Institut für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover sowie dem Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Justus-Liebig-Universität Gießen durchgeführt. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen werden im Rahmen von anderen Forschungsprojekten und Doktorarbeiten Robben auch mit Telemetriegeräten ausgestattet und auditorisch evozierte Potentiale aufgezeichnet.

Results:

Every year, the two harbour seal catches take place on the Lorenzensplate. These catches are financed by the Schleswig-Holstein State Agency for Coastal Protection, National Park and Marine Conservation (LKN) to determine the health status of the living seals in Schleswig-Holstein. Essentially, blood samples are taken from the extradural intravertebral venous sinus in order to subsequently establish the blood count and blood chemistry profile for each animal sampled, and the blood samples are also serologically tested for distemper and influenza antibodies (influenza additionally with nasal/mouth swabs) using virus neutralisation tests. In addition, the animals are tested for antibodies against brucella, glanders bacteria and leptospiral serovars.

The blood values of the animals have not shown any serious abnormalities in recent years and allow the conclusion that the population is healthy.

Some animals still show antibodies against PDV, but these are no longer in the protective range. Although all animals are mostly negative for distemper externally and after examination by PCR, these results and those of the last few years indicate that the population has hardly any protective antibody titres left and is therefore susceptible to this disease in the event of a renewed distemper outbreak. The most recent serological examinations of the harbour seals showed that, in addition, a few sampled animals have antibodies against influenza and that, in addition, most sampled animals show antibodies against phocine herpesviruses. This confirms once more that the herpes virus is widespread in the harbour seal population in the field, but that no diseases occur.

Of the animals examined, some seals currently show antibodies against glanders and brucellosis, but all are mostly negative for leptospirosis.

The high seal populations, especially in the North Sea, and the low number of protective antibody titres against canine distemper virus and influenza virus show that annual surveys are important to monitor the health status of the population in order to be prepared in case of a mass mortality occurring and to be able to take protective measures for animals and humans if necessary.

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 152.825 EUR

Project Details:
Colitis Ulcerosa (UC) ist eine chronisch entzündliche Erkrankung des Darms. Behandlungsstrategien sind meist symptomatisch mit dem Ziel die Entzündung zu kontrollieren, aber in vielen Fällen nicht erfolgreich. Ein zentraler Signalweg der endogenen Regulierung von Entzündungsreaktionen ist die Arachidonsäure (AA)-Kaskade. Diese ird direkt durch die Mehrheit aller verkauften antiinflamatorischen Arzneimittel beeinflusst. Unsere experimentellen Arbeiten in Colitis-Nagermodellen zeigen starke protektive Effekte von mehrfach ungesättigten omega-3 Fettsäuren (n-3-PUFA). Hier korreliert das endogene n3/6-PUFA-Verhältnis mit den beobachteten antiinflammatorischen Effekten. Zwar sind die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen noch nicht verstanden, jedoch deutet vieles darauf hin, dass ein relevanter Teil dieser Wirkung durch die aus n-3-PUFA gebildeten Lipidmediatoren vermittelt wird. Dies macht diese Substanzklasse zu einem interessanten Ziel für die Behandlung von UC. Unsere humanen Ernährungsstudien zeigen, dass eine Supplementation mit Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA) zu einem massiven Anstieg der durch Cytochrom-P450 Monooxygenasen gebildeten n-3-Epoxyfettsäuren im Plasma führt. Epoxyfettsäuren, die auf gleiche Weise aus AA gebildet werden, haben starke antiinflammatorische Effekte. Unter Berücksichtigung neuer Studienergebnisse, die stärkere schmerzlindernde und vasodilatorische Effekte für Epoxide aus DHA oder EPA zeigen, ergibt sich direkt die zentrale Hypothese des beantragten Projektes: Ein/der relevanter Teil der antiinflammatorischen Wirkung von DHA und EPA in Colitis wird durch n-3-PUFA-Epoxide vermittelt.

Cooperation Partners:

PD Dr. Dr. Weylandt

Charité Centrum Innere Medizin mit Gastroenterologie und Nephrologie

Project Details:
Hintergrund der Untersuchungen im Rahmen des geplanten Disstertationsvorhabens ist das Equine metabolische Syndrom (EMS). Eine endokrinologisch-metabolische Erkrankung von Pferden und Ponys, die zunehmend häufiger auftritt. Die zugrundeliegenden Pathomechanismen sind trotz intensiver Forschung im letzten Jahrzehnt nach wie vor weitgehend unbekannt. Erkrankte Equiden zeigen neben einer generalisierten oder regionalen Obesitas, chronische Hufrehe und eine Insulindysregulation. Zur Diagnostik einer Insulindysregulation stehen eine Vielzahl verschiedener, dynamischer oraler Diagnostiktests zur Verfügung. Letztendlich basiert die Diagnostik jedoch auf der labordiagnostischen Analyse von Insulin in den Proben, die während der verschiedenen Diagnostiktests gewonnen werden. Neuere Untersuchungen zeigen, dass erhebliche Diskrepanzen zwischen verschiedenen Labormethoden bestehen, die in der alltäglichen praktischen Arbeit jedoch nur selten berücksichtigt werden. Da keine kommerziell erhältlichen Immunoassays existieren, die auf Antikörpern basieren, die spezifisch für das equine Insulin sind, werden in den veterinärmedizinischen Laboren zur Zeit überwiegend Immunoassays genutzt, die entweder auf Antikörpern gegen nicht-equines Insulin oder gegen humanes Insulin gerichtet sind. Ziel der Untersuchungen ist es, verschiedene zur Zeit in Deutschland genutzte Analyseverfahren für die Messung von equinem Insulin bezüglich ihrer Validität, Präzision und Eignung für die klinische Anwendung zu vergleichen. Zusätzlich sollen Referenzwerte für die Insulinanalysen aus Proben verschiedener Diagnostiktest für die klinische Anwendung am Patienten ermittelt werden.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Korinna Huber, Institut für Nutztierwissenschaften, Fg. Funktionelle Anatomie der Nutztiere, Universität Hohenheim, Stuttgart

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bonn, 142.850 EUR

Project Details:
Ein in der Veterinärmedizin akzeptiertes Konzept besagt, dass es sich bei Infektionskrankheiten von Tieren häufig um ein multifaktorielles Geschehen handelt. Die Auswirkung einer monokausalen Infektion wird dabei nicht nur durch exogene Faktoren wie schlechte Haltungsbedingungen oder Transportstress erschwert, sondern auch durch Sekundärinfektionen. Ein wichtiges Beispiel bei Atemwegserkrankungen von Rindern ist die viral-bakterielle Co-Infektion bei der Enzootischen Bronchopneumonie. Um die molekularen Vorgänge beim Zusammenwirken der viralen und bakteriellen Infektionserreger aufzuklären, wird die Co-Infektion mit den eigentlichen Zielzellen, den differenzierten Atemwegsepithelzellen, analysiert.

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bonn, 205.150 EUR

Project Details:
Bats are considered a major host reservoir for different virus families, including paramyxoviruses. Highly pathogenic paramyxoviruses are the henipaviruses Nipah virus (NiV) and Hendra virus. Their natural reservoir are bats of the family Pteropodidae that are prevalent in Southeast Asia. Genomic henipavirus RNA has recently been detected in bat of the species Eidolon helvum. Though infectious henipaviruses have so far not been isolated from African bats, humans that have contact to African bats have been shown to be seropositive for antigen from Asian henipaviruses. To estimate the zoonotic risk of virus transmission from bats to human, it is necessary to isolate infectious virus and analyze the replication. To understand the host specificity and cell tropism of these viruses it is essential to analyze the biological activities of the viral surface glycoproteins that mediate attachment to the cell surface and entry into cells by a fusion event between the viral and the cellular membrane.
Aim of the project is to characterize the surface proteins G and F of the African henipavirus M74. In preliminary work it has been shown that the proteins are less efficient in is to elucidate the interactions between influenza viruses and streptococci during co-infections of porcine airway epithelial cells. This a very focussed project, and thus, we will analyze only how the bacterial pathogen affects the virus infection. As the capsular polysaccharide of S. suis contains 2,6-linked sialic acid, SIV can bind to S. suis via the sialic acid-binding activity of the viral surface protein, haemagglutinin. We will determine the variations in these interactions by comparing different strains and variants of the two agents. Furthermore, it will be analyzed under which conditions and to what extent, the SIV-infection is affected by the SIV-S. suis interaction. This will be investigated not only with immortalized porcine tracheal cells but also with the actual target cells of the two pathogens, i.e. with differentiated airway epithelial cells. The latter will be cultivated as precision-cut lung slices or as air-liquid-interface cultures. In this way, the cells are accessible for reagents to elucidate molecular mechanisms such as the importance of sialic acid by pretreatment with neuraminidase. Apart from the capsular sialic acid, it will also be analyzed whether proteases of S. suis affect the course of the influenza virus infection by enhancing the proteolytic activation of the haemagglutinin which is a prerequisite of the viral fusion activity.

The expected results will increase our understanding how S. suis affects in a co-infection scenario the SIV infection in the porcine respiratory tract. Based on this knowledge it will be possible to investigate in a follow-up project the indirect effects of one pathogen on the other, e.g. by inducing cytokine reactions in epithelial cells or immune cells like macrophages.

Funding: gefördert im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft "Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft" (EIP Agri) , 108.236 EUR

Project Details:
Beschreibung: Bemühungen zur Reduktion der Salmonellenprävalenz in der Schweinehaltung sind nach wie vor von besonderem Interesse für die Lebensmittelsicherheit. Zwar fällt die absolute Fallzahl für salmonellenbedingte Durchfallerkrankungen des Menschen seit Jahren. Der relative Anteil, der auf den Verzehr von Schweinefleisch zurückzuführen ist, steigt allerdings. Das vorliegende Projekt fokussiert sich auf die Entwicklung und Etablierung eines Maßnahmenplanes in salmonellenauffälligen Ferkelerzeugerbetrieben, um die Salmonellenprävalenz am Anfang der Produktionskette zu senken. Dabei steht die Umsetzung von bestimmten Fütterungskonzepten im Vordergrund, die sich auf die Sauenfütterung in der Hochträchtigkeit und der Saugferkelphase konzentrieren.

Results:

http://opac.tib.eu/DB=5/SET=16/TTL=2/SHW?FRST=1

Funding: Fonds für die Tätigkeiten einer Operationellen Gruppe im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft "Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft" (EIP Agri), 28.000 EUR

Project Details:
Der Verbraucherschutz, insbesondere die Besorgnis der Verbraucher über die Verwendung von Antibiotika in der Tierhaltung, und Antibiotikaresistenzen sind von wachsender Bedeutung. Die Schweine haltenden Betriebe sind angehalten (u.a. 16. AMG), den Antibiotikaeinsatz in der Schweineproduktion zu senken. Anhand der halbjährlichen Auswertung der Therapiehäufigkeiten werden die Betriebe miteinander verglichen. Betriebe mit der größten Therapiehäufigkeit sind von behördlichen Maßnahmenplänen betroffen. Da der Antibiotikaeinsatz in den nächsten Jahren auf ein Mindestmaß reduziert werden soll, müssen daher fortlaufend Maßnahmen zur Reduzierung des Antibiotikaeinsatzes ergriffen werden.

Da Art und Umfang des Antibiotikaeinsatzes von vielen Faktoren abhängen, brauchen die Landwirte einen Reduzierungsansatz, der diesen vielfältigen Herausforderungen Rechnung trägt.

Im Maschinenbau ist die Lernfabrik zur stetigen Verbesserung der Arbeitsprozesse (einer kundenorientierten Auftragsabwicklung) implementiert. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird ein LERN-Netzwerk mit neun Schweine haltenden Landwirten, Spezialberatern, Veterinären und Wissenschaftlern gebildet, um zur Reduzierung des Antibiotikaeinsatzes realitätsnah und innovativ kontinuierliche Verbesserungsprozesse einzuleiten und Hemmnisse und Ängste im Entwicklungsprozess zu erkennen.

Cooperation Partners:

- Department für Nutztierwissenschaften, Georg-August-Universität Göttingen (GAU)

- Institut für Fabrikanlagen und Logistik, Produktionstechnisches Zentrum der Leibniz Universität Hannover (IFA)

- Marketing Service Gerhardy, Garbsen (MSG)

- Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Schweinegesundheitsdienst (SGD)

- VzF GmbH Erfolg mit Schwein, Uelzen (VzF)