Research

Funding: DFG, 150.000 EUR

Project Details:
Ziel des Projektes ist die Entwicklung der Komponenten und der Nachweis der Funktionsweise einer Implantat-dirigierten Anlieferung von Wirkstoffen auf der Basis magnetischer Prinzipien. Auf diesem Wege soll eine neuartige Möglichkeit etabliert werden, spezifische Wirkstoffe mittels magnetischer Nanopartikel bedarfsabhängig zu einem frei wählbaren Zeitpunkt an magnetisierbaren Implantaten zu akkumulieren und somit die Wirksamkeit bei reduzierter Patientenbelastung zu erhöhen. Die Vision des Projektes ist der Einsatz dieser Technik für verschiedene Implantattypen, die gezielt magnetisiert werden, um temporär Wirkstoffe an den Zielort zu verbringen. Damit sollen die Wirksamkeit der Substanzen erhöht, systemische Nebenwirkungen verhindert und die Anzahl von Implantatrevisionen minimiert werden.

Results:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32861030/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30482189/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31941495/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24112871/

Cooperation Partners:

Prof. P. Behrens (Leibniz-Universität Hannover)

Dr. J. Reifenrath (Medizinische Hochschule Hannover)

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: 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: Umwelt Technik Soziales e.V., Eckernförde Ostsee-Info-Center Eckernförde, 39.953 EUR

Project Details:
For harbor porpoises, the hearing is a vital organ, as they primarily orient themselves acoustically using echolocation. In addition, acoustic perception is used for intraspecies communication and prey identification. Therefore, it is important to include in a health assessment the investigations of the auditory apparatus, which are closely aimed at in this project.
The present state of knowledge has shown that the auditory system can be damaged by infectious, degenerative and traumatic influences and is therefore no longer fully functional. These include, for example, infections caused by fungi, bacteria and parasites as well as anthropogenic noise sources that can damage the hearing temporarily and also permanently. Anthropogenic noise sources can include ship noise, blasting, sonar use, and the construction and operation of offshore wind turbines.
All in all, this increased noise exposure can lead to a temporary or permanent reduction in the ability of harbor porpoises to perceive their environment and thus to a higher probability of being captured.
Thus, the hearing organs of harbor porpoises captured in the Baltic Sea are to be examined within the scope of the project. First, if possible, a computer tomographic examination of the ears will be carried out. Then the ears will be examined macroscopically, histopathologically, parasitologically and microbiologically.

Results:

Untersuchungen des Gehörapparates von beigefangenen Schweinswalen aus der Ostsee

Bericht an den Ostsee Info-­Center Eckernförde

https://www.schleswig-holstein.de/DE/Fachinhalte/A/artenschutz/Downloads/berichtOhrenuntersuchungen.pdf?__blob=publicationFile&v=1

Funding: EU, 160.375 EUR

Project Details:
To further increase young people?s interest in natural science and to prevent shortage of specialists in the STEM area (science, technology, engineering and mathematics) nine scientific educational and research institutes from Germany, Poland, Sweden, Belgium and Denmark joined forces in the Horizon 2020-project "Marine Mammals". The school laboratory Kieler Forschungswerkstatt is coordinating the project that receives 1.8 million Euros from the European Union.

One focus of the project "Marine Mammals" is to provide learning material for school teachers and students developed by an international team of experts consisting of marine scientists, educational researchers and teachers. The material is based on current research questions and introduces the students to scientific topics as well as research methods. The teachers will be trained to use developed materials later in school teaching independently. Marine mammals are the main theme because they exemplarily reveal problems such as noise and plastic pollution of the oceans or the impact of bycatch in commercial fishing. "Next to a high intelligence marine mammals have strong social and communicative skills which draws worldwide attention to these sea dwellers", explains Dennis Brenneke, project manager at the Kieler Forschungswerkstatt.

Results:

Book

Marine Mammals- A Deep Dive into the World of Science

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-031-06836-2.pdf?pdf=button

Cooperation Partners:

Projektkoordination

Kieler Forschungswerkstatt (ozean:labor)

Projektpartnerinnen und -partner:

Christian Albrechts University Kiel (CAU)

University of Liege (ULg)

Foundation for the Development of Gdansk University (FRUG)

University of Southern Denmark (SDU)

University of Veterinary Medicine Hannover (ITAW)

Havets Hus, Lysekil (Hhus)

Meeresmedien (Meme), Hamburg

WWF Poland (WWF)

Leibniz Institute for Science and Mathematics Education Kiel (IPN)

Funding: BfN über Con Terra GmbH, 121.428 EUR

Project Details:
The Federal Agency for Nature Conservation (BfN) is the responsible nature conservation authority in the German exclusive economic zone (AWZ) as federal authority in the Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety´s area of operations. The BfN is obliged to conduct monitoring programs for the Birds Directive (VRL), Habitats Directive (FFH-RL) and the Marine Strategy Framework Directive (MSRL) within the framework of the executive orders in the AWZ. Investigations are executed with standardised ship- and aircraft-based surveys for example for seabirds, marine mammals, fishes, biotopes and benthos. Furthermore, extensive planar mappings of marine biotopes and habitat types are conducted on behalf of the BfN. Technical-electronic support tools for data evaluation, keeping and supply have to be created and tended for data accumulating in the context of monitoring and mappings. The ITAW as subcontractor of Con Terra GmbH with its present expertise in the subarea of marine mammal monitoring shall establish and advance the system existing within the BfN for data keeping and utilisation. Afterwards, it is planned to integrate not yet assessed data from investigations by the BfN, research and development projects as well as environmental impact assessments (UVP interference regulations) into the conjointly configured and developed database structure and coordinate the access modalities for the end-user.

Results:

Within the project "BfN database" different work packages were processed.

In the first work package, the focus was on the creation of a recognition key for the classification of seabirds and marine mammals based on aerial photographs. The German Federal Agency for Nature Conservation (BfN) conducts observer-based flights as part of its national monitoring program for marine vertebrates. Due to technical developments, there are now alternative survey methods, e.g. digital, camera-based surveys using aircraft. These camera-based surveys were established as a standard in 2013 as part of the update of the Federal Maritime and Hydrographic Agency's (BSH) Standard Survey Concept (StUK) for investigating the impacts of offshore wind turbines on seabirds and marine mammals (i.e., environmental impact assessments). This digital survey method could also be used as part of BfN's national monitoring in the future. Therefore, to better standardize the identification of seabirds and marine mammals, a recognition key was developed. This describes the most common species and lists characteristic features that should help with identification. In addition, a selection of reference images from different digital surveys was made, based on which these characteristics can be recognized particularly well. Furthermore, different approaches for quality control and quality assurance of the image material and the resulting result data were presented.

In the second work package, a draft Standard Operating Procedure ("SOP") for digital camera-based surveys was prepared. This SOP is intended to provide standardized instructions for data collection during digital surveys. In addition, three existing SOPs for conducting airborne marine mammal mapping and the use of porpoise click detectors were revised.

 

Coppack T, Töpfer T, Nachtsheim D, Unger B (2019) Recognition key for the classification of seabirds and marine mammals using orthogonal aerial imagery. Concept paper, version 1.2, for the German Federal Agency for Nature Conservation. 110 pp.

Cooperation Partners:

Con Terra GmbH, Generalunternehmer

Dr. Timothy Coppack, Subunternehmer

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: NABU DBU, 22.564 EUR

Project Details:
Infectious diseases are a worldwide problem, sometimes causing declines and extinctions in wild populations and species. An alarming situation is the infestation of amphibians by a chytrid fungus: Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) has infected over 520 species worldwide. This fungus grows in the skin surface of amphibians and keratinizes cells; this difficults the transport of ions, and therefore osmoregulation, which in many cases leads to death by cardiac arrest and massive mortalities. Habitat fragmentation, within other factors including diseases, has lead amphibians to be the most threatened vertebrate group. In Europe, the yellow bellied toad (Bombina variegata) is classified as endangered, and is one of the few anurans with a high Bd infection prevalence. In Germany, yellow bellied toads have been recorded to have a Bd infection rate around 14%, however no Bd massive mortalities due to chytridiomycosis have been reported. In spite of that, Bd infection could entail a fitness reduction. Currently the yellow bellied toad is listed at the German red list as endangered and within some regions of Germany as threatened with extinction. For this reason the NABU started a native habitat management and connection project, which includes reintroductions. As Bd is present in Germany, this project aims to understand better the threat Bd is posing to yellow bellied toad populations. At the northernmost distribution of the yellow bellied toad, NABU is monitoring 16 populations and in four of them toads have been reintroduced. These populations were sampled three times in spring and summer 2016 (May, July and September) to determine the difference in infection rate in relation to temperature, population size and genetic diversity. The quantification of Bd infection rate is determined by real-time qPCR. The technique was established at RIZ-TiHo by Dr. Bourke together with de Buhr, PhD. Up to now, 593 DNA samples have been extracted, the qPCR technique set up and Bd infection quantified.

Cooperation Partners:

M.Sc. Pia Oswald, Universität Bielefeld

Dr. Holger Buschmann, NABU

Dr. Norman Wagner, Universität Trier

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: NABU DBU, 22.564 EUR

Project Details:
Infectious diseases are a worldwide problem, sometimes causing declines and extinctions in wild populations and species. An alarming situation is the infestation of amphibians by a chytrid fungus: Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) has infected over 520 species worldwide. This fungus grows in the skin surface of amphibians and keratinizes cells; this difficults the transport of ions, and therefore osmoregulation, which in many cases leads to death by cardiac arrest and massive mortalities. Habitat fragmentation, within other factors including diseases, has lead amphibians to be the most threatened vertebrate group. In Europe, the yellow bellied toad (Bombina variegata) is classified as endangered, and is one of the few anurans with a high Bd infection prevalence. In Germany, yellow bellied toads have been recorded to have a Bd infection rate around 14%, however no Bd massive mortalities due to chytridiomycosis have been reported. In spite of that, Bd infection could entail a fitness reduction. Currently the yellow bellied toad is listed at the German red list as endangered and within some regions of Germany as threatened with extinction. For this reason the NABU started a native habitat management and connection project, which includes reintroductions. As Bd is present in Germany, this project aims to understand better the threat Bd is posing to yellow bellied toad populations. At the northernmost distribution of the yellow bellied toad, NABU is monitoring 16 populations and in four of them toads have been reintroduced. These populations were sampled three times in spring and summer 2016 (May, July and September) to determine the difference in infection rate in relation to temperature, population size and genetic diversity. The quantification of Bd infection rate is determined by real-time qPCR. The technique was established at RIZ-TiHo by Dr. Bourke together with de Buhr, PhD. Up to now, 593 DNA samples have been extracted, the qPCR technique set up and Bd infection quantified.

Results:

Oswald P, Rodríguez A, Bourke J, Wagner N, de Buhr N, Buschmann H, Köckritz-Blickwede M, Pröhl H (2020) Locality, time and heterozygosity affect chytrid infection in yellow-bellied toads. Diseases of Aquatic Organisms 142: 225-237

Cooperation Partners:

M.Sc. Pia Oswald, Universität Bielefeld

Dr. Holger Buschmann, NABU

Dr. Norman Wagner, Universität Trier