Overview of research projects

Funding: Zusatzstoff-Industrie, 44.000 EUR

Project Details:
In dieser Arbeit sollen Effekte eines Einsatzes von Benzoesäure im Mischfutter für Absetzferkel auf die Ausbreitung von Salmonellen in Tiergruppen nach experimenteller Infektion geprüft werden.
Unter Standardbedingungen werden Absetzferkel (Kontroll- und Versuchsgruppe) gehalten und ad libitum gefüttert. Die Kontroll- & Versuchsmischfuttermittel unterscheiden sich lediglich in dem Zusatz der Benzoesäure zum Versuchsmischfutter (1%). In dem Versuchsmodell werden zwei Tiere aus jeder Gruppe experimentell mit Salmonella spp. oral infiziert. Nachfolgend wird mittels kulturellen Nachweises die Ausscheidungsdauer sowie die Ausbreitung des Erregers innerhalb beider Tiergruppen sowie im einzelnen Tier (Translokation? Nachweis in Lymphknoten?) untersucht, um einen Einfluss der Benzoesäure auf diese Parameter prüfen zu können.

Results:

http://opac.tib.eu/DB=5/SET=12/TTL=1/SHW?FRST=1

Funding: Niedersächsische Bingo-Umweltstiftung , 16.730 EUR

Project Details:
Die floristische Diversität auf Rainen hat vielfältige Auswirkungen auf die Diversität der Wildbienen-Population. Mittels vegetationskundlicher sowie entomologischer Untersuchungen sollen oben genannte Wechselbeziehungen näher charakterisiert werden, und zwar im Rahmen "unkonventioneller Öffentlichketsarbeit", die auf eine entsprechende Wahrnehmung in der städtischen Bevölkerung zielt ("awareness").

Funding: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, 170.000 EUR

Project Details:
Spezielle Phagenapplikationen werden entwickelt, um antibiotikaresistente Bakterien in der Geflügelhaltung zu vermindern und dadurch den Einsatz von Antibiotika zu reduzieren.

Results:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352554116300092

Cooperation Partners:

DSMZ, Braunschweig; PTC Phage GmbH

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 45.000 EUR

Project Details:
Fleisch und Fleischerzeugnisse sind in Europa ein wichtiger Bestandteil der Ernährung. Bei den Fleischerzeugnissen gibt es eine große Vielfalt an Produkten insbesondere bei Wurstwaren, mit Brühwurst als dem beliebtesten Vertreter dieser Kategorie. Neben dem klassischen Bezug loser Ware in Metzgereien, sind heute verpackte Produkte im SB-Bereich von Supermärkten üblich. Bei dieser Vermarktungsform werden möglichst lange Haltbarkeitsfristen angestrebt. Um den mikrobiologischen Verderb zu minimieren werden verschiedene Hürden genutzt, neben den produkteigenen, wie Pökeln, Erhitzen oder Räuchern, auch über die Verpackungstechnologie. Der Einsatz einer biologischen Konservierung durch eine gezielte Bakterienflora kann hier synergistisch genutzt werden. Im Rahmen des Projektes wird die Wirkung antibakteriell wirkender Substanzen aus der Flora von Fleischerzeugnissen auf die haltbarkeitsverlängernde Wirkung in verpackter Brühwurst getestet. Die Produkte werden unter handelsüblichen Bedingungen verpackt (Schutzatmosphäre und Vakuum).

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 75.000 EUR

Project Details:
Im Rahmen dieses Projektes soll die Anwendung der Plasmatechnologie auf luftgetrocknete Fleischerzeugnisse zur Verlängerung der Haltbarkeit getestet werden. Dies kann eine Änderung der Beschaffenheit der Produkte zur Folge haben.
Daher sollen Untersuchungen zum mikrobiologischen, sensorischen, physikalischen und chemischen Status durchgeführt werden, um auftretende Veränderungen in der Beschaffenheit der Fleischerzeugnisse erfassbar zu machen. Ziel ist eine Steigerung der Produktsicherheit, eine Verlängerung der Lagerfähigkeit geschnittener SB-Ware und eine Verbesserung der Exportaussichten.

Funding: Drittmittelprojekt, gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)., 170.000 EUR

Project Details:
Escherichia (E.) coli ist einer der wichtigsten Krankheitserreger in Wirtschaftsgeflügel und und einige Stämme können bei Masthähnchen das Krankheitsbild der aviären Kolibazillose hervorrufen. Diese häufig auftretende Erkrankung führt zu schweren wirtschaftlichen Einbußen und wird in der Regel mit Antibiotika behandelt, wodurch auch die Selektion unerwünschter multiresistenter Bakterien gefördert wird. Die Entwicklung neuer präventiver Strategien ist daher dringen notwendig, um den Erreger ohne den Einsatz von Antibiotika zu kontrollieren. Das Ziel dieses Projektes ist es, im Sinnes des One-Health Ansatzes neue Phagen zum Einsatz gegen E. coli-Infektionen bei Broilern zu isolieren und zu charakterisieren. Es wurden Broiler mit einem multiresistenten E. coli-Stamm kolonisiert und die Effizienz der Bakterienreduktion von zwei zuvor gewissenhaft charakterisierten Phagencocktails wurde überprüft. Die Ergebnisse lieferten wichtige Erkenntnisse zur gezielten Reduktion von E. coli-Stämmen im Hähnchendarm.

Results:

Publikationen:

1. Kittler S, Wittmann J, Mengden R et al. The use of bacteriophages as One-Health approach to reduce multidrug-resistant. Sustainable Chemistry and Pharmacy. Published 2017;5 80-83. doi: 10.1016/j.scp.2016.06.001

 

2. Kittler S, Mengden R, Korf IHE, et al. Impact of Bacteriophage-Supplemented Drinking Water on the E. coli Population in the Chicken Gut. Pathogens. 2020;9(4):293. Published 2020 Apr 16. doi:10.3390/pathogens9040293

 

3. Korf IHE, Kittler S, Bierbrodt A, et al. In Vitro Evaluation of a Phage Cocktail Controlling Infections with Escherichia coli. Viruses. 2020;12(12):1470. Published 2020 Dec 19. doi:10.3390/v12121470

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 405.350 EUR

Project Details:
Rund 30% der Epilepsiepatienten sprechen nicht auf die Therapie mit Antiepileptika an, sind also pharmakoresistent. Für einige Formen epileptischer Anfälle, z.B. neonatale Anfälle, ist die Situation noch deutlich schlechter aus. Deshalb sind neue Strategien für die Entwicklung besser wirksamer Antiepileptika von hohem medizinischen Interesse. Darüber hinaus besteht ein dringender Bedarf, Substanzen zu entwickeln, die die Entstehung von Epilepsien nach Hirninsulten verhindern, also Epilepsie-prophylaktisch (antiepileptogen) wirken. Das Diuretikum Bumetanid, ein selektiver Inhibitor von Na-K-Cl-Cotransportern (NKCCs), wird seit mehreren Jahren als hochinteressante antiepileptische und antiepileptogene Substanz diskutiert, da eine erhöhte Expression von neuronalem NKCC1 und die daraus resultierende Veränderung der Funktionalität von GABA sowohl in der Epileptogenese als auch als Mechanismus von Pharmakoresistenz bei neonatalen und adulten Epilepsien eine wichtige Rolle zu spielen scheint. Experimentelle Untersuchungen mit Bumetanid schienen diese Annahme zu bestätigen; erste klinische Untersuchungen bei neonatalen Anfällen verliefen jedoch negativ. Dies ist offensichtlich eine Konsequenz des hohen Ionisationsgrades von Bumetanid im Plasma, der eine Penetration ins Gehirn weitestgehend verhindert, wie von der Arbeitsgruppe Löscher 2010 erstmals berichtet wurde. Die Arbeitsgruppe entwickelte daraufhin lipophile Prodrugs von Bumetanid, die besser ins Gehirn penetrieren und dort Bumetanid freisetzen; mit dieser Strategie konnten jedoch einige wesentliche Nachteile von Bumetanid, z.B. die fehlende Differenzierung zwischen renalem NKCC2 und neuronalem NKCC1, nicht gelöst werden. Ziel der geplanten Untersuchungen im Rahmen dieses Antrages ist die Entwicklung und Charakterisierung neuer hirngängiger Bumetanidderivate mit möglichst selektiver Wirkung auf neuronales NKCC1. Ausgangspunkt für diese Untersuchungen sind Bumetanidderivate, die von unserem Kooperationspartner Peter Feit im Rahmen der Entwicklung von Bumetanid synthetisiert wurden und sich in ihren strukturellen und diuretischen Eigenschaften von Bumetanid möglichst deutlich unterscheiden. Ausgehend von den Ergebnissen mit diesen Derivaten wird unser Kooperationspartner Thomas Erker weitere Substanzen synthetisieren. Die inhibitorische Wirkung dieser Substanzen auf NKCC1 vs. NKCC2 wird zunächst in einem Oozyten-Expressionsassay bestimmt. Dabei wird auch die vor allem im Gehirn exprimierte NKCC1-Splicevariante NKCC1b untersucht. Die interessantesten Substanzen werden in In-vivo-Modellen an Maus und Ratte auf (a) Hirngängigkeit, (b) diuretische Wirkung, und (c) antiepileptische und antiepileptogene Wirkung untersucht. Wir erwarten von diesen umfangreichen Untersuchungen nicht nur die Optimierung der Bumetanidstruktur für die Behandlung von Hirnerkrankungen, sondern auch ein besseres Verständnis der Rolle von NKCC1 in Epileptogenese und Iktogenese.

Cooperation Partners:

Diverse

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 349.232 EUR

Project Details:
Angesichts der Pharmakoresistenz von häufigen Hirnerkrankungen wie Epilepsie oder Depressionen gegenüber gängigen Therapieverfahren und der potentiellen Bedeutung von Efflux-Transportern wie P-Glycoprotein (Pgp) für Resistenzmechanismen sind die Entschlüsselung der Regulationsmechanismen von Pgp an der Blut-Hirn-Schranke (BHS) sowie die Suche nach innovativen Therapieeinsätzen, von grundlegender Bedeutung. Die bisherigen Untersuchungen zur Regulation von Pgp konzentrierten sich hauptsächlich auf transkriptionelle Anpassungen (Veränderungen der Aktivität der Transkriptionsfaktoren und der Pgp-Expression), post-transkriptionelle Modifikationen (Veränderungen des Pgp-Proteins und Regulation der Translation der Pgp-mRNA durch mikroRNAs), Pgp-Trafficking-Mechanismen von bereits exprimierten Pgp von intrazellulären Kompartimenten zur apikalen Membran, sowie Pgp-modulierende Signaltransduktion. Eine gänzlich neue Betrachtungsweise in der BHS-Forschung wird durch den im Rahmen von Voruntersuchungen neu entdeckten Zell-Zell-Pgp-Transfer bedingt. Vermutlich wird der Pgp-Transfer in den Hirnendothelzellen über direkten Zell-Zell-Kontakt und/oder über Exosomen vermittelt, in denen wir Pgp identifiziert haben. Dieser neue Prozess soll im beantragten Projekt vergleichend mit anderen Pgp-Regulationsmechanismen an der menschlichen BHS untersucht werden. In einem anschließenden Schritt sollen die wichtigsten pharmakologischen Befunde der In-vitro-Untersuchungen an einer neuen humanisierten Mauslinie mittels In-vivo-Imaging auf ihre Bedeutung für die In-vivo-Regulation der BHS untersucht werden. Wir erwarten von unseren Untersuchungen die Charaktersierung eines neuen Regulationsmechanismus von Pgp an der BHS und damit die Möglichkeit des pharmakologischen Eingriffs in Resistenzmechanismen von Hirnerkrankungen.

Cooperation Partners:

Diverse

Funding: Rassehundezuchtverbände , 50.000 EUR

Project Details:
Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, die genetischen und strukturellen Varianten mit signifikantem Einfluss auf idiopathische Epilepsie bei verschiedenen Hunderassen zu erforschen. Für diesen Zweck werden laufend Proben von mehr als 10 verschiedenen Rassen gesammelt. Der Schwerpunkt liegt momentan bei den Rassen Großer Schweizer Sennenhund, St. Bernhardshund, Deutsch Drahthaar und weiteren Rassen. Betroffene Hunde und sorgfältig ausgewählte Kontrolltiere werden auf dem canine Illumina high density Beadchip genotypisiert und anschließend ausgewählte Hunde mittels Next-Generation-Sequencing sequenziert. Von Hunden mit Verdacht auf idiopathische Epilepsie wird an Tierkliniken die Ausschlussdiagnostik nach einem vorgegebenen Schema durchgeführt.
besonders langer Lebensdauer werden spezifisch Proben gesammelt. Die Suche nach genomweit assoziierten SNPs (single nucleotide polymorphisms) soll helfen, die für idiopathische Epilepsie entscheidenden Genloci zu identifizieren. Mit Hilfe des Projekts sollen die Züchter unterstützt werden, Hunde mit der erwünschten Freiheit von idiopathischer Epilepsie züchten zu können.

Cooperation Partners:

Tierkliniken

Project Details:
Erstellung von Referenzwerten für den Säure-Basen-Haushalt und die Blutgasanalyse bei gesunden Heimtierkaninchen. Es wurden 80 gesunde Kaninchen, die für Vorsorgeuntersuchungen, Kastrationen oder Impfungen vorgestellt wurden, beprobt.

Results:

Brezina T, Thöle M, Mischke R, Fehr M: Referenzwerte für die arterielle Blutgasanalyse beim Kaninchen am Rapid Lab 348EX. Kleintierprax 62: 703, 2017