Overview of research projects

Funding: teilweise zugehörig zum Projekt FERTHIK

Project Details:
Ermittlung des Bedarfs sowie der Wünsche und Anforderungen von Studierenden und Lehrenden zu Aufzeichnungen tiermedizinischer Vorlesungen und dem Gebrauch des TiHo-YouTube-Kanals durch die Studierenden an der TiHo im Zusammenhang mit den Lernstationen im Clinical Skills Lab (CSL).
Der Einsatz von Videomaterial in der tiermedizinische Lehre soll mit dieser Untersuchung beforscht werden. Die ermittelten Ergebnisse sollen die Einführung der Vorlesungsaufzeichnung an der TiHo sowie die Produktion von Videos für den YouTube-Kanal optimieren, so dass diese den Ansprüchen und Anforderungen der zukünftigen Benutzer entsprechen.

Results:

Müller, Lina Rebecca (2018): Der Einsatz von Videomaterial in der veterinärmedizinischen Lehre. Hannover. Online unter: https://elib.tiho-hannover.de/receive/tiho_mods_00000097

Funding: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 79.700 EUR

Project Details:
Harbor seals are the most abundant native seal species in the Wadden Sea of Lower Saxony. The population of harbor seals was decimated by the 1988/89 and 2002 phocine distemper virus (PDV) epidemics. In 1988 almost 60% of harbor seals in the entire Wadden Sea area died, in 2002 approximately half of native animals were found dead. Harbor seals in the Wadden Sea were affected by influenza H10N7 infections for the first time in 2014. After each of these losses, however, the population was able to recover. Harbor seals are also susceptible to infectious diseases occurring more sporadically and can harbor pathogens communicable to humans.

The research is conducted by University of Veterinary Medicine Hannover, Foundation, jointly with Seal Station National Park House Norden-Norddeich, LAVES IFF Cuxhaven and LAVES LVI Hannoer, as well as the National Park Administration for the Wadden Sea in Lower Saxony, Wilhelmshaven. Funding is provided by the Ministry for Nutrition, Agriculture and Consumer Protection of Lower Saxony using hunting permit fees. Rescued harbor seals will be examined to determine health status, emphasizing acquisition of zoonosis and infectious agent data. Further, macro-debris found in these animals will be registered and indications of gray seal predation examined. Results will be incorporated in the development of a management program for hygiene and infectious diseases.

Results:

The project results of the examinations of dead harbor seals in Lower Saxony, which took place between 2015 and 2017, have shown that a representative number of animals can be submitted to autopsy and further investigations. The results represent an important contribution to the top predators of the Wadden Sea, the Trilateral Wadden Sea Agreement, OSPAR and the Marine Protection Framework Directive. Surveys should be continued urgently and the stranding chute network should be expanded.

For the dead animals, the health surveys of harbor seals were mainly based on the examinations of this year's (70) and last year's (8) animals. This is due to the high rates of disease and mortality in these age groups that exist in many seal populations. However, two perennial animals were also available for examination during this period, one of which was in good conservation status.

The majority of harbor seals shot and found dead were in poor nutritional condition, this may be due to infectious diseases in juveniles, weakness of the animal to live, or loss of the mother. The most common cause of death or disease in the animals found dead was parasitosis of the respiratory tract, followed by cachexia and bronchopneumonia.

Overall, there is no evidence of a recurrence of virus-related seal mortality in the seals examined to date. No macro-trash, e.g., plastic debris or fishnets, was detected in the gastrointestinal tract of any of the animals examined, and there was no evidence of injury from predators.

Comparing the examination results with those of harbor seals from Schleswig-Holstein, it becomes clear that the examination material there is also dominated by this year's and last year's animals. In the animals found around the time of birth, life weakness and cachexia were also a major cause of illness and death. In slightly older animals, bronchopneumonia and septicemia were also present. Frequently found microbial pathogens in Schleswig-Holstein were also streptococci and Escherichia coli/v. haemolytica. With Brucella and Erysipelothrix rhusiopathiae, potentially human-pathogenic germs were found in Lower Saxony as well as in Schleswig-Holstein, which always remind us to handle dead and living seals with care. There were no indications of epidemic virological disease in either Lower Saxony or Schleswig-Holstein during the years under investigation. However, the combined health examinations of dead and live harbor seals in Schleswig-Holstein have shown that certain parameters, such as antibodies and antigen detection for distemper and influenza, should also be aimed at in live animals in order to be able to ensure an evaluation of older harbor seals as well.

For the training of the mudflat hunting wardens a handout was developed, which will be distributed to them in the context of the training courses of the seal station Norddeich. The information from the project will also be included in future exhibitions at the seal station and the national park houses.

Cooperation Partners:

Seehundstation Nationalparkhaus Norden-Norddeich

LAVES IFF Cuxhaven und LAVES LVI Hannover

Nationalparkamt in Wilhelmshaven

Funding: DFG, 254.000 EUR

Project Details:
Co-Infektionen im Atemtrakt spielen in der modernen Nutztierhaltung, vor allem beim Schwein, eine dominierende Rolle. Die Bekämpfung von Co-Infektionen ist schwierig, da die Pathogenese wesentlich komplexer ist als die von Monoinfektionen. Die Problematik ist seit vielen Jahren bekannt, dennoch gibt es bisher nur wenige wissenschaftliche Erkenntnisse zu den grundlegenden molekularen Interaktionen zwischen Erregern und Wirt bei Co-Infektionen. Im Tiermodell ist dies nur sehr schwer zu analysieren. Umso wichtiger sind geeignete in vitro Co-Infektionsmodelle, die möglichst nahe an die in vivo Situation heranreichen. Im beantragten Projekt planen wir die Etablierung und den Einsatz solcher Modelle und nutzen dafür zwei sehr wichtige Erreger im porcinen Atemtrakt, Influenzaviren und Streptococcus suis. Beide Erreger spielen zudem auch als Verursacher von Zoonosen beim Menschen eine Rolle; insofern hat das Projekt auch eine humanmedizinische Komponente und trägt dem "One-Medicine"-Konzept Rechnung.
Ziel des Projekts ist die Aufklärung von Wechselwirkungen zwischen Streptokokken und Influenzaviren bei der Co-Infektion porciner Atemwegsepithelzellen. Es geht uns sowohl darum, wie sich eine primäre Infektion mit Influenzaviren auf die Empfänglichkeit des Epithels gegenüber einer Infektion mit S. suis auswirkt, als auch darum, wie eine primäre Infektion mit S. suis eine folgende Infektion mit Influenzaviren beeinflusst. Eine unserer Arbeitshypothesen dazu ist, dass eine Primärinfektion mit Influenzaviren zur Expression von Hämagglutinin auf der Epithelzelloberfläche führt und damit einen Rezeptor für die Adhärenz von S. suis zur Verfügung stellt. Umgekehrt könnte eine Primärinfektion mit S. suis zur Reduzierung der Cilienaktivität und damit zu einer erhöhten Empfänglichkeit der betreffenden Zellen gegenüber Influenzaviren führen. Für beide Hypothesen haben wir bereits Hinweise aus Vorarbeiten.
Die erwarteten Ergebnisse aus dem Projekt werden grundlegende Erkenntnisse darüber liefern, wie sich beide Erreger bei Co-Infektionen des porcinen Atemtrakts gegenseitig beeinflussen.

Results:

Derzeit ist ein Verlängerungsantrag in Begutachtung.

 

Bisherige Ergebnisse finden sich in folgenden Publikationen:

Meng F, Wu N-H, Seitz M, Herrler G, Valentin-Weigand P. Efficient suilysin-mediated invasion and apoptosis in porcine respiratory epithelial cells after streptococcal infection under air-liquid interface conditions. Sci Rep 2016 May 27; 6:26748. doi:10.1038/srep26748.

 

Tong J, Fu Y, Wu N-H, Rohde M, Meng F, Valentin-Weigand P*, Herrler G*. Sialic acid-dependent interaction of group B streptococci with influenza virus-infected cells reveals a novel adherence and invasion mechanism. Cell Microbiol. 2018; 20:e12818. https://doi.org/ 10.1111/cmi.12818.*equal contribution

 

Vötsch D, Willenborg M, Weldearegay YB, Valentin-Weigand P. Streptococcus suis - the "two faces" of a pathobiont in the porcine respiratory tract. Front Microbiol 2018 Mar 15;9:480. doi: 10.3389/fmicb.2018.00480. (review article)

 

Tong J, Fu Y, Meng F, Krüger N, Valentin-Weigand P*, Herrler G*. The sialic acid binding activity of human parainfluenza virus 3 and mumps virus glycoproteins enhances the adherence of group B streptococci to HEp-2 cells. Front Cell Infect Microbiol. 2018 Aug 17; 8:280. doi: 10.3389/fcimb.2018.00280. eCollection 2018.*equal contribution

 

Meng F, Tong J, Vötsch J, Willenborg M, Herrler G, Wu N, Valentin-Weigand P. Viral co-infection replaces effects of suilysin on adherence and invasion of Streptococcus suis into respiratory epithelial cells grown under air-liquid interface conditions Infect Immun. 2019 Jul 23;87(8). pii: e00350-19. doi: 10.1128/IAI.00350-19. Print 2019 Aug.

Funding: DFG, 226.000 EUR

Project Details:
Viral-bakterielle Co-Infektionen: Auswirkung von Streptococcus suis auf die Influenzavirus-Infektion in differenzierten porzinen Atemwegsepithelzellen

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 306.000 EUR

Project Details:
Für das Polyphenol Resveratrol (trans-3,5,4?-trihydroxystilben) wurden in den letzten Jahren verschiedene positive Effekte beschrieben. Neben anti-kanzerogenen und anti-inflammatorischen Effekten wurden positive Wirkungen im Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Obesitas und assoziierten Erkrankungen, darunter antihyperglykämische Effekte, beobachtet. Die zu Grunde liegenden Mechanismen werden intensiv erforscht, wobei eine Vielzahl von Signalwegen durch Resveratrol beeinflusst wird.
Aufgrund eines möglichen Einsatzes von Resveratrol als Nahrungsergänzungsmittel wurde bislang im Hinblick auf die Bioverfügbarkeit die intestinale Metabolisierung von Resveratrol untersucht, es liegen jedoch wenige Studien zu Einflüssen von Resveratrol auf die intestinale Nährstoff- und Elektrolytaufnahme vor.
Am porcinen Dünndarm konnte eine signifikante Inhibition der Glucoseaufnahme durch Resveratrol in In-vitro-Versuchen nachgewiesen werden, die zumindest zum Teil unabhängig von intrazellulären Signalwegen stattzufinden scheint. Besonders im Hinblick auf eine antihyperglykämische Wirkung von Resveratrol ist dieser Befund von Bedeutung.
In diesem Projekt soll deswegen zum einen durch funktionelle Studien untersucht werden, ob neben dem intestinalen Glucosetransport weitere Elektrolyt- und Nährstofftransportsysteme durch Resveratrol beeinflusst werden.
Zum anderen soll der zu Grunde liegende Mechanismus weiter aufgeklärt werden. Unter anderem wird in der Literatur eine Resveratrol-vermittelte Aktivierung der AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK) als bedeutsam für seine Wirkung beschrieben. Da eine AMPK-Aktivierung laut Stand der Forschung eine Erhöhung der intestinalen Glucoseaufnahme zur Folge haben sollte, was im Gegensatz zu den o.g. Arbeiten steht, ist von Interesse, ob Resveratrol im porcinen Dünndarm überhaupt zu einer Aktivierung von AMPK führt.
Als ein möglicher Mechanismus, der trotz einer AMPK-Aktivierung zu einer Inhibition des Glucosetransportes führen könnte, ist die Beeinflussung des Membranpotentials als Triebkraft für elektrogene Transportprozesse, genauer die Beeinflussung der Leitfähigkeit von Kaliumkanälen, durch AMPK denkbar. Eine solche Beeinflussung des Membranpotentials wäre jedoch auch direkt durch Resveratrol vermittelbar. Diese Zusammenhänge werden durch funktionelle und molekularbiologische Studien untersucht.
Als Mechanismus, durch den Resveratrol unabhängig von intrazellulären Signalwegen einen Einfluss auf den Nährstofftransport ausüben könnte, soll eine Resveratrol-Transporter-Interaktion am Beispiel des Na+-abhängigen Glucosetransporters 1 untersucht werden. Auch ist eine Einlagerung von Resveratrol in die Zellmembran denkbar, die durch eine Veränderung in der Struktur von Membranmikrodomänen zu Veränderungen in den Aktivitäten intestinaler Elektrolyt- und Nährstofftransporter führen könnte, was durch molekularbiologische Methoden untersucht wird.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30309374

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29510506

Funding: DFG MA 5202/1-1;-2, 199.700 EUR

Project Details:
The project aim was to describe and characterize enteric mechanosensitive neurons and their role for sensory processing in the ENS. This was achieved using voltage sensitive dye imaging in primary cultures of guinea pig and human enteric neurons.
The idea at the basis of this project was to advance the knowledge on sensory processing in the ENS and to find novel models that apply for basic enteric neurobiology as well as for disease associated sensorimotor disorders in the gut.

Funding: BLE, 268.000 EUR

Project Details:
Vernetzung vorhandener amtlicher und wirtschaftseigener Daten zu einem treuhänderisch und als Public-Private-Partnership verwalteten DatenInformationsSystem zur Verbesserung von Tierwohl und Tiergesundheit beim Schwein.

Cooperation Partners:

Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Funding: Landesjägerschaft Bremen, 8.057 EUR

Project Details:
Die kontinuierliche Erfassung von Wildtierbeständen und deren Lebensraumbedingungen ist notwendige Grundlage für wissenschaftlich fundierte Aussagen zu Wildvorkommen und Bestandsentwicklungen. In Zusammenhang mit bestandsbeeinflussenden Umweltfaktoren sind populationsdynamische Abläufe und ökologische Zusammenhänge für das Ökosystem "Kulturlandschaft" darzustellen. Die langjährigen Arbeiten des IWFo auf diesem Gebiet schaffen eine solide Daten- und Kenntnislage für ein Wildtiermanagement (www.wildtiermanagement.com), in dem u.a. Handlungsempfehlungen für die jagdliche Praxis gegeben werden und eine nachhaltige Nutzung der Wildtierpopulationen überprüft und dokumentiert wird.
Die WTE in Bremen mit Aussagen zu Vorkommen und Populationsgröße mehrerer einheimischer Wildtierarten (Hase, Rebhuhn, Fuchs, Rabenvögel u.a.) wird auf der Grundlage von jährlichen Bestandsschätzungen realisiert. Mittels probater wildbiologischer Zählmethoden werden die Bestandseinschätzungen aus der WTE überprüft. Weiterführende populationsökologische Untersuchungen vertiefen die Kenntnisse über die verschiedenen Wildarten und deren umweltbedingte Einflussfaktoren.

Project Details:
Genetische und immunhistologische Analyse des bovinen Trophoblasten. Systematische Untersuchung der fetomaternalen Kontaktfläche zum Zeitpunkt der Implantation.

Cooperation Partners:

Prof. Kazuhiko Imakawa, Universität Tokyo, Japan

Funding: Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung, 259.000 EUR

Project Details:
Euterentzündungen (Mastitiden) sind die bedeutsamste Einzelerkrankung in der Milchviehwirtschaft. Infektionen durch Staphylokokkus aureus (S. aureus) beeinträchtigen Tierwohl und Milchgewinnung, weil sie oftmals chronisch verlaufen und die Keime nur schwer medikamentös aus dem Euter zu entfernen sind. Escherichia coli-Infektionen (E. coli) hingegen führen aufgrund des klinischen Verlaufs zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Tierwohls, obwohl hierbei die Pathogene durch die Immunantwort der Kuh häufig aus dem Euter entfernt werden. In Voruntersuchungen wurde gezeigt, dass man über indirekte genetische Marker Kühe selektieren kann, deren Euter-Immunschutz besser als der anderer ist (Q- bzw. q-Genotypen). Es ist unklar, auf welcher Ebene der Immunfunktionen dieser Unterschied liegt. In diesem Projekt sollen daher die Ursachen dieser unterschiedlichen Abwehrkapazität im Euter breit gefächert untersucht werden, um durch die Definition von Biomarkern der Züchtung effiziente Werkzeuge an die Hand geben zu können. Holstein Friesian (HF) Färsen mit den divergenten Genotypen werden aus der aktiven HF-Population von Genombiologen des Leibniz Institut für Nutztierbiologie Dummerstorf (FBN) selektiert und in der Tierärztlichen Hochschule Hannover (TiHo) von Veterinärmedizinern der TiHo und der Ludwig-Maximilians Universität München mit E. coli und S. aureus-Modellkeimen infiziert. Die Infektionsverläufe werden klinisch und immunologisch (TiHo) analysiert. Die Abhängigkeit der S. aureus Adaptation, Invasion und Persistenz vom Genotyp des Wirts wird von der Molekularen Mikrobiologie der Universität Braunschweig untersucht, während die molekular-immunologisch ablaufendend Prozesse im FBN analysiert werden. Die Praxistauglichkeit der Ergebnisse wird zusammen mit dem Industriepartner (Förderverein für Biotechnologieforschung; FBF) bewertet und gegebenenfalls nutzbar gemacht.

Cooperation Partners:

Prof. Christa Kühn, Dumemrstorf

Prof. Zerbe, Dr. Wolfram Petzl, München

Prof. Susanne Engelmann, Braunschweig