Overview of research projects

Project Details:
Chemotherapeutic intervention is routinely employed as therapeutic regimen with initial success. However, most canine lymphomas relapse within 12 month indicating that part of the initial lymphoma cells mass is characterized by chemotherapeutic resistance. The observed chemotherapeutic resistance is also described for human NHL and analyses characterizing the human neoplasia revealed specific associated single nucleotide exchanges. Blood samples from patients were collected for routine hematological and biochemical analyses and frozen. DNA will be extracted from each whole blood sample. Mutation screening will be done by conventional quantitative PCR and Next Generation Sequencing Panels using already collected DNA.

Project Details:
In this project we are going to establish stable transfected cell lines with far-red and near-infrared fluorescent protein. Then fluorescent protein expression analysis will be carried out in vitro and in vivo for evaluation of tumor cell targeting by recombinant CPE in canine mammary cell line derived tumors. The outcome herein will be useful models for in vitro and in vivo monitoring tumor development and evaluation of functionalized CPE binders of canine mammary tumors. Using Relative quantitative one step PCR, the differentiations in claudin gene expression between stably transfected mammary tumor cell lines and non-transfected mammary tumor cell lines will be performed. Genomic screening will be carried out using next generation sequencing for identifying the possible mutation that could be happened as a result for transfection. Fluorescent protein expression analysis will be carried out in vitro and in vivo for evaluation of tumor cell targeting by recombinant CPE in canine mammary cell line derived tumor. In next steps we will transplant continuously different cell lines and cell number in SCDI mice in order to monitor tumor engraftment and development. Further, CPE binders will be applied in vivo to characterize their effect on tumor volume development. Then functionalized CPE binders will be applied in order to evaluate tumor ablation by photonic intervention.

Cooperation Partners:

Institut für Quantenoptik, Gottfried Wilhelm Leibniz University Hannover, Prof.Dr.Alexander Heisterkamp

Project Details:
Mammary cancer is the third most common neoplasm in cats with a classification of 80-90 % as malignant highly-aggressive adenocarcinomas. As the median survival time varies from four months to three years depending on tumor size and clinical staging, early diagnosis and treatment gives best prognosis. Potential new molecular markers can provide further prognostic information helping to understand the molecular pathogenesis of the neoplastic change and enable early diagnosis. The prognostic potential of different human and feline mammary cancer-related genes (ER, PR, HER2/neu, EGFR, PI3K, pAkt, PTEN, CDH1, SnaiI, CLDN-2, COX-2, CK5/6, CK14, BRCA1, BRCA2, STAT3) has been investigated, but not the potential interaction of these targets with each other. Some further molecular markers were just analyzed in humans (HMGA2, FOXC1, STAT1), which might also be of importance for the feline disease. Characterization of those targets concerning characteristic expression patterns in correlation with histological grading, gene-regulation and identification of their potential interaction is essential for finding new molecular biomarkers. Besides the characterization of the gene expression pattern, the regulation of the expression and the interaction of potential molecular markers is still a novel field of intensive research in general. Herein, especially microRNAs have moved into the spotlight. Focusing on cats, only little is known about miRNA regulated pathways so far. Consequently further research on the identification of miRNAs playing a role in the regulation of genes being associated to feline mammary carcinomas is important as well to elucidate processes causing tumor development and progression. Aim of this study is to promote the molecular characterization of gene expression patterns and regulatory miRNAs within primary feline mammary carcinoma tissues and cell lines to identify reliable prognostic molecular markers.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30185896; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31969654

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 278.600 EUR

Project Details:
Die Aufzucht von Karpfen in Teichwirtschaften versorgt Verbraucher mit nachhaltig erzeugten hochwertigen Fischwaren aus lokaler Produktion. Außerdem sind Karpfenteichwirtschaften in einigen Regionen Deutschlands landschaftsbestimmende Elemente mit großer Bedeutung für Wasserhaushalt und Lebensräume für aquatische Tiere und Pflanzen. Sie bieten zudem qualifizierte Arbeitsplätze in weniger strukturierten ländlichen Gebieten. In verschiedenen Regionen Deutschlands wird die Karpfenzucht durch die Koi Herpesvirus-Infektion (KHV-I), verursacht durch eine Infektion der Karpfen mit dem Cypriniden Herpesvirus (CyHV)-3, das auch als Koi Herpesvirus (KHV) bekannt ist, erheblich belastet. Ausbrüche der KHV-I können durch Mortalitäten, Kosten für das Töten infizierter Fische, Desinfektion betroffener Teiche und fehlendes Einkommen aus der Karpfenzucht erhebliche ökonomische Verluste verursachen, die die ökonomische Basis betroffener Betriebe bis hin zur Betriebsaufgabe belasten. Gegenwärtig stehen für diese Erkrankung keine Maßnahmen zur Vorbeugung oder Therapie zur Verfügung. Es werden effektive Instrumente zur Überwachung und Eindämmung dieser Viruserkrankung benötigt. Die wesentlichen Schwachpunkte sind:
Vorhandene Diagnostik-Methoden beruhen auf dem Nachweis von Virus-DNA und nicht auf dem Nachweis von infektionsfähigen Viruspartikeln
Wirksame Impfstoffe zur Reduktion der Verluste und zur Verhinderung einer weiteren Verbreitung der Infektion fehlen.
Ziel der beantragten Studie: Um die Erkrankung in endemischen Gebieten einzudämmen und nicht infizierte Karpfenbestände vor der Infektion zu schützen ist eine Verbesserung der Diagnostik-methoden und eine Entwicklung von Präventivmaßnahmen notwendig. Deshalb wollen wir eine Verbesserung der Diagnostik von CyHV-3 mittels Zellkulturen erreichen sowie neue Impfstoffe (einschließlich neuer Adjuvantien) entwickeln, die dem Auftreten von Verlusten effektiv vorbeugen und die ermöglichen, geimpfte Populationen von Beständen mit latenter Infektion zu unterscheiden.

Cooperation Partners:

Fraunhofer Einrichtung für Marine Biotechnologie (EMB) Lübeck

Friedrich Alexander Universität Erlangen, Department Chemie- und Bioingenieurswesen - Bioverfahrendstechnik, Erlangen

Friedrich Loeffler Institut für Tiergesundheit, Greifswald-Insel Riems

Project Details:
In dem Forschungsvorhaben soll näher untersucht werden, inwiefern Maßnahmen wie zootechnische Eingriffe und Impfungen unter den heutigen Bedingungen (große Würfe mit leichten Ferkeln) einen Einfluss auf die Milchaufnahme, die Ferkelentwicklung und damit auch indirekt auf die Leistungsfähigkeit der Sau haben. Die geplanten Untersuchungen werden einerseits unter üblichen Fütterungsbedingungen der Sau, andererseits unter einer ad libitum Fütterung der Sau geprüft. Dies soll gerade deswegen Gegenstand der Untersuchungen sein, weil unter ad libitum Fütterungsbedingungen der Sau am sensibelsten Auswirkungen auf die Futteraufnahme der Sau registriert werden können. In einem weiteren Schritt soll geprüft werden, ob durch Modifikationen in der Proteinversorgung der laktierenden Sau die Milchleistung weiter optimiert werden kann. Mögliche Auswirkungen der in der Saugferkelphase individuell erfassten Parameter (Geburtsgewicht, Entwicklung, etc.) und der in dieser Phase durchgeführten Maßnahmen (Impfung, Fütterung, etc.) sollen weiterführend auf ihre Auswirkungen in der Ferkelaufzucht beobachtet werden.

Results:

http://opac.tib.eu/DB=5/SET=17/TTL=1/CMD?ACT=SRCHA&IKT=1004&SRT=YOP&TRM=Kul%C3%BCke

Funding: Industrie (Futtermittelhersteller), 46.886 EUR

Project Details:
Primäres Ziel des Projektes ist die Quantifizierung von Effekten, die mit dem Einsatz von verschiedenen Met- und Cys-Gehalten im Alleinfutter verbunden sein könnten, und zwar unter Berücksichtigung der Mastleistung, der Fußballengesundheit und der Effekte auf die Haut und Befiederung von Mastputen.

Results:

http://opac.tib.eu/DB=5/LNG=DU/SID=4a563092-5/CMD?ACT=SRCHA&IKT=1004&SRT=YOP&TRM=Kabu%C3%9F

Project Details:
In der Aufzucht (Flatdeckphase) und Mast sind prinzipiell drei unterschiedliche Möglichkeiten der P-Versorgung gegeben, nämlich die Verwendung mineralischer P-Verbindungen, die Nutzung des Nicht-Phytin-Phosphors (in pflanzlichen Komponenten eher geringer Anteil) sowie die Verwertung des Phytin-Phosphors dank entsprechender Futterzusatzstoffe (Phytasen). Im ungünstigsten Fall steht den wachsenden Tieren aber nur der Nicht-Phytin aus den pflanzlichen Komponenten zur Verfügung. Vor diesem Hintergrund zielt die Untersuchung auf die Diagnostik einer evtl. marginalen oder gar defizitären P-Versorgung. Insbesondere anhand der Mineralisation unterschiedlicher Knochen im Laufe der Mast soll diese Frage mittels chemischer, physikalischer, klinischer Verfahren (u. a. Röntgen) näher geklärt werden.

Results:

Rieger, H., Ratert, C., Wendt, M., Schwennen, C., & Kamphues, J. (2021). Comparative study on the chemical composition of different bones/parts of bones in growing pigs differently supplied with inorganic phosphorus and phytase. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 105(Suppl. 2), 106- 118. https://doi.org/10.1111/jpn.13636

https://elib.tiho-hannover.de/dissertations/riegerh_ss17

Project Details:
Die BPH ist eine primär nicht entzündliche Vergrößerung der Prostata, die bereits in einem Alter von 2,5 Jahren einsetzen kann. Ätiologisch liegt eine Veränderung des intraprostatischen Sexualsteroidstoffwechsels zugrunde.
Die Ergebnisse einer vorausgegangenen Studie (Wolf 2012) weisen auf eine Prädisposition für die frühzeitige Entwicklung einer BPH bei Rüden der Rasse Rhodesian Ridgeback hin. Hier konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen erhöhten Prolaktinkonzentrationen im Blutserum und einem vergrößerten Prostatavolumen festgestellt werden.
Auf dieser Grundlage basiert das Ziel der geplanten Folgestudie, die Bedeutung von Prolaktin erneut und zusätzlich den Insulin-like-Growth Factor (IGF-1) im Hinblick auf die Pathogenese der benignen Prostatahyperplasie zu untersuchen.

Neue Erkenntnisse werden erwartet hinsichtlich:
-rassespezifischer Eigenarten der Prostatagröße bzw. -hyperplasie beim Rhodesian Ridgeback
-ursächlicher Zusammenhänge zwischen Prostatagröße/-hyperplasie und a) der Prolaktinkonzentration im Blutserum und Prostatasekret, b) der IGF-1- Konzentration im Blutserum und Prostatasekret, c) der Sexualsteroidkonzentration im Blutserum und Prostatasekret

Results:

bisherige Ergebnisse:

Wolf K, Kayacelebi H, Urhausen C, Piechotta M, Mischke R, Kramer S, Einspanier A, Oei CHY, Günzel-Apel A. Testicular steroids, prolactin, relaxin and prostate gland markers in peripheral blood and seminal plasma of normal dogs and dogs with prostatic hyperplasia. Reprod Dom Anim 2012, 47 (Suppl 6), 243-246; doi: 10.1111/rad.12029, ISSN 0936-6768

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Gerhard Breves, Physiologisches Institut der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Project Details:
Die Kryokonservierung von Hundesperma hat in den letzten Jahren sprunghaft an Bedeutung gewonnen und ermöglicht den Hundezüchtern den Zugriff auf einen umfangreichen Genpool. Die neu entwickelten computergestützten Untersuchungsmethoden, welche bereits routinemäßig im Rahmen der Spermakonservierung von Nutztieren Anwendung finden, werden zum großen Teil auch zur Analyse von Hundesperma eingesetzt. Allerdings beeinträchtigt der Einsatz vieler unterschiedlicher Programme mit jeweils individuellen Settings die Vergleichbarkeit von Studienergebnissen. Auch Zentrifugationsprotokolle mit der Zielsetzung, das Seminalplasma von den Spermien zu separieren, werden nach variablen Kriterien ausgeführt. Ziel dieser Studie ist es, ein Kryokonservierungsverfahren zu entwickeln, in welchem durch Zentrifugation und Resuspension die Spermienzahl pro Paillette auf eine definierte Menge eingestellt werden kann. Des Weiteren soll ein Eidotter-freier Verdünner, dessen Hauptbestandteil als Kryoprotektivum ein Low-Density-Lipoprotein ist, vergleichend zum derzeit herkömmlich verwendeten Tris-Eidotter- Medium erprobt werden. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Eignung des Verdünners für die Spermakonservierung und für die computergestützte Spermaanalyse (CASA).
Neue Erkenntnisse werden erwartet hinsichtlich des Einflusses von Zentrifugationsprotokollen auf die funktionelle Integrität und Konservierbarkeit der Spermien. Durch Anwendung computergestützter Analyseverfahren werden Auswirkungen der Einfrier- und Auftauprozesse auf die Motilität, Plasmamembran, Akrosomintegrität und das Mitochondrienmembranpotenzial der Spermien verdeutlicht.

Results:

Die Anwendung der Zentrifugationsprotokolle von 700 x g und 1400 x g resultierten in einem höheren Anteil an motilen Spermien im Vergleich zu 300 x g, die Zentrifu-gationszeit von 5 Minuten wirkte sich positiv auf die Integrität von Akrosom- und Plasmamembranen sowie auf das MMP aus. Auch im Vergleich zu nicht zentrifugierten Proben erwies sich die Zentrifugation in Bezug auf die Memb-ranintegrität als vorteilhaft. Die Resuspension der Spermienpellets auf 100 x 106 Spermien/ml zeigte lediglich anhand eines signifikant höheren kurvolinearen Ge-schwindigkeit (VCL) der Samenzellen einen Vorteil gegenüber den auf 200 x 106 eingestellten Proben. Verdünner-abhängige Unterschiede ergaben sich für die Anteile an Spermien mit geschädigter Plasmamembran (Tris-Eidotter < LDL) und mit geschädigter Akrosom- und Plasmamembran (LDL < Tris-Eidotter), jedoch nicht für den Anteil an Spermien mit intakten Membranen. Bezüglich des Alters der Samenspender zeigten die untersuchten Parameter im aufgetauten Sperma keine Unterschiede. Aus dem Einfrieren von Sperma mit einem erhöhten Anteil an formabweichenden Spermien (Teratozoospermie) resultierte nach dem Auftauen ein signifikant geringerer Anteil an membranintakten Spermien als in den Vergleichsproben mit Normospermie gefunden wurden. Anhand der vorliegenden Ergebnisse ist als erster Schritt nach Erstellung des Basisspermiogramms die Zentrifugation der nativen spermienreichen Fraktion bei 700 x g für 5 Minuten und die Resuspension auf 100 x 106 Spermien/ml im Sinne einer Standardisierung zu empfehlen. Das MMP hat sich nicht als geeigneter zusätzlicher Parameter zur Qualitätsbeurteilung von aufgetautem Hundesperma erwiesen. Trotz der geringeren Partikelzahl im LDL Verdünner war bezüglich der Beurteilbarkeit des aufgetauten Spermas mittels computergestützter Verfahren kein Vorteil zum Tris-Eidotter Verdünner zu erkennen.

Project Details:
Ziel ist es, ein wissenschaftsbasiertes Konzept zur Qualitätssicherung für die spermatologische Diagnostik in Schweinebesamungsstationen zu etablieren. Dabei sollen sowohl Aspekte der internen als auch der externen Qualitätskontrolle berück-sichtigt werden. Neben der Erstellung von Prüfplänen für Laborgeräte und die verschiedenen Untersuchungsmethoden werden der Umfang und der zeitliche Abstand laborintern stattfindender Ringversuche festgelegt und Zielwerte erarbeitet. Des Weiteren soll ein E-Learning-Modul zur Motilitätsuntersuchung erstellt werden, mit dem Ziel, die Variabilität der Schätzwerte dieses wichtigen funktionellen Parameters zu minimieren.