Overview of research projects

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 85.050 EUR

Project Details:
Erarbeitung und Umsetzung neuer Technologien zur Optimierung der Haltbarkeit und der sensorischen Eigenschaften von Brühwurst.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28527368

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 113.000 EUR

Project Details:
Einfluss von Kaltem Plasma auf mikrobiologische, physikalisch-chemische und sensorische Parameter von verarbeitetem Fleisch

Funding: Promotionsprogramm "Animal Welfare in Intensive Livestock Production Systems - Tierhaltung im Spannungsfeld von Tierwohl, Ökonomie und Gesellschaft", 1.345 EUR

Project Details:
The aim of this study is to evaluate a system for group housing of sows and their piglets concerning animal health and behaviour to draw conclusions about animal welfare. Furthermore, possible effects on the behaviour of nursery pigs originating from this housing system - during the later rearing phase - are investigated.

Results:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09712119.2017.1394308

Funding: DFG

Project Details:
Bei der experimentellen Lungentransplantation werden die Lungen herztoter Spenderschweine mit mesenchymalen Stammzellen behandelt. Anschließend erfolgt eine licht- und elektronenmikroskopische, stereologische Untersuchung der Lungenproben zur Quantifizierung eines etwaigen Ischämie-/Reperfusionsschadens.

Cooperation Partners:

Prof. M. Ochs und Prof. C. Mühlfeld, Institut für Funktionelle und Angewandte Anatomie, Medizinische Hochschule Hannover; Prof. T. Wittwer und Prof. T. Wahlers, Klinik für Herz- und Thorxchirurgie, Herzzentrum des Klinikums der Universität zu Köln

Project Details:
Komplikationen nach intramuskulären Injektionen sind seit langem bekannt. Erregerbedingte Komplikationen sind neben den unerwünschten Arzneimittelreaktionen eine ätiologische Ursache. Abszesse und Phlegmonen treten jeweils mit einer Häufigkeit von 0,016% der jährlichen intramuskulären Injektionen auf (OHNESORGE et al. 2006). Der Effekt des Hautstanzens wurde schon in zahlreichen Studien beschrieben. (LITTLE 1955)konnte auf Hautstanzen von nicht desinfizierter, menschlicher Haut nichthämolysierende Staphylokokken nachweisen. Zur Häufigkeit des Auftretens der Hautstanzen in Abhängigkeit zu Kanülenart sind ebenfalls mehrere Untersuchungen erfolgt (GIBSON u. NORRIS 1958; DIGIOVANNI 1971; BARIS et al. 2004; GULDOGUS et al. 2008). Auch haben mehrere Autoren Hautstanzen als Grund für Lungenemboli in Ratten und Hasen (KAST u. TSUNENARI 1983), Hunden (SCHNEIDER u. PAPPRITZ 1976) und Menschen (ANDREW 1976) nachgewiesen, die auf Grund von intravenösen Injektionen in den Blutstrom gelangten. In der Pferdemedizin konnten in Untersuchungen an Gelenkpräparaten ebenfalls Hautstanzen nachgewiesen werden (ADAMS et al. 2010; WAHL et al. 2012).
Mit dieser Studie soll untersucht werden, welche Keime einerseits und welche Bestandteile der Haut andererseits, in Abhängigkeit von der Kanülenart, bei einer intramuskulären Injektion in das Muskelgewebe verbracht werden. Weiterhin wird untersucht, durch welche der 4 unterschiedlichen Vorbereitungsmethoden sich der Keimeintrag am effektivsten dezimieren lässt.

Funding: Konrad-Adenauer-Stiftung (Promotionsstipendium), 37.500 EUR

Project Details:
Hirninsult-induzierte Entzündungsreaktionen werden als ein wesentlicher Mechanismus der Epilepsieentstehung (Epileptogenese) betrachtet. Bisher sind weder prädiktive Biomarker vorhanden, um Individuen mit einem erhöhten Risiko der Epilepsieentstehung nach einem Hirninsult zu identifizieren, noch stehen wirksame Epilepsie-präventive Therapien zur Verfügung. In diesem Projekt werden mittels eines modernen, translationalen bildgebenden Verfahrens (Positronen-Emissions-Tomographie, PET) Bildgebungsprotokolle entwickelt, um die zerebrale Inflammation in vivo in Nagermodellen für Epileptogenese in ihrem zeitlichen Verlauf und ihrer räumlichen Ausprägung zu charakterisieren. Die in-vivo-Bildgebungsmarker werden im nächsten Schritt zum Monitoring der Respons auf zeitlich abgestimmte, anti-inflammatorische, potentiell anti-epileptogene Behandlungsansätze eingesetzt.

Results:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/epi.14009/abstract;jsessionid=2EC9908C773DFCE9C0CA9E2577D38197.f02t02; http://jnm.snmjournals.org/content/57/8/1302.long

Cooperation Partners:

J. Bankstahl, PhD, Präklinische Molekulare Bildgebung, Klinik für Nuklearmedizin, MHH; Prof. Dr. T. Ross, Radiochemie, Klinik für Nuklearmedizin, MHH

Funding: Landesbetrieb f. Küstenschutz, Nationalpark u. Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 193.209 EUR

Project Details:
Schweinswale sind Repräsentanten der Top-Prädatoren aus der Gruppe der Säugetiere in Nordsee und Wattenmeer. Mit der Novellierung des Nationalparkgesetztes in 1999 wurde ein Teil des Nationalparks explizit dem Schweinswalschutz gewidmet, da dort eine hohe Dichte von Mutter-Kalb-Gruppen festgestellt wurde.
Im Rahmen der Neuordnung des Bund-Länder-Meeresprogramms (BLMP) wurde im Januar 2011 ein Programm zum gemeinsamen Monitoring von Meeressäugern verabredet, das die Anforderungen eines Monitorings nach den einschlägigen europäischen Richtlinien und internationalen Konventionen erfüllt. Der schleswig-holsteinischen Nationalparkverwaltung (NPV) im Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN) fällt in diesem Programm dabei die Aufgabe zu, das akustische Monitoring von Schweinswalen zu organisieren, umzusetzen und zu finanzieren.
Hierbei übernimmt das ITAW die akustischen Untersuchungen für die NPV als Bestandteil des gemeinsamen Meeressäugermonitorings im Rahmen des BLMP. Im ersten Untersuchungsjahr sollen Klickdetektoren (C-POD) an sechs festgelegten Standorten im schleswig-holsteinischen und im niedersächsischem Wattenmeer ausgebracht und turnusmäßig gewartet und ausgelesen werden. Die so gewonnenen Daten werden vor dem Hintergrund der Optimierung des akustischen Monitorings sowie erforderlichen Erweiterungen bei einem dauerhaften Betrieb der Messstationen ausgewertet. Die Daten dieser Langzeitstudie sollen Informationen zu einer möglichen Rhythmik sowie Tidenabhängigkeit in den Schweinswaldetektion über den Tag und im Jahresverlauf liefern.

Results:

Im Schleswig-Holsteinischen und Niedersächsischen Wattenmeer wurden 6 Messstationen für das akustische Monitoring von Schweinswalen errichtet. Mit Hilfe von Schweinswalklickdetektoren (C-PODs) an den Stationen konnten im Zeitraum von Oktober 2011 bis Dezember 2015 Daten erfasst werden. Die Auswertung der Daten zeigte, dass Schweinswale über den bisherigen Untersuchungszeitraum an allen 6 Messpositionen registriert wurden. Es sind jedoch räumliche (zwischen den Stationen) und zeitliche Unterschiede (einzelne Jahre, im Jahresverlauf, im Verlaufe eines Tages) in den Detektionsraten zu verzeichnen.

An der Station Lister Tief (LT), östlich vor Sylt, wurden die geringsten Detektionsraten festgestellt. Messstelle 1 (M1), am Eingang des Jadebusens, wies ebenfalls relativ geringe Detektionsraten auf. Die Station Westerland (WL), westlich vor Sylt im Walschutzgebiet, war über den bisherigen Untersuchungszeitraum die Station mit den höchsten Detektionsraten (Maximum pro Tag) und im Median über das gesamte Jahr. Die Station Meldorfer Bucht (MB), die in unmittelbarer Nähe des Büsumer Hafens liegt, zeigte ebenfalls sehr hohe Detektionsraten, mit steigender Tendenz in den Sommermonaten.

Die Modellierung der einzelnen Stationen wies eine deutliche Saisonalität in den Schweinswaldetektionen auf. Alle Stationen zeigten im Frühjahr ein Maximum in den Detektionen, im Zeitraum von Mitte März bis Mitte April. An 2 Stationen konnten sogar Muster in der Tagesrhythmik verzeichnet werden. Die Station Minsener Oog (MO) im Niedersächsischen Wattenmeer wies mehr Detektionen am Tag auf, während an der Station M1 mehr Schweinswalklicks in der Nacht auftraten.

Der Einfluss der Tide war an der Station M1 am größten. Maxima in den Detektionen wurden an dieser Station zur Phase des Hochwassers und Niedrigwassers erreicht und Minima entsprechend in den Phasen dazwischen. Der gegenteilige Effekt zeigte sich bei der Station MO. Die Station LT wies erhöhte Detektionsraten zum Zeitpunkt des Niedrigwassers und ein Minimum während der Hochwasserphase auf.

Diese Ergebnisse belegen, dass Schweinswale regelmäßig im Bereich des Wattenmeeres vorkommen und bestätigen die Relevanz des Wattenmeeres als Habitat für den Schweinswal Es gibt jedoch eine hohe Variabilität zwischen den Stationen, was von verschiedenen Umweltfaktoren abhängig sein kann. Die aktuelle Datenerhebung im Untersuchungsgebiet verspricht weitere interessante Ergebnisse und Erkenntnisse über die Verteilung von Schweinswalen im Wattenmeer.

Funding: BMBF (Helmholtz-CAS-Joint Research Group ZooStrep,HCJRG-116), 155.000 EUR

Project Details:
Infectious diseases remain one of the leading causes of death and disability worldwide. Approximately three fourth of the human emerging infectious diseases are caused by zoonotic pathogens. Among the bacterial pathogens, streptococci belonging to group C and group G as well as Streptococcus suis are gaining importance as zoonotic agents. These species that are traditionally considered as important animal pathogens have the capability to cause serious and life-threatening
diseases, such as septicaemia and meningitis, in humans. They can also reside as commensals in humans and animals. Despite causing many deaths zoonotic streptococci have not received the scientific and medical attention they deserve, because of the historical importance of group A streptococci in human infections. Only scattered information is available on the mode of transmission of these pathogens from animals to humans, the mechanism of species adaptation and the emergence of new virulent strains. Furthermore, the carriage and persistence of these pathogens in humans and their role in zoonotic infections has not been studied in detail. The aim of this joint research group (HCJRG) is to bring together scientists from different disciplines such as veterinary medicine, host-pathogen interaction, epidemiology and genomics to apply a comprehensive and
multi-disciplinary approach to understand the interactions between zoonotic streptococci and their hosts and the impact of environmental factors on these interactions. Identification of the species-specific factors and the validation of their role in animal infection models is another major objective of this HCJRG. The work packages include comparative analysis of adherence and invasion of animal and human isolates, identification and characterization of specific genes using custom-designed DNA virulence arrays and whole genome sequencing, elucidation of transmission and species adaptation mechanisms, emergence of human pathogens from animal pathogens. This HCJRG therefore deals with a research topic of high zoonotic relevance. The results of these studies would further our understanding of zoonotic transition and lead to the identification of the species-specific factors essential for development of new diagnostic and therapeutic strategies.

Results:

We established up two new cell culturing infection models "Inverse cell insert model" and ALI which show high invasion rates compared to other cell culture models reported so far. This should allow for further studies to check for up- and down-regulated genes in the infection process and might highlight the virulence potential of such genes. By heterologous expression of surface expressed proteins of S. suis on the bacterial surface of Lactobacillus lactis were able to demonstrate that at least Sao-protein and to a lower extent Fbh-protein might play a dominant role in S. suis virulence since both proteins showed cross reactivity with porcine antibodies of a recovered swine after S. suis infection. Thus, these proteins most probably are immunogenic in an infection in swines and humans. Furthermore, we characterized two novel S. suis proteases, IdeSsuis and IgdE, which cleave only porcine IgM and IgG, respectively, thus representing functional host-adaptation factors of this pathogen. Finally, we geno- and phenotyped human S. suis isolates from STLS cases which will be further characterized in future studies on zoonotic features of S. suis.

Funding: Ministry of Science and Culture of Lower Saxony, Germany (Niedersachsen-Research Network on Neuroinfectiology, N-RENNT), 326.000 EUR

Project Details:
Establishment of a neuroifectiology network and studies on mechanisms of host-pathogen interactions in bacterial infections of the CNS

Results:

Siehe Gesamtbericht N-RENNT (Prof. W. Baumgärtner, Koordinator)

Funding: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 36.000 EUR

Project Details:
In der Peripartalperiode erhöht sich bei Milchkühen nicht nur die Inzidenz von Stoffwechselerkrankung, sondern auch das Auftreten von infektiösen Erkrankungen, insbesondere Mastitiden und Metritiden. Das Einsetzen der Laktation führt zu einer starken Erhöhung des Energiebedarfs bei der Milchkuh, der nicht über das Futter gedeckt werden kann. Dies resultiert in einer negativen Energiebilanz, vermehrter Lipolyse und verstärkter Glukoneogenese. Glucose wird zur Milchsynthese umverteilt. Die negative Energiebilanz wird oft mit peripartalen Veränderungen im Immunsystem und einer erhöhten Anfälligkeit für infektiöse Erkrankungen in Verbindung gebracht. Ein Mangel an Glucose könnte die Energieversorgung von Monozyten beeinträchtigen, die als Schlüsselzellen der angeborenen Immunität die Immunantwort steuern und nach ihrer Differenzierung zu Makrophagen zwischen angeborener und adaptiver Immunität vermitteln. Da beim Rind bisher keine Daten zu Glucoseaufnahme und Glucosetransporterexpression verschiedener Monozyten- und Makrophagensubpopulationen vorliegen werden diese zunächst untersucht. Im Weiteren soll untersucht werden inwiefern sich die negative Energiebilanz und die verminderte Glucoseverfügbarkeit in der Peripartalperiode auf die Zahl und Glucoseaufnahmefähigkeit der Monozytenpopulationen beim Rind auswirken kann.

Cooperation Partners:

Institut für Tierernährung, FLI Braunschweig