Overview of research projects

Project Details:
Der Insulin-like growth factor 1 (IGF1) ist ein wichtiger Faktor in der Regulation physiologischer Prozesse, wie beispielsweise an Wachstum und Entwicklung embryonalen, fetalen und plazentaren Gewebes. Während der frühen embryonalen Entwicklung spielt IGF1 eine wichtige Rolle, da er nachweislich zu einer Reduzierung der Anzahl apoptotischer Zellen führt und dadurch die frühe embryonale Mortalität verringert. Die Signalübertragung von IGF1 verläuft über die spezifische Bindung an den membranständigen Insulin-like growth factor 1-Rezeptor (IGF1R), dessen Expression einen potentiellen Marker für die Qualität in vitro produzierter Embryonen darstellt. Bisherige Untersuchungen im präimplantorischen Embryo des Rindes fanden weitestgehend durch Betrachtung der relativen Menge spezifischer Gentranskripte und nur vereinzelt auf Proteinebene statt.

Funding: Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume (MLUR), 38.298 EUR

Project Details:
Der Schweinswal ist die häufigste Walart in der deutschen Nord- und Ostsee. Da Anfang der 90iger Jahre wenig über den Status der Schweinswale an den deutschen Küsten bekannt war, wurden im Rahmen von Bundesprojekten erste Daten gesammelt und ein Monitoringprogramm erarbeitet. Das Land Schleswig-Holstein setzt mit der Förderung des Kleinwaltotfundmonitorings einen Teil dieses Monitoringprogrammes um. Es befasst sich mit den Erkrankungs- und Todesursachen bei den Kleinwalen und dokumentiert Veränderungen im Auftreten der Befunde über die Zeit. Im Rahmen dieser Untersuchungen werden Kleinwale von der Küste an das ITAW transportiert. Dort werden die Tiere vermessen und gewogen. Es werden eine detaillierte Sektion durchgeführt und Proben für weitere Untersuchungen im Bereich Histologie, Mikrobiologie, Virologie, Serologie, Parasitologie und Toxikologie entnommen und asserviert. Ferner wird für die Erhebung weitere biologischer Daten wie Alter, Reproduktionsstatus und Nahrungsanalysen entsprechendes Material gesichert. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit der Pathologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover und der Justus-Liebig-Universität Gießen durchgeführt. Zusätzlich können weitere Forschungseinrichtungen mit Gewebeproben versorgt werden.

Cooperation Partners:

Justus-Liebig-Universität Gießen

Funding: Landesbetrieb f. Küstenschutz, Nationalpark u. Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 51.408 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 Monitoring nach den einschlägigen europäischen Richtlinien und internationalen Konventionen erfüllt. Der schleswig-holsteinischen Nationalparkverwaltung im Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (NPV) 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 fünf Klickdetektoren (C-POD) an fünf festgelegten Standorten (Abbildung:1) im schleswig-holsteinischen und im niedersächsischem Wattenmeer ausgebracht und turnusmäßig gewartet und ausgelesen werden. Zusätzlich sollen an zwei Standorten gleichzeitig C-PODs und T-PODs im ersten Jahr der Untersuchung eingesetzt werden. Im zweiten Jahr der Untersuchung soll noch eine zusätzliche Messstelle im schleswig-holsteinischen Wattenmeer (Rochelsteert) ganzjährig betrieben werden. Die so gewonnenen Daten werden vor dem Hintergrund der Optimierung des akustischen Monitorings sowie erforderlichen Erweiterungen bei einem dauerhaften Betrieb der Messstationen ausgewertet.

Project Details:
Melanome sind bei Pferden natürlich vorkommende Neoplasien, die bei Schimmeln mit einer hohen Inzidenz auftreten und zur Metastasierung neigen. Metastasen, aber auch Primärtumore können aufgrund von Lokalisation und Gröβe der Neoplasie, Organfunktionen einschränken.
Mehrere verwendete Therapien, wie z. B. chirurgische Extirpation, Kryotherapie, systemische Behandlung mit Cimetidin und lokale Behandlung mit Cisplatin, weisen bisher nur unzureichende Erfolge auf.
Ein erfolgreicher Ansatz zur Behandlung von malignen Melanomen stellt die Immuntherapie dar (Marchand et al. 1999; Schulz et al. 1999; Foon et al. 2000; Berd et al. 2004). Die Stimulierung des Immunsystems mit Hilfe von Zytokinen wurde in klinischen Applikationen in der Tumorforschung eingesetzt (Golomb et al. 1988; Rosenberg et al.1998; Fisher et al. 2000; Marroquin et al. 2002).
Die Applikation von proteinkodierender DNA in Form eines Expressionsvektors, speziesspezifisch für Interleukin 12 (IL-12) (Heinzerling et al. 2002) und 18 (IL-18) (Nagai et al. 2002) führte zu einer Steigerung der zellulären Abwehr und erzielte eine partielle antitumorale Wirkung.
IL-12 spielt eine sehr wichtige Rolle in der Entstehung einer zellulären Immunantwort. Mit Hilfe von dendritischen Zellen stimuliert es die Entwicklung IFNγ sezernierender T-Zellen. IFNγ zugleich aktiviert Makrophagen, die zusammen mit IL-12 die Differenzierung der T-zellen zu Killerzellen ermöglichen, was letztendlich zur mikrobialen und tumoralen Resistenz führt (Banchereau und Steinman, 1998).
Ein effektives Trägersystem sollte den Expressionsvektor vor dem Abbau durch Nukleasen schützen, einen effizienten Zelleintritt ermöglichen und die funktionsfähige proteinkodierende DNA in den Zellkern hineinbringen (Ghosh et al., 2008).
Gentherapeutische Ansätze mit Hilfe von Virus-Vektoren in vivo zeichnen sich durch eine hohe Transduktions-Effizienz aus, aber können bei mehreren notwendigen Applikationen zu schweren Nebenwirkungen führen. Vektoren nicht viraler Herkunft, zu denen DNA-Plasmide zählen, haben diese Beschränkung überwunden, allerdings nur mit einer vergleichbar geringeren Transfektionseffizienz (Kawase et al., 2003).
Goldnanopartikel (AuNP) können eine wertvolle Ergänzung für die bisher eingesetzten Transfektionsprotokolle sein. AuNP zeigen eine inhärente geringe Toxizität, groβe Fläche und einstellbare Stabilität. Sie binden DNA-Plasmide durch elektrostatische Ankopplung und schützen die DNA vor dem enzymatischen Abbau (Ghosh et al., 2008). Sie sind einfach herzustellen, stabil, können leicht mit biologischen Molekülen konjugiert werden und sind gut biologisch verträglich (Sperling, 2008). Dazu weisen AuNP bei einem hohen Absorptionsquerschnitt im Gegensatz zu den meistens verwendeten Fluoreszenz-Markermethoden kein Photobleaching auf (Sperling, 2008). So sind AuNP neben der Funktion als Trägermaterial besonders für eine Langzeitbeobachtung des Transfektionsweges von DNA-Vektoren geeignet.

Cooperation Partners:

Stiftungsinstitut der freien Universität Berlin

Project Details:
Die Apertura nasomaxillaris ist nach bisherigen Erkenntnissen die einzige, natürlich vorkommende Verbindung zwischen der Nasenhöhle und den Nasennebenhöhlen (Sinūs paranasales) des Pferdes. Derzeitige Darstellungen implizieren einen direkten, zweigeteilten Zugang, welcher vom mittleren Nasengang (Meatus nasi medius) ausgeht und im rostralen und kaudalen Sinus maxillaris mündet. Diesen beiden, durch ein größtenteils knöchernes Septum voneinander getrennten Höhlen, sind alle weiteren Nasennebenhöhlen nachgeschaltet.
Es wird vermutet, dass diese als schlitzförmig beschriebene Öffnung, den Eintritt in ein sich anschließendes Gangsystem gewährt, welches sich verzweigt. Dieses Gangsystem ist in Abhängigkeit verschiedener Parameter, wie beispielsweise das Alter des Pferdes und die Position zu anatomischen Bezugspunkten näher zu charackterisiern.
Die klinische Bedeutung dieses natürlich vorkommenden Zugangs zu den Sinūs paranasales steht in enger Abhängigkeit zu der Topographie dieser Öffnung. Aus klinischer Sicht ergeben sich Fragen hinsichtlich der Nutzung dieses Kanals für Spülungen der sich anschließenden Sinūs sowie die Konsequenzen entzündungsbedingter Variationen des Lumendurchmessers auf den Sekretabfluss.
Die Dissertation soll neue, detaillierte Erkenntnisse über die Morphologie der Apertura nasomaxillaris des Pferdes erbringen. Es werden Erkenntnisse hinsichtlich der Öffnung und der sich anschließenden Verzweigung der Apertura nasomaxillaris zwischen Meatus nasi medius und den Sinūs paranasales gewonnen. Intraindividuelle Unterschiede im laterolateralen Seitenvergleich sowie interindividuelle Unterschiede bezüglich des Alters und der Kopfgröße werden berücksichtigt.
Die Auswertung von computertomographischen Schnittbildserien von Pferden mit relevanten Erkrankungen im Bereich der Nasen- und Nasennebenhöhle soll zu neuen Erkenntnissen hinsichtlich der Morphologie der Apertura nasomaxillaris im Krankheitsfall führen.

Funding: Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin

Project Details:
Wie in einigen europäischen Nachbarländern sollen auch in Deutschland die Ver-brauchsmengen von Antibiotika in der Nutztierhaltung kontinuierlich erfasst wer-den. Da sich die Verordnungswege in Deutschland grundsätzlich von den übrigen EU-Staaten unterscheiden, können die dort etablierten Monitoringkonzepte nicht in Deutschland übernommen werden. Es ist daher erforderlich, für die Erhebung ent-sprechender Daten in Deutschland neue Wege zu beschreiten. Aus diesem Grunde wurde in den Jahren 2007 und 2008 eine Machbarkeitsstudie durchgeführt, deren Ergebnisse an das Bundesinstitut für Risikobewertung BfR berichtet wurden.

Im Jahr 2010 startete darauf aufbauend eine Pilotstudie zur repräsentativen Erfas-sung entsprechender Daten. Dieses Projekt wird gemeinsam mit dem Institut für Pharmakologie, Pharmazie und Toxikologie der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig im Auftrag des Bundesinstituts für Risikobewertung durch-geführt.

Die Erfahrungen der vorangegangenen Machbarkeitsstudie werden dabei berück-sichtigt und das zugrunde liegende Konzept entsprechend umgesetzt. Durch die gezielte Auswahl von landwirtschaftlichen Betrieben in geeigneten Landkreisen wird eine repräsentative Datenerfassung angestrebt. Um die Rekrutierung vorzube-reiten wurden in den ausgewählten Landkreisen Gespräche mit den Veterinäräm-tern sowie Vertretern der Tierärzteschaft und der Landwirtschaft geführt. Gemein-sam mit den angesprochenen Personenkreisen werden Landwirte und Tierärzte gewonnen, die an der Studie teilnehmen.

The use of antibiotics in livestock shall be monitored in Germany as well as in other European states. As the prescription customs in Germany differ from other EU member states, established monitoring concepts can not be adopted directly to Germany. Hence it is necessary to find a suitable concept to evaluate these data in Germany. In 2007 and 2008 a feasibility study was conducted and reported to the Federal Institute for Risk Assessment.

In 2010 a pilot study was started. This project is carried out on behalf of the Federal Institute for Risk Assessment and together with the Institute for pharmacology, pharmacy and toxicology of the veterinary faculty of the Universität Leipzig. Bas-ing on the experiences as well as the concept of the feasibility study farms of suit-able districts are selected in order to sample representative data. All stakeholders (veterinary authorities, representatives of the veterinarians and the farmers) were visited in each district and asked for support. Together with them farmers and vet-erinarians are recruited.

Cooperation Partners:

Institut für Pharmakologie, Pharmazie und Toxikologie, Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig

Funding: Bundesministerium für Wirtschaft

Project Details:
Die Standardisierung der Methode und Entwicklung einer praxistauglichen Routinenachweismethode zum breiten Einsatz in Lebensmittelunternehmen soll entwickelt werden kann. Zweck dieser Methode soll es sein, einen zeitnahen quantitativen Nachweis im Lebensmittelunternehmen zu ermöglichen.

Cooperation Partners:

DIN

Funding: Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft,Natur und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen, 5.000 EUR

Project Details:
Yersinia (Y.) ruckeri ist ein gramnegatives Bakterium, das bei lachsartigen Fischen (Forellen, Saiblingen, Lachs) eine als "Rotmaulseuche" (Enteritic Redmouth Disease, ERM) bezeichnete, sehr verlustreiche Erkrankung hervorruft. Forellen können durch eine kommerzielle Vakzine vor dieser Erkrankung geschützt werden.
Vor wenigen Jahren wurden jedoch auch in vakzinierten Beständen Ausbrüche der Erkrankung beobachtet, die von bisher unbekannten, hoch virulenten Stämmen des Bakteriums verursacht werden. Um die Gefahr der Ausbreitung virulenter Stämme des Bakteriums abschätzten zu können, soll die Verbreitung von Yersinia ruckeri-Stämme unterschiedlicher Pathogenität in Forellenteich-wirtschaften Nord-Westdeutschlands untersucht werden.

Results:

Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in folgenden Publikationen dargestellt:

 

Huang Y, Runge M, Brenner Michael G, Schwarz S, Jung A, Steinhagen D. (2013) Biochemical and Molecular Heterogeneity among Isolates of Yersinia ruckeri from Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss, Walbaum) in North-western Germany. BMC Veterinary Research 9: 215 (doi: 10.1186/1746-6148-9-215)

 

Huang Y, Ryll M, Walker C, Jung A, Runge M, Steinhagen D. (2014) Fatty acid composition of Yersinia ruckeri isolates from aquaculture ponds in north-western Germany. Berliner Münchener Tierärztliche Wochenschrift 127: 123-128 (doi 10.2376/0005-9366-127-123

 

Huang Y, Adamek M, Walker C, Runge M, Steinhagen D. (2014) In vitro cytotoxicity and multiplex PCR detection of virulence factors of Yersinia ruckeri isolated from rainbow trout in north-western Germany. Berliner Münchener Tierärztliche Wochenschrift 127: 233-242 (doi 10.2376/0005-9366-127-10)

 

Huang, Y, Brenner Michael G, Becker R, Kaspar H, Mankertz J, Schwarz S, Runge M, Steinhagen D. (2014) Pheno- and genotypic analysis of antimirobial resistance properties of Yersinia ruckeri from fish. Veterinary Microbiology 171; 406-412 (doi 10.1016/j.vetmic.2013.10.026)

 

Huang Y, Jung A, Schäfer WJ, Mock D, Brenner Michael G, Runge M, Schwarz S, Steinhagen D. (2015) Note: Analysis of Yersinia ruckeri strains isolated from trout farms in North-west Germany. Diseases of Aquatic Organisms 116: 243-249 (doi: 10.3354/dao02920)

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/huangy_ws13.pdf

Cooperation Partners:

Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Veterinärinstitut Hannover

Friedrich Löffler Institut, Institut für Nutztiergenetik, Mariensee

Project Details:
Die Sequenzierung des Transkriptoms von Dermanyssus gallinae soll erste Einblicke in die Genprodukte des Geflügelparasiten geben. Die bioinformatischer Analyse soll helfen, mögliche Vakzinekandidaten oder Angriffspunkte für Akarizide ausfindig zu machen.

Cooperation Partners:

Dr. Lucy Poveda, Functional Genomics Center Zurich

Dr. Weihong Qi, Functional Genomics Center Zurich

Project Details:
Mit diesem Forschungsvorhaben soll eine Verbesserung des Hygienestatus in Verpackungsräumen von Brühwurst und damit die Erzeugung von sichereren Produkten mit längeren Warenlagerzeiten erreicht werden. Dazu wird zunächst durch Luftkeimmessungen und Oberflächenbeprobungen der Hygienestatus an einer kommerziellen Slicerlinie mit Verpackungseinheit bestimmt sowie durch Produktanalysen die Produktqualität der Erzeugnisse dieser Linie beurteilt. Durch technische Umbaumaßnahmen wird anschließend dieselbe Slicerlinie unter eine keimfreie Luftglocke gesetzt. Es erfolgen gleichsinnige Untersuchungen zur Bestimmung des Hygienestatus und der Produktqualität, wie bei der Erststatusbestimmung. Die Kenntnisse aus den Datenerhebungen dienen der Optimierung von Verarbeitungs- und Verpackungstechniken zur Herstellung von Brühwurstaufschnitt sowie dem Verbraucherschutz und ermöglichen dem Hersteller eine größere Flexibilität bei der Distribution der Ware.