Overview of research projects

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Project Details:
Das Verbundprojekt "Botulinom" ("The zoonosis botulism") unter der Leitung des Institut für angewandte Biotechnologie der Tropen der Georg-August-Universität Göttingen wird seit 2007 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Ein Ziel des Forschungsverbunds ist die Untersuchung einer möglichen chronischen Verlaufsform bei Rindern und das entsprechende zoonotische Potential.

In den vergangenen zehn Jahren trat in Milchvieh haltenden Betrieben eine Herdenerkrankung auf, die zu hohen Tierverlusten bis hin zur Unwirtschaftlichkeit führte. Die mit Abmagerung, Leistungsrückgang, Bewegungsstörungen, Verdauungsproblemen, Kreislaufstörungen und therapieresistentem Festliegen einhergehende Krankheit konnte häufig mit Clostridiose in Verbindung gebracht werden. Gemäß der Natur der Clostridiosen differiert das klinische Bestandsproblem. Besonders durch Botulinumtoxin hervorgerufene Erkrankungen stellen diagnostisch und therapeutisch eine Herausforderung dar und werden konträr diskutiert.

Das Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung ist an einer Studie zur Statuserhebung beteiligt. Dabei sollen verdächtige und unverdächtige Betriebe aus zwei Bundesländern intensiv untersucht werden, um festzustellen, ob chronischer Botulismus unter den Tieren auftritt und von welchen Symptomen und äußeren Umständen dies begleitet wird. Da die Diagnostik dieser Erkrankung sehr komplex und noch nicht harmonisiert ist, handelt es sich bei dieser Studie zunächst um die Sammlung ausführlicher Informationen, um Hypothesen generieren zu können.

Cooperation Partners:

Institut für angewandte Biotechnologie, Georg-August-Universität Göttingen

Project Details:
Marschwasser, das bei der Weidehaltung im Bereich der Weser von Rindern aufgenommen wird, weist mitunter höhere Gehalte an Salzen auf (Gräben/Vorfluter). Bedingt durch die geplante Weservertiefung befürchtet man ein weiteres Ansteigen dieser Salzgehalte, die bei Aufnahme durch das Weidevieh möglicherweise zu gesundheitlichen Problemen führen. Aus diesem Grund soll mit dem Versuchsvorhaben der Einfluss der bisher in der Praxis allgemein üblichen Gehalte an Salzen (Elektrolytgehalt entspricht Marschwasser in Gräben und Vorflutern) auf die Elektrolytaufnahme sowie -ausscheidung (Kot, Harn) sowie die Elektrolytkonzentrationen im Blut geprüft werden.
Hierzu werden Jungbullen in Bilanzversuchen mit Tränkwasser versorgt, das in der Kontrollphase dem öffentlichen Netz (geringste Na-, K- und Cl- - Gehalte) entnommen wird, in einer zweiten Phase hinsichtlich des Salzgehaltes dem Marschwasser vergleichbar ist.
Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen dabei mögliche Risiken für die Gesundheit der Tiere bei mehrtägiger, ausschließlicher Versorgung mit salzhaltigem Tränkwasser. Hierzu werden die Trockensubstanzaufnahme, die Wasseraufnahme und damit insgesamt die Elektrolytaufnahme sowie die Elektrolytausscheidung (Kot/Harn) und die Elektrolytkonzentrationen im Blut kontinuierlich erfasst. Analysenspektrum: Weender u. Mengenelemente von Futtermitteln, Mengenelemente und pH-Wert in Kot und Harn sowie Mengenelemente und weitere Parameter im Blut (CK, AST, Eiweiß, Harnstoff etc.). Am Ende soll eine Beurteilung möglicher Risiken für die Gesundheit von Rindern erfolgen, die hinsichtlich der Intensität (Konzentration von Salzen im Tränkwasser) und der Dauer (kurz- bis mittelfristig) unterschiedlich exponiert sind, wenn in der Wesermarsch Gräben als Tränkwasserquellen genutzt werden.

Project Details:
An cystischer Fibrose erkrankte Kinder leiden nicht nur an massiver Einschränkung der Lungenfunktion, sondern weisen zudem eine sehr hohe Inzidenz an exokriner Pankreasinsuffizienz auf. Die verminderte Verdauungskapazität führt dabei nicht selten zu Unterernährung, Mangelerkrankungen (insb. fettlösliche Vitamine) und einem verminderten Wachstum der Kinder. Daneben sind oftmals Verdauungsstörungen (infolge der reduzierten enzymatischen Verdauungskapazität ist der fermentative Abbau der Nährstoffe forciert mit Folgen wie Meteorismus und Diarrhoe) und eine verminderte spontane Nahrungsaufnahme zu konstatieren. In dieser Studie sollen die Effekte der exokrinen Pankreasinsuffizienz beim juvenilen Schwein auf die spontane Futteraufnahme, Verdaulichkeit der Nährstoffe, Blutparameter (u.a. fettlösliche Vitamine, Aminosäuren) und weitere Parameter (u.a. Knochenentwicklung) überprüft werden. Die im Vergleich zum Menschen deutlich höhere Wachstumsintensität und -kapazität der juvenilen Schweine ermöglicht dabei die Überprüfung derartiger Effekte im "Zeitraffer". Zum Einsatz kommen neben intakten Kontrolltieren zwei Gruppen von pankreasgangligierten Tieren, wobei eine Gruppe zunächst keinerlei Enzymsubstitution erhält, die zweite ein etabliertes Produkt substitutiv erhält. Am Ende des Versuches erhält die bis dato unsupplementierte Gruppe ebenfalls eine Enzymsubstitution, allerdings in deutlich höherer Dosierung (Faktor 3), um zu überprüfen, in wieweit ein kompensatorisches Wachstum der Tiere möglich ist. Dies erscheint besonders vor dem Hintergrund von Interesse, um die Frage zu klären, ob ggf. auch Kinder, die - weil zunächst die Erkrankung unerkannt oder unbehandelt blieb - zunächst keinerlei Enzyme erhielten, ein kompensatorisches Wachstum aufweisen.

Cooperation Partners:

Abbott Products GmbH, Dr. P. Gregory

Project Details:
Die Lignocellulose (Grundstoff der Papierindustrie) ist sowohl als Einstreumaterial wie auch als Rohfaserquelle im Mischfutter heute verbreitet im Einsatz. Bei sehr partikulärer Struktur und höchster Wasserbindung gibt dieses Material auch wieder sehr schnell Wasser ab, so dass die Einstreu trocken wird bzw. bleibt und so die Fußballenentzündung in Frequenz und Intensität reduziert wird. Im Vergleich zu anderen Materialien (Hobelspäne, Stroh-Pellets, Langstroh) und unter unterschiedlichen Fütterungsbedingungen werden am Ende der Aufzucht und nach der gesamten Mast (d.h. am Schlachthof) die Fußballen makroskopisch bzw. auch histologisch (Schlachttiere) mit dem Score nach Mayne et al. beurteilt und schließlich entsprechende Empfehlungen für die Tierhaltung gegeben.
Im zweiten Ansatz soll aber auch über das Futter die Lignocellulose eingesetzt werden, da auf diese Weise evtl. eine Veränderung in der Struktur der Exkremente erreicht wird, die ein schnelleres/effizienteres Abtrocknen der Exkremente ermöglicht.

Project Details:
Marschwasser, das bei der Weidehaltung im Bereich der Weser von Rindern aufgenommen wird, weist mitunter höhere Gehalte an Salzen auf (Gräben/Vorfluter). Bedingt durch die geplante Weservertiefung befürchtet man ein weiteres Ansteigen dieser Salzgehalte, die bei Aufnahme durch das Weidevieh möglicherweise zu gesundheitlichen Problemen führen. Aus diesem Grund soll mit dem Versuchsvorhaben der Einfluss der bisher in der Praxis allgemein üblichen Gehalte an Salzen (Elektrolytgehalt entspricht Marschwasser in Gräben und Vorflutern) auf die Elektrolytaufnahme sowie -ausscheidung (Kot, Harn) sowie die Elektrolytkonzentrationen im Blut geprüft werden.
Hierzu werden Jungbullen in Bilanzversuchen mit Tränkwasser versorgt, das in der Kontrollphase dem öffentlichen Netz (geringste Na-, K- und Cl- - Gehalte) entnommen wird, in einer zweiten Phase hinsichtlich des Salzgehaltes dem Marschwasser vergleichbar ist.
Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen dabei mögliche Risiken für die Gesundheit der Tiere bei mehrtägiger, ausschließlicher Versorgung mit salzhaltigem Tränkwasser. Hierzu werden die Trockensubstanzaufnahme, die Wasseraufnahme und damit insgesamt die Elektrolytaufnahme sowie die Elektrolytausscheidung (Kot/Harn) und die Elektrolytkonzentrationen im Blut kontinuierlich erfasst. Analysenspektrum: Weender u. Mengenelemente von Futtermitteln, Mengenelemente und pH-Wert in Kot und Harn sowie Mengenelemente und weitere Parameter im Blut (CK, AST, Eiweiß, Harnstoff etc.). Am Ende soll eine Beurteilung möglicher Risiken für die Gesundheit von Rindern erfolgen, die hinsichtlich der Intensität (Konzentration von Salzen im Tränkwasser) und der Dauer (kurz- bis mittelfristig) unterschiedlich exponiert sind, wenn in der Wesermarsch Gräben als Tränkwasserquellen genutzt werden.

Project Details:
In dem Projekt sollen die Auswirkungen einer oralen Gabe eines Fe-haltigen Ergänzungsfuttermittels (Paste) auf die Eisenversorgung (Fe- und Hb-Stoffwechsel) von Saugferkel im Vergleich zur konventionellen Eisenversorgung d.h. durch eine Injektion am 1.-2. Lebenstag näher überprüft werden. Der Versuchszeitraum erstreckt sich über die gesamte Saugferkelphase. Die orale Fe-Versorgung variiert dabei noch wie folgt: einmalige Gabe am 2. LT, zweimalige Gabe am LT2+7 bzw. am LT2+14.
Blutuntersuchung: Blut wird am 1./2. 6./7. 13./14. und 27./28. LT (n= 20 Tiere) jeweils auf die Parameter Hämoglobin, Hämatokrit und Leukozytengehalt untersucht. Parallel erfolgen während des gesamten Versuchs die Kontrolle des Allgemeinbefindens der Tiere, der KM-Entwicklung sowie die Aufzeichnung eventuell notwendiger medikamentöser Behandlungen in jedem Wurf.
Am Ende des zweiten Durchgangs erfolgt eine Zusammenstellung aller Daten, d.h. der Verlustraten, und Körpermassenentwicklung, Frequenz und Art möglicher Gesundheitsstörungen sowie der Ergebnisse aus den Blutuntersuchungen (Hb, Hkt, Leukozytenzahl).

Project Details:
In addition to adverse effects, rapalogs display 1. non-favorable pharmacokinetics (low blood-brain barrier (BBB) penetration as well as accumulation in the brain), and 2. only partial inhibition of the mTOR pathway by targeting only one (mTORC1) of the two mTOR complexes, thus leading to a feedback loop that re-activates the signaling cascade via AKT. These disadvantages can be overcome by our inhibitors which target both mTOR complexes, mTORC1 and mTORC2, thus shutting down the feedback activation of the pathway. Most novel ATP-competitive mTOR inhibitors under development lack brain penetrability and show decreased selectivity, which might result in lower tolerability. PIQUR?s novel compounds have the potential to overcome the disadvantages of previously described mTOR inhibitors as they provide potent and selective inhibition of mTORC1 and mTORC2 and/or PI3K as well as the physicochemical properties that enable for oral bioavailability and sufficient brain exposure. Thus, target engagement and efficacy can be expected for brain diseases.

Project Details:
In dem Projekt sollen mögliche Effekte der Rationsgestaltung (Rp-/Rfa-Gehalte) sowie die Einflüsse verschiedener Futterzusatzstoffe (Calciumchlorid, Methionin oder Benzoesäure) auf die NH3-Emissionen aus den Exkrementen beim Kaninchen geprüft werden. Im Vordergrund steht dabei die Vermeidung möglicher negativer Effekte von Ammoniak auf die Gesundheit des Tieres (z.B. Reizung von Augen und Schleimhäuten) sowie die Reduzierung der geruchlichen Belästigung bei Haltung der Kaninchen als Heimtiere, d.h. in der unmittelbaren Umgebung des Tierbesitzers.
Hierzu werden sechs adulte Zwergkaninchen zunächst mit praxisüblichen Rationen (Fütterung von Heu und einem kommerziellen Mischfutter, in Kombination sowie isoliert) gefüttert und der Einfluss auf den pH-Wert in Kot und Harn sowie in einem Kot-Harn-Gemisch geprüft. Im Vordergrund des Interesses steht dabei die unterschiedliche N-Ausscheidung über Kot und Harn und die damit mögliche NH3-Emission.
Voraussetzung für die Erfassung dieser Parameter ist die Etablierung eines standardisierten Meßverfahrens. Hierfür ist eine Methode zu entwickeln, welche die Messung der geruchsaktiven Substanz Ammoniak (NH3) ermöglicht und modellhaft die Bedingungen in einer typischen Heimtierhaltung simuliert.
Neben den Futteradditiven werden zudem verschiedene aus der Nutztierhaltung bekannte Konzepte zur Reduzierung der NH3-Emissionen, wie z.B. die Absenkung der Rp- bzw. Anhebung der Rfa-Gehalte der Futterration und die Ansäuerung des Harns durch verschiedene Futteradditive getestet. Des Weiteren erfolgt in diesem Modell eine Überprüfung des Einflusses der Einstreu (nur Stroh bzw. Lignocellulose, ein Faserstoff mit höchster Wasserbindung und evtl. Adsorption von Ammoniak bzw. Harnstoff?) sowie der Raumtemperatur auf die NH3-Bildung.

Project Details:
In dem Projekt sollen mögliche prophylaktische Effekte eines Futterzusatzstoffes (Basis: Diatomeen-Erden mit Zusatz von Kupfer und Zink) bei Absetzferkeln überprüft werden, die experimentell mit enterotoxischen E.coli-Keimen (ETEC) infiziert werden. Des Weiteren sollen mögliche Effekte dieses Zusatzes auf die Futterverwertung (Futteraufwand / kg Lebendmassezuwachs) geprüft werden. Hierzu werden in zwei Durchgängen insgesamt 20 Absetzferkel einzeln aufgestallt. Zehn Tiere dienen als Kontrolle und erhalten ein handelsübliches Ferkelfutter ohne Zusatz, zehn Tiere der Versuchsgruppe erhalten das identische Mischfutter, in das jedoch das Diatomeenerdenprodukt in einer Dosierung von 350 g je Tonne eingemischt wird. Durch den Einsatz des Futterzusatzstoffes wird der futtermittelrechtlich erlaubte Höchstwert nicht überschritten. Alle Tiere werden oral mit enterotoxischen E.coli-Keimen infiziert. Die klinische Symptomatik wird täglich mehrfach überprüft und anhand des Parameters Trockensubstanzgehalt quantifiziert. Des Weiteren wird die Ausscheidungsdauer des für die experimentelle Infektion genutzten Keimes durch mikrobiologische Untersuchungen von Rektaltupferproben bestimmt. Darüber hinaus sind auch die Leistungsparameter (Futteraufnahme, mittlere täglich Körpermassenzunahmen, Futterverwertung) von Interesse.

Funding: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, 6.500 EUR

Project Details:
Die globale Artenvielfalt der Haus- und Nutztiere gilt als bedroht. Bei der Spezies Schwein sind nahezu 30% der weltweit 500 Rassen vom Aussterben bedroht. Fortgeschrittene Reproduktionstechnologien offerieren wirksame Möglichkeiten zur Erhaltung der genetischen Diversität. Ziel des Projektes ist es, die technischen Möglichkeiten der Erstellung einer Genreserve für männliche Keimzellen am Modell des Schweines zu verbessern. Die besondere Kältesensibilität von Eberspermien wird mit moderner spermatologischer Diagnostik analysiert und Verfahren zur Steigerung der Abkühltoleranz bei der Erstellung von Tiefgefriersperma getestet.

Results:

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen neue Möglichkeiten zur Reduzierung abkühlungsbedingter Schäden bei Eberspermien durch Verwendung membranprotektiver Agentien im Konservierungsmedium. Erste Versuche zur Implementierung des modifizierten Kühlprotokolls in ein bestehendes Kryokonservierungsprotokoll weisen auf komplexe Interaktionen von Kryoprotektiva, Seminalplasma und anderen Verdünnerkomponenten hin, die derzeit noch keine Vorteile für die Spermaqualität nach dem Auftauen zeigen. Aus den bislang erzielten Erkenntnissen lassen sich Versuchansätze ableiten, die unter Berücksichtigung der chemisch-physikalischen Eigenschaften der Kühl- und Tiefgefriermedien zukünftig eine Verbesserung der Auftauergebnisse durch Reduzierung von Kälteschockschäden an der Spermienmembran erwarten lassen. Wie die eigenen Ergebnisse zeigen, haben zudem intrinsische, noch weitgehend unbekannte Faktoren einen maßgeblichen Einfluss auf den Erfolg der Spermatiefgefrierung bei individuellen Ebern. Die Resultate der vorliegenden Arbeit sind von grundsätzlicher Bedeutung für die Fortentwicklung verbesserter Protokolle zur Kryokonservierung von Sperma gefährdeter Haustierspezies

Cooperation Partners:

Prof. Willem Wolkers, Leibniz Universität Hannover