Overview of research projects

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 113.310 EUR

Project Details:
Mesenchymal stromal cells (MSCs) represent a promising treatment approach for tendon diseases in horses. The aim of the project is to proof the effect of controlled intra-lesional treatment of naturally occuring superficial digital flexor tendon lesions with allogeneic MSCs from adipose tissue on clinical, imaging and prognostic parameters.

Results:

Burk, J., Wittenberg-Voges, L., Schubert, S., Horstmeier, C., Brehm, W., Geburek, F. Treatment of Naturally Occurring Tendon Disease with Allogeneic Multipotent Mesenchymal Stromal Cells: A Randomized, Controlled, Triple-Blinded Pilot Study in Horses. Cells. 2023 Oct 24;12(21):2513

https://www.mdpi.com/2073-4409/12/21/2513

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Janina Burk, Justus-Liebig-Universität Gießen, Klinik für Pferde - Chirurgie u. Orthopädie

Prof. Dr. Walter Brehm, Universität Leipzig, Chirurgische Tierklinik

Funding: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung, 163.677 EUR

Project Details:
The number of dead harbor porpoises in the Schleswig-Holstein waters of the North Sea and Baltic Sea increased sharply in 2016. In contrast, there is no evidence that harbor porpoise populations have also increased. Anthropogenic impacts in harbor porpoise habitat in the North and Baltic Seas continue to increase. In order to get an accurate overview of the number of dead harbor porpoises, all animals will be recorded in this project and the basic biological data (age, sex, weight, place of discovery, date of discovery as well as special features will be registered. These data are important as they will be reported to ASCOBANS, ICES, HELCOM and the IWC. Therefore, uniform and verified data sets should be produced.
Mortality rates on harbor porpoises in the North and Baltic Seas will be developed. For this purpose, a spatial intersection of the dead-found numbers with model results from flight counts 2002-2016 will be carried out.
Furthermore, freshly killed harbor porpoises in the North and Baltic Seas will be examined in detail for their health status. Histological, immunocytochemical, virological and microbiological examinations will be performed. From this, health parameters will be developed for the North Sea, which can be used for the marine protection agreement OSPAR and the Marine Protection Framework Directive.
By-catch harbor porpoises are to be handed in directly by the fishermen in order to determine the health status, age and sex composition. In addition to the stranding net, close cooperation with the fishermen, the OIC and other research institutions such as the Thünen Institute for Baltic Sea Fisheries in Rostock is envisaged for the bycatch.

Results:

Monitoring of small cetaceans and grey seals found dead

in Schleswig-Holstein

Reports to the Ministry for Energy Transition, Agriculture, Environment, Nature and Digitalisation of Schleswig-Holstein

https://www.schleswig-holstein.de/DE/Fachinhalte/A/artenschutz/totfundmonitoring.html

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung - Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH, 230.611 EUR

Project Details:
Botulinumtoxin wird zur Behandlung von Krankheiten sowie in der ästhetischen Medizin eingesetzt. Obwohl Alternativen existieren, wird die Aktivität des aus C. Botulinum Kulturen gereinigten Neurotoxins meist über einen Maus-Letalitäts-Test bestimmt. Bei Vorarbeiten an der Universität Potsdam (UP) wurden neuronale Tumorzelllinien entwickelt, in denen die Stimulus-abhängige Freisetzung eines in neurosekretorische Vesikel umgeleiteten Reporterenzyms durch Botulinumtoxin gehemmt wurde. Das System ist grundsätzlichen für die Bestimmung der Botulinumtoxinaktivität geeignet, weist aber noch Nachteile auf. Die empfindlichsten Zielstrukturen des Botulinumtoxins im Menschen sind Motoneurone. Daher soll das in den Vorarbeiten entwickelte Reportersystem in transgene humane Motoneurone (MNs) eingebracht werden, die aus neuronalen (NSCs) oder induzierten pluripotenten humanen Stammzellen (hiPSCs) differenziert werden. Dazu soll an der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (Tiho) ein Differenzierungsprotokoll entwickelt werden, über welches MNs gewonnen werden, die bezüglich der Zielstrukturen für unterschiedliche Serotypen von Botulinumtoxin größtmögliche Ähnlichkeit mit primären humanen Motorneuronen aufweisen. Parallel dazu sollen an der UP transgene NSC- und hiPSC-Klone etabliert werden, in deren Genom an sicherer Stelle die Information für das in Tumorzellen etablierte Reportersystem integriert ist. Die an der Tiho etablierten optimierten Differenzierungsprotokolle sollen auf diese transgenen Linien angewandt werden. Damit könnten die Vorteile beider Systeme, die hohe Empfindlichkeit der aus Stammzellen differenzierten Neurone sowie das universell anwendbare und technisch einfache Nachweissystem in einem Testsystem kombiniert werden. Ziel ist es durch die eng verzahnte Arbeit beider Projektpartner mit ständigem Austausch der neu entwickelten Methoden und Materialien, mit diesen Zellen einen praxistauglichen Test zu entwickeln, der die Bestimmung der Aktivität von Botulinumtoxin in pharmazeutischen Zubereitungen erlaubt und ein Alternativverfahren zum Maus-Letalitäts-Assay darstellt, das am Ende des Projekts von beiden Projektpartnern parallel validiert werden muss.

Cooperation Partners:

Universität Potsdam, Institut für Ernährungswissenschaft, Abtlg. Biochemie der Ernährung

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 320.450 EUR

Project Details:
Die aggressivsten und invasivsten Tumortypen, welche meist in einer hypoxischen Umgebung vorkommen, decken ihren erheblichen Bedarf an Energie und biosynthetischen Vorläufern im Allgemeinen durch extensive Glykolyse. Der Export des hierbei produzierten Laktats erfolgt über Monocarboxylat-Transporter (MCTs) im Kotransport mit einem Proton. Dieser Protonenefflux verstärkt die extrazelluläre Azidose und unterstützt die Bildung einer feindlichen Umgebung, in der sich Tumorzellen leicht ausbreiten können, während gesunde Zellen darin zugrunde gehen. Im Rahmen des hier dargestellten Projektes untersuchen wir die Regulation dieses Protonen-gekoppelten Metabolit-Transports durch die krebszellspezifischen Carboanhydrasen CAIX und CAXII in humanen Krebszellen. Hauptaugenmerk der Studie liegt auf der biochemischen und physiologischen Analyse des Zusammenspiel von MCTs und Carboanhydrasen, welche ein ?Transport-Metabolon? bilden um den raschen Export von Laktat aus Tumorzellen zu gewährleisten. Die hierbei gewonnen Erkenntnisse sollen uns zu einem besseren Verständnis der komplexen Regulationsmechanismen des Tumorstoffwechsels verhelfen und die Grundlage für die zukünftige Entwicklung moderner Krebstherapien schaffen.

Funding: Nieders. Ministerium für Wissenschaft und Kultur, 215.800 EUR

Project Details:
Genetische Anpassungen an neue Umweltbedingungen z.B. in Form einer sich wandeln-den Ernährungsweise sind ein Schlüssel in der Evolution von Fischpopulationen und von großem Interesse in der Aquakultur. Denn große Teile der weltweiten Fischbestände werden nicht nachhaltig bewirtschaftet oder sind bereits jetzt überfischt. Dies führte in der jungen Vergangenheit zu plötzlichen und drastischen Änderungen in der Rationsgestaltung von Aquafeeds. Besonders Aquafeeds mit hohen Substitut-anteilen auf Pflanzen-Basis in der Fütterung karnivorer Fische können zu schlechterem Wachstum, Auswirkungen auf die Fischgesundheit und Tierwohl, als auch zu einer schlechteren Umwelteffizienz führen.
SusTAIn will daher die individuelle Variabilität in der Adaptationsfähigkeit für innovative Rohstoffe nutzen um neue Erkenntnisse auf dem Weg zu einer nachhaltig intensivierten so-wie tier- und umweltgerechte Aquakultur zu erlangen.

Cooperation Partners:

Universität Göttingen,Department für Agrarökonomie, Department für Nutztierwissenschaften, Abteilung für Aquakultur und Gewässerökologie sowie Abteilung Tierernährungsphysiologie

BIOCARE Gesellschaft für biologische Schutzmittel, Dassel

Pronusent AG, Luzern, Schweiz

Funding: Thüringer Tierseuchenkasse, Tierseuchenkasse Brandenburg, Niedersächsische Tierseuchenkasse, Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung (MELUND) des Landes Schleswig-Holstein, Tierseuchenkasse Mecklenburg-Vorpommern, Tiergesundheitsdienst Bayern

Project Details:
The existence of MAP control programs differs between the federal states in Germany. As some federal states conceptualize control programs knowledge about the MAP prevalence is required. Up to now, no methodologically consistent study on the MAP prevalence is available for Germany (Köhler und Möbius, 2012). Therefore, the aim of this study is to assess the distribution of Johnes disease in different regions in Germany.
It is unknown, if the spread of liquid manure on grass to be used as feeding stuff for cattle is a considerable risk for the spread of disease and if MAP survives the silaging process Therefore a second aim is to investigate the risk of MAP-transmission by sampling silages and liquid manure.

Cooperation Partners:

Thüringer Tierseuchenkasse, Tierseuchenkasse Brandenburg, Niedersächsische Tierseuchenkasse, Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung (MELUND) des Landes Schleswig-Holstein, Tierseuchenkasse Mecklenburg-Vorpommern, Tiergesundheitsdienst Bayern, Klinik für Klauentiere der Freien Universität Berlin, Klinik für Wiederkäuer mit Ambulanz und Bestands-betreuung der Ludwig-Maximilians-Universität München

Project Details:
Hyperinsulinemia is a principal component of the equine metabolic syndrome (EMS) but also occurs in horses affected by pituitary pars intermedia dysfunction (PPID). The exact pathways linking hyperinsulinemia to laminitis, a common and potentially lethal disease damaging the dermo-epidermal interface between pedal bone and hoof wall, are not fully understood yet. By performing the standard diagnostic tests for both EMS and PPID in the same horses throughout the year, this project aims at describing the seasonal variations occurring in the parameters assessed by these tests. This would allow for a better interpretation of there results in the future. In addition, a metabolic profil of these horses will be performed with the objective of uncovering differences in the glucose metabolism between healthy and hyperinsulinemic individuals. Not only will these differences deliver information about the pathways linking hyperinsulinemia to the underlying disease - and ultimately to laminits -, but they also could eventually serve as markers for EMS and PPID and make other tests superfluous.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Korinna Huber, Institut für Nutztierwissenschaften, Fg. Funktionelle Anatomie der Nutztiere, Universität Hohenheim, Stuttgart

Funding: AGRIA og Svensk Kennel Klub, 29.167 EUR

Project Details:
Dystocia and consequently caesarean section (c-section) is a major issue in many breeds and in brachycephalic breeds in particular. One of the non-brachycephalic breeds that has the highest frequency of c-section deliveries is the Scottish Terrier (Evans, Adams 2010) with 58% (22 of 38) of Scottish Terrier litters registered in Denmark in 2012 and 2013 being born by c-section. Fetopelvic disproportion can be due to either absolute or relative fetal oversize meaning that either the fetus is too large or the pelvis is too small for an uncomplicated birth. In cases where the pelvis is the cause it is not always the area of the pelvic inlet and outlet, which causes problems, it may instead be the proportions of the pelvis (Blood, Studdert et al. 2007, Freak 1948, Jackson 2004). A Swedish study from 1999 concluded that the reason for the high dystocia rate among Scottish Terriers is most likely a dorsoventral flattening of the pelvis causing problems (Eneroth, Linde-Forsberg et al. 1999) and our own data from 2014 (Singers 2014) confirmed this in a small Danish study. In the same project a correlation between height of the bitches at the withers and way of birth of the litters was identified with naturally whelping bitches being higher within the standard than bitches that had given birth solely by caesarean section. Additionally, puppies in c-section bitches were bigger, whereas litter size did not differ. A major limitation is the small number of animals included resulting in the lack of statistical significant differences regarding some of the results.
Consequently, our aim of the current project is to better understand the etiology of dystocia in Scottish Terriers in general and the role of dorsoventral flattening of the pelvis, but also litter and puppy size specifically. Additionally, a possible correlation between external measurements, radiographic pelvimetry and the way of delivery is to be investigated. To be able to identify significant differences between bitches that delivered naturally and those requiring c-section, we aim to include 100 dogs with known reproductive history.

Results:

https://www.researchgate.net/publication/338788675_Comparison_of_radiographic_pelvimetric_dimensions_in_Scottish_Terriers_of_different_countries

Funding: BMWi-ZIM, 184.000 EUR

Project Details:
Untersuchung von Betulinsäurederivaten zur lokalen Therapie des equinen Melanoms

Results:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32845519/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34827981/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33151949/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32024502/

Cooperation Partners:

Prof. R. Paschke, Biozentrum Universität Halle

Funding: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung, Schleswig-Holstein, 82.356 EUR

Project Details:
The grey seal populations in the North Sea and Baltic waters of Schleswig-Holstein continued to increase in recent years. The urgency to investigate the health status of these marine mammals is growing with the populations, due to the assumption that grey seals may play a part in the spread of infectious diseases in consequence of their migratory behaviour. This research project aims to investigate the health status and causes of death of grey seals dying in coastal waters of Schleswig-Holstein. The parasitic, viral and bacterial burden, including zoonotic infectious agents, shall be assessed in terms of potential changes. Grey seals found and transported to the ITAW for examination in the investigation period 2020 to 2023 shall be fully necropsied. Histological, parasitological, virological and microbiological investigations will be conducted. Furthermore, these data will be compared with results from previous years in order to assess the health status development. Additionally, the development of habitat utilisation and genetic composition of the grey seal populations shall be investigated and evaluated. In this process, possible changes of haul-out and pupping site use shall be analysed. The gained data will be exchanged with neighbouring countries. The Common Wadden Sea Secretariat (CWSS), the Trilateral Seal Expert Group (TSEG) as well as the HELCOM Seal Health Group for the Baltic Sea and the OSPAR Marine Mammal Expert Group play an important role here.

Results:

Berichte "Totfundmonitoring von Kleinwalen und Kegelrobben in Schleswig-Holstein"" von 2017 bis 2020"

https://www.schleswig-holstein.de/DE/Fachinhalte/A/artenschutz/totfundmonitoring.html