Overview of research projects

Funding: Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH, 16.666 EUR

Project Details:
Koinfektionen mit Streptococcus (S.) suis und PRRSV verursachen häufig schwerwiegende Erkrankungen auf Schweinebetrieben. Synergistische Effekte beider Erreger wurden auch unter Laborbedingungen bestätigt.
Ziel dieser Studie ist, von erkrankten und zur Diagnostik überwiesenen Tieren Isolate beider Erreger zu gewinnen und unter in-vitro Bedingungen mit unterschiedlichen Testverfahren entsprechend ihres Wachstumsverhaltens und ihrer Interaktion mit Immunzellen des angeborenen Immunsystems einzeln und in Koinfektion zu charakterisieren.

Cooperation Partners:

Institut für Virologie, Tiermedizinisce Fakultät, Universität Leipzig

Funding: Förderverein Bioökonomieforschung e. V. (FBF), 16.000 EUR

Project Details:
Der enorme Zuchtfortschritt in der Holsteinzucht in Deutschland basiert vor allem auf der Nutzung der künstlichen Besamung (KB) von Kühen und Färsen mit Sperma von genetisch wertvollen Zuchtbullen.
Essenziell für die Eignung eines Bullen zum Besamungseinsatz ist eine gute Spermaqualität, Libido so-wie gute Trächtigkeitserfolge nach KB mit dem entsprechenden Sperma (DeJarnette et al. 2010).
In der vorgeschlagenen Studie soll untersucht werden welchen Einfluss eine geringe oder hohe Stress-belastung (gemessen anhand von Stresshormonleveln) in der Aufzuchtphase von Bullenkälbern auf die spätere Eignung als Besamungsbullen hat. Ursachen für Stress in der Jungtieraufzucht sind vor allem Haltungsmängel, vielfaches Umstallen, Rangordnungskämpfe, zu frühes Absetzen, das genutzte Trän-keregim sowie natürlich der Ablauf der Kalbung, die Versorgung jedes einzelnen Kalbes mit Kolostral-milch und die daraus resultierende Immunkompetenz wie auch das Auftreten von klassischen Jung-tiererkrankungen (Hubert und Moisá 2015). Grundlage für die Projektidee ist unter anderem, dass uns von den Stationen immer wieder berichtet wird, dass die angekauften Bullenkälber in sehr unter-schiedlicher körperlicher Konstitution angeliefert werden. Daher stellt sich vielfach die Frage, ob diese varierende körperliche Entwicklung, die maßgeblich durch verschiedene Stresslevel und Unterschiede in der Aufzucht mitbestimmt sein könnte, Einfluss auf die spätere Zuchttauglichkeit hat.
Um dies zu evaluieren sollen zum einen Kurz- und ein potentieller Langzeit-Stressparameter im Blut und Speichel der Kälber bzw. der späteren Besamungsbullen untersucht werden. Zum anderen ist ge-plant auch die Haltungsbedingungen, Erkrankungsraten und Managementfaktoren in den Aufzuchtbe-trieben der jeweiligen männlichen Kälber zu erfassen. Nach der Einstallung der Tiere im Alter zwischen 3-6 Monaten in eine Besamungsstation sollen die Spermaqualität, die Libido und wenn möglich auch die resultieren Trächtigkeitserfolge der Bullen bewertet werden.
Das Ziel des Projektes ist es die Auswirkungen von Stress bei männlichen Kälbern durch verschiedene Aufzuchtregime auf die spätere Eignung als Besamungsbulle zu analysieren und somit negativen Ein-flüssen vorbeugen zu können.

Cooperation Partners:

Institut für Fortpflanzung landwirtschaftlicher Nutztiere, Kompetenzzentrum IFN Schönow,

Funding: DFG, 43.048 EUR

Project Details:
Im Laufe des Lebens ändern sich die mechanischen Eigenschaften der Harnblase im Allgemeinen erheblich durch verschiedene Arten von Wachstums- und Umbauprozessen. Trotz der zentralen Rolle der Harnblase im menschlichen Körper und der damit auch erheblichen Bedeutung ihrer möglichen Dysfunktionen (Benevento & Sipski, 2002; Shapiro et al., 1991; Sripathi, 2005) ist nur wenig über die altersabhängigen Änderungen ihrer mechanischen Eigenschaften bekannt. We-sentliche Erkenntnisse in diesem Bereich wurden von der Gruppe um Edward Macarak beigetra-gen (Dean et al., 1997; Baskin et al., 1994; Coplen et al., 1994; Macarak & Howard, 1997). Unter-suchungen an Rinderblasen zeigen etwa, dass fetale Blasen eine hohe Steifigkeit aufweisen, wel-che im Laufe der Gravidität insgesamt deutlich absinkt (Baskin et al., 1994), bedingt durch ein massives Absinken der aktiven Steifigkeit aufgrund von Muskelspannung bei einem gleichzeitigen geringeren Anwachsen der passiven Steifigkeit durch die Elastizität insbesondere der Kollagenfa-sern (Coplen et al., 1994; Dean et al., 1997). Allgemein steigt die passive Steifigkeit mit dem Mas-senverhältnis von Kollagen Typ III zu Typ I in der Blasenwand (Stevenson et al., 2006). Altersbe-dingt ändern sich nicht nur die mechanischen Eigenschaften fetaler Blasen, sondern auch ihre Geometrie (Freedman et al., 1997; Favorito et al., 2014; Cutner et al., 1992; Sulak et al., 2008) sowie ihr mikroskopischer Aufbau (Newman & Antonakopoulos, 1989). Altersbedingte Änderungen sind allerdings nicht nur auf die fetale Entwicklung beschränkt, sondern sind auch im adulten Or-ganismus nachweisbar. Das derzeitige Verständnis dieser Prozesse ist rudimentär und in vielen wesentlichen Aspekten auf die fetale Entwicklung beschränkt. Klar ist, dass sie wesentlich hormo-nell gesteuert werden. Wachstum und Differenzierung von Geweben wird vor allem über das Wachstumshormon GH (growth hormone) bzw. insulinähnliche Wachstumsfaktoren (IGFs, insulin-like growth factors) gesteuert. Überdies wird das Blasenwachstum weiblicher Ratten in der Adoles-zenz auch von Geschlechtshormonen reguliert (Cabral et al., 2003), und Testosteronersatz in al-ternden männlichen Ratten kann das Voranschreiten von Fibrose in der Harnblasenwand reduzie-ren (de Barros et al., 2013). Insgesamt ist die hormonelle Steuerung der lokalen Wachstums- und Umbauprozesse speziell in der Blase noch nicht im Detail verstanden.

Cooperation Partners:

Prof. Dr.-Ing. Markus Böl, Institut für Festkörpermechanik (IFM), TU Braunschweig

Dr.-Ing. Christian Cyron, Lehrstuhl für Numerische Mechanik (LNM), TU München

Funding: Förderverein Bioökonomieforschung e.V., 10.800 EUR

Project Details:
Ein Vergleich unterschiedlicher Proben von am Schlachthof gewonnenen Hodengewebe (Nadelbioptate, en-bloc-Resektion) innerhalb eines Tieres wird durchgeführt. Es wird untersucht, ob der Eintritt in die Spermatogenese bei Jungbullen lokalisationsunabhängig beginnt, oder ob es Zentren der Entwicklung gibt. Außerdem wird die Repräsentativität der Hodenbioptate unterschiedlicher Altersstufen der pubertären Entwicklung der Bullen im Vergleich zu einer en-bloc gewonnenen Gewebeprobe sowie das erste Auftreten elongierter Spermatiden (ES) überprüft. Zusätzlich wird die Aussagekraft von Nadelbiopsie und Feinnadelaspiration verglichen.

Results:

Das untersuchte Material wurde post mortem von 32 Bullenkälbern in einem Alter von fünf bis acht Monaten gewonnen, die planmäßig der Schlachtung zugeführt wurden. Die Hoden der untersuchten Kälber entwickelten sich gleichmäßig und es konnte im Seitenvergleich kein Unterschied in der Größenentwicklung beider Hoden festgestellt werden. Die Feinnadelaspiration war nicht geeignet, um auswertbares Probenmaterial aus dem juvenilen, unveränderten Hoden zu gewinnen. Die Aussagekraft der testikulären Nadelbiopsie entsprach in Bezug auf die Repräsentativität des Hodens über den histologischen Aufbau nicht der Aussagekraft der en bloc-Resektion. Damit bestätigte die Studie die Schwächen der Methode der Nadelbiopsie. Sie führte zu Quetschungen des Gewebes, die vermutlich auf die Insertion der Nadel und das Abschneiden des Gewebestücks zurückzuführen sind, wodurch weniger und kleinere Tubuli festgestellt wurden. Durch diese Artefakte war eine Identifizierung der Sertoli-Zellen in der Hämatoxylin-Eosin-Färbung deutlich erschwert, sodass eine weitere, spezifische Färbung angewendet wurde. Somit konnte durch die immunhistochemischen Markierung der Sertoli-Zellen mit dem spezifischen Sertoli-Zellmarker SOX9 in den Tubuli seminiferi diese Schwierigkeit relativiert werden. Zudem unterschied sich die histologische Entwicklung in allen untersuchten Parametern (Anzahl der Tubuli mit ES, Anzahl der Tubulusanschnitte pro Gesichtsfeld, Außen- und Innendurchmesser, Dicke der Tubuluswand und Sertoli-Zellzahl pro Tubulusquerschnitt) innerhalb der per en bloc-Resektion gewonnenen Proben in den verschiedenen Lokalisationen innerhalb des Hodens nicht, sodass von einer gleichmäßigen Entwicklung der Spermatogenese innerhalb des Hodengewebes ausgegangen werden kann.

https://www.mdpi.com/2076-2615/10/5/918

Cooperation Partners:

TA Otzen, Henning, PhD: von Projektanfang (Januar 2018) bis sein Weggang von der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Projektleiter, danach ab 1. Februar 2018 praktizierender Tierarzt mit Sitz in Diepholz, und ab Mitte Dezember 2018 in Fahrdorf.

Dr. Rode, Kristina, Anatomisches Institut, TiHo Hannover.

Prof. Dr. Wrenzycki, Christine, Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Andrologie der Groß- und Kleintiere mit Tierärztlicher Ambulanz, Justus Liebig Universität Gießen

Funding: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft - BMEL

Project Details:
Im Vergleich zu anderen Getreidearten ist Roggen sehr reich an "Ballaststoffen", d. h. an Kohlenhydraten, die nicht durch körpereigene Enzyme, sondern nur durch die Darmflora abgebaut werden können (z. B. Arabinoxylane/Fructane). Spezifische, diätetisch erwünschte Wirkungen werden dabei insbesondere dem Fermentationsmuster (besonders butyratreich) zugesprochen. Gerade im Vergleich zu Weizen sollen diesbezügliche Auswirkungen geprüft werden. In-vivo-Untersuchungen dienen der Gewinnung von Chymus vom terminalen Ileum, in dem sowohl die Flora als auch das Fermentationsmuster bestimmt werden. Ileum- und Faeces-Flora wird aber auch als Inokulum für In-vitro-Fermentationsversuche genutzt, um die Produktionsraten spezifischer flüchtiger Fettsäuren quantifizieren zu können.

Cooperation Partners:

Institut für Tierernährung, Freie Universität Berlin,

Institut für Tierernährung, Universität Bonn,

KWS LOCHOW GmbH, Bergen/Wohlde

Funding: Zusatzstoffindustrie, 109.973 EUR

Project Details:
Untersuchungen zu Effekten des Zusatzes einer Kombination verschiedener Monoglyceride zum Mischfutter auf den Erfolg einer experimentellen Infektion mit Salmonella Typhimurium und deren Translokation bei Absetzferkeln

Funding: DAAD: PPP Brasilien 2018; , 15.000 EUR

Project Details:
The aim is to test a novel low-temperature preservation concept for boar semen using antibiotic-free extender in experimental and field insemination trials.
Overall the projects aims to minimize the use of antibiotics and to reduce the development and spreading of multiresistant bacteria by pig insemination.

Results:

Jäkel H, Scheinpflug K, Mühldorfer K, Gianluppi R, Schardong LM, Mellagi APG, Bortolozzo FP, Waberski D (2021): In vitro performance and in vivo fertility of antibiotic-free preserved boar semen stored at 5 °C. J Animal Sci Biotechnol 12, 9. https://doi.org/10.1186/s40104-020-00530-6.

Cooperation Partners:

Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS, Porto Alegre, Brasilien

Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung Berlin (IZW)

Funding: Umweltbundesamt (UBA) über BiPRO part of Ramboll Environ GmbH, 59.000 EUR

Project Details:
The aim of the project is to develop practicable risk reduction measures and recommendations for a good professional application of biocidal products of the product types PT 03 and PT 18 in animal houses. The long-term goal of these proposed measures is the establishment of a holistic hygiene management in the barn, which includes cleaning, disinfection and disinfestation as preventive measures and at the same time ensures a high level of safety for the environment as well as animal health.

Results:

https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/the-use-of-biocides-in-animal-housings-elaboration

Cooperation Partners:

BiPRO part of Ramboll Environ GmbH

HYDOR Consult GmbH

Funding: Nds. Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz über Hochschule Osnabrück, 248.000 EUR

Project Details:
Seit August 2016 verzichtet die Geflügelwirtschaft, basierend auf der Vereinbarung mit dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, auf die bisher in der Praxis übliche prophylaktische Behandlung der Schnäbel bei Legehennenküken. Seit Januar 2017 sieht der Erlass in Niedersachsen den finalen Verzicht auf die Schnabelbehandlung vor. Grund dafür ist, dass es sich gemäß Tierschutzgesetz um eine Amputation handelt, die dem Tier Schmerzen und Leiden zufügt, da der Schnabel ein besonders empfindliches Sinnesorgan mit nervalen Einrichtungen bis in seine Spitze ist. Der Verzicht auf die Schnabelkürzung erhöht jedoch generell auf allen Betrieben das Risiko des Auftretens schwerwiegender Folgen von Verhaltensstörungen in Form von Federpicken und Kannibalismus. Zur Erleichterung des Umstiegs auf die Haltung schnabelungekürzter Tiere wurden im Rahmen des Tierschutzplans Niedersachsen "Empfehlungen zur Verhinderung von Federpicken und Kannibalismus bei Jung- und Legehennen" Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 2017) erarbeitet und den Betrieben zur Verfügung gestellt. Vor diesem Hintergrund soll von 2017 bis 2019 evaluiert werden, inwieweit die erarbeiteten Empfehlungen erfolgversprechend in der Praxis umgesetzt werden können und welche Anpassungen notwendig sind.

Funding: BMBF, 252.832 EUR

Project Details:
Recent studies show that TBE is emerging in Central and Western Europe, but the true medical importance is not known. The causative agent, TBE virus, is thought be cycled between the vector tick and the natural rodent host in foci of very limited size. The ecological basis for this is unknown, but recently described variation of TBEV strains with regard to pathogenicity may influence vector-host-virus interaction as well as disease severity. TBE patients and controls will provide information on disease severity and risk factors to the public health authorities. We will identify natural foci and study ecological characteristics and transmission dynamics. We will analyse virological and ecological data to permit better prediction of future TBE emergence and to identify possibilities for altering ecological foci to decrease human TBE risk. Genetic data from vectors and hosts and experimental studies on transmission as well as the pathogenicity of and the immune response to TBEV will provide virological and immunological data essential for the development of more effective vaccines using T-cell correlates of protection. Results of all projects of the consortium will help PHA to develop and implement more effective intervention strategies to reduce TBE burden.

Cooperation Partners:

Dr. Wiebke Hellenbrand, Robert-Koch-Institut, Berlin, ÖGD; Prof. Ute Mackenstedt, Institut für Zoologie, Universität Hohenheim; PD Dr. Gerhard Dobler, Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr, München; Prof. Martin Pfeffer, Institut für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen, Leipzig; Prof. Ralph Kühn, Lehrstuhl Zoologie, Technische Universität München, Weihenstephan; Prof. Martin Beer, Institut für Virusdiagnostik, Insel Riems; Prof. Andrea Kröger, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene, Magdeburg