Overview of research projects

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

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: 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

Funding: Projektträger Jülich für das BMBF, 91.970 EUR

Project Details:
Derzeit erfolgt die toxikologische Prüfung im Rahmen regulatorischer Verfahren für die Wirkstoffgenehmigung von Pestiziden für jede Einzelsubstanz für verschiedene Endpunkte standardisiert mittels in vivo- Untersuchungen. Verbraucher sind jedoch über die Nahrung gegenüber Mischungen verschiedener Pflanzenschutzmittel bzw. deren Rückstände exponiert. Bei mehr als 400 in der EU zugelassenen Biozid- und Pflanzenschutzmittelwirkstoffen würde die Testung aller möglichen Kombinationen eine nicht vertretbar hohe Zahl an Tierversuchen erfordern, so dass die Entwicklung geeigneter in vitro- Systeme dringend erforderlich ist. Ziel des Projektes war daher die Etablierung eines Prädiktionsmodells für mögliche Kombinationswirkungen von Mehrfachrückständen von Pflanzenschutzmitteln in vitro mittels eines systembiologischen Ansatzes. Dazu wurden verschiedene Zellkulturlinien der Leber und Nebenniere humanen und tierischen (Ratte) Ursprungs mit ausgewählten Azol-Fungiziden als Einzelsubstanzen und in Kombination in drei iterativen Zyklen behandelt und das Transkriptom und Metabolom der Zellen analysiert. Die Identifizierung von Zellkultursystemen, die eine Prädiktion von Kombinationswirkungen ermöglichen, kann einen großen Beitrag zur Vermeidung von Tierversuchen leisten.

Results:

Es konnte gezeigt werden, dass sowohl die Analyse des Transkriptoms als auch des Metaboloms geeignet ist, um substanzspezifische Effekte in den verwendeten Zelllinien zu detektieren und mittels Hauptkomponentenanalyse klar voneinander zu trennen. Auch die Effekte der Substanzkombinationen konnten sowohl auf Metabolom- als auch auf Transkriptomebene klar von denen der Einzelsubstanzen unterschieden werden. Beide Methoden können zudem Hinweise darauf geben, welche der in den Substanzkombinationen enthaltenen Einzelsubstanzen die Kombinationswirkung prägt. Es wurde deutlich, dass es nicht möglich ist, eine einzelne Zelllinie zur Detektion und Vorhersage von substanzinduzierten Veränderungen von Substanzmischungen einzusetzen, sondern eine Prüfbatterie von Zelllinien notwendig ist, um robuste Daten generieren zu können. Wir schlagen daher ein zweistufiges Verfahren vor, bei dem zunächst ein Set von Zelllinien verwendet wird, um mittels omics-Methoden qualitative Aussagen zur Substanzwirkung machen zu können. Dass dies mit den gewählten Methoden möglich ist, konnte im Rahmen der Pilotphase von Combiomics gezeigt werden. Im zweiten Schritt sollte dann die Zelllinie bzw. Zelllinien der Wahl identifiziert und für quantitative Analysen genutzt werden, die für die Vorhersage von Kombinationswirkungen erforderlich sind. Diese kann nur basierend auf einem Set an Genen, Metaboliten oder Proteinen erfolgen, einzelne Biomarker konnten nicht identifiziert werden. Eine Ausdehnung der Analysen auf weitere Substanzen, wie es für die Translationsphase geplant ist, ist notwendig, um die Eignung der Zelllinien abschließend beurteilen zu können und so einen Beitrag für die Entwicklung von in vitro- Methoden zur Abschätzung der Mischungstoxizität von Substanzen zu leisten.

https://link.springer.com/article/10.1007/s00204-019-02502-w

Cooperation Partners:

BfR

Universität Bielefeld, CeBiTec

Funding: Drs. Bruns-Stiftung, 2.217 EUR

Project Details:
Im Rahmen der Untersuchung soll festgestellt werden, inwieweit sich die Tiere mit derm Düsser Wühlturm dauerhaft über die Mastphase beschäftigen und ob trotz der Nutzung des Wühlturmes ein Schwanzbeißen bei Schweinen mit unkupierten Schwänzen auftritt.

Project Details:
Kühe in der Transitperiode werden mit dem Ionophor Monensin oder mit Essential oils supplementiert. Beide Supplemente sollen die ruminale Produktion von Propionat und damit die hepatische Gluconeogenese begünstigen. Neben allgemeinen Produktionsparametern (Trockenmassenaufnahme, Milchleistung, Energiebilanz) werden sonographisch quantitativ die Mobilisation subkutaner und abdominaler Fettdepots sowie im Blut Parameter des Energiestoffwechsels und Surrogate insulin sensitivity indices erfasst. Ferner werden Leitkeime im Kot der Kühe auf die Entwicklung einer Makrolidresistenz als Folge der Supplementation untersucht.

Results:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Rehage+J+and+monensin

Cooperation Partners:

Prof. Dr. S. Dänicke (Institut für Tierernährung des FLI Braunschweig)

Dr. A. Käsbohrer, Dr. A. Tenhagen(Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin)

Funding: Volkswagen Stiftung Stiftung Mercator

Project Details:
Der Progress Test Tiermedizin (PTT) wird durch das Kompetenzzentrum für E-Learning, Didaktik und Ausbildungsforschung der Tiermedizin (KELDAT) zusammengestellt.
Der PTT wird allen deutschsprachigen veterinärmedizinischen Bildungsstätten (KELDAT-Kooperationspartnern) in Deutschland, Österreich und der Schweiz angeboten. Der PTT erfasst den Stand und den Zuwachs an Fachwissen während des Studiums der Tiermedizin. Er ist nicht bestehensrelevant und wird nicht benotet. Der Test besteht aus Multiple Choice (MC) - Fragen in einer standardisierten Zusammensetzung (Blueprint).
Studierende bearbeiten nur die Fragen, die sie beantworten können. Für die übrigen wird eine "weiß nicht"-Option angeboten. Im Laufe des Studiums sollten immer mehr Fragen korrekt gelöst werden. Es soll untersucht werden, ob der PTT ein geeignetes Feedback-Instrument für die Studierenden ist und den Fortschritt (Progress) über die Studienzeit ausreichend dargestellen kann.
Gefördert im Rahmen des Förderprogramms "Bologna - Zukunft der Lehre"

Cooperation Partners:

Fachbereich Veterinärmedizin der FU Berlin

Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig

Fachbereich Veterinärmedizin der JLU Gießen

Tierärztliche Fakultät der LMU München

Veterinärmedizinische Universität Wien

Vetsuisse Fakultät Bern und Zürich

IQuL GmbH

Funding: MWK Niedersachsen (Georg-Lichtenberg-Programm), 680.000 EUR

Project Details:
PhD-Programm Erreger-Wirt-Interaktionen bei Zoonosen (EWI-Zoonosen)"
(Sprecher sowie Teilprojekte zu den Themen "S. suis", "Enteropathogene Yersinien")

Funding: Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe e.V., 264.700 EUR

Project Details:
Das Gesamt-Ziel des Projekts ist die Optimierung von Biogaserträgen aus nachwachsenden cellulosebasierten Substraten (cbS). Es soll eine signifikante Verbesserung der Wirtschaftlichkeit in der Biogasproduktion erreicht und die zunehmende Flächenkonkurrenz zwischen Energie- und Nahrungsmittelpflanzen entschärft werden. Der Einsatz von cbS als Energieträger zur Biogasproduktion ist derzeit nicht rentabel, da die Raum-Zeit-Ausbeute eingeschränkt und der spezifische Methanertrag zu niedrig ist. Wiederkäuer mit ruminaler Biozönose nutzen cbS hingegen als Hauptenergiequelle. Vergleichende Berechnungen und eigene vielversprechende Voruntersuchungen zeigen, dass der Wiederkäuer die Biogasanlage bezuglich der Raum-Zeit-Ausbeute deutlich übertrifft und sich durch eine höhere Effizienz hinsichtlich des Substrataufschlusses auszeichnet. In diesem Projekt wird die Nutzung der ruminalen Biozönose zur Umsetzung von cbS untersucht, ebenso werden relevante Aspekte der Wiederkäuerphysiologie in das Design einer neuartigen Biogasanlage implementiert.

Cooperation Partners:

Dr. D. Weichgrebe

Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik

Universität Hannover