Overview of research projects

Funding: BMBF- DLR, 777.636 EUR

Project Details:
Humane Q-Fieber Erkrankungen werden durch das Bakterium Coxiella burnetii hervorgerufen. In Deutschland gehen Infektionen beim Menschen meist von infizierten Schafen während der Lammzeit aus. Betroffene Tiere scheiden bei der Geburt große Mengen an Coxiellen mit dem Fruchtwasser und der Nachgeburt aus. Durch das Einatmen erregerhaltiger Tröpfchen oder Stäube können sich auch Menschen infizieren, selbst wenn sie keinen direkten Kontakt mit den Tieren haben. Infizierte Schafe sind häufig symptomlos, bei Rind und Ziege kann die Infektion zu Aborten und Reproduktionsstörungen führen. An Q-Fieber erkrankte Personen leiden unter Fieber, Kopfschmerzen und anderen unspezifischen Symptomen. Im weiteren Verlauf kann es zu einer Lungenentzündung und in seltenen Fällen sogar zu einer Herzmuskelentzündung kommen. Bundesweit treten immer wieder örtlich begrenzte Epidemien auf.
Im Rahmen des Q-GAPS-Zoonoseverbundes werden im Teilprojekt 1 epidemiologische Studien zur Verbreitung von Coxiella burnetii in Herden kleiner Wiederkäuer durchgeführt. Scheiden- und Vorhauttupfer von Schafen und Ziegen werden mittels PCR auf erregerspezifische Gensequenzen untersucht. Diese molekularbiologische Methode identifiziert das Bakterium, bzw. Teile des Bakteriums und gibt auch Hinweise auf die Intensität der Erregerausscheidung. Parallel dazu werden auch Blutproben dieser Tiere auf Antikörper gegen Coxiella burnetii getestet. Weitere Studien beschäftigen sich mit der Ausscheidung des Erregers in milchproduzierenden Schaf- und Ziegenherden (Longitudinalstudie), den wirtschaftlichen Auswirkungen einer Coxiellen-Infektion speziell in Schafherden (Kohortenstudie) und den Effekten einer Impfung auf die Reproduktionsleistung sowie die Erregerausscheidung (Interventionsstudie) in betroffenen Herden.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Martin Runge, VEterinärinstitut Hannover, LAVES Niedersachsen

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: Projektträger Jülich (PTJ) für das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), 205.765 EUR

Project Details:
Die Ostsee dient als einzigartiges Modell-Ökosystem, in dem Topprädatoren als Frühwarnsystem für den Gesundheitszustand der Ökosysteme genutzt werden können. Im Laufe des letzten Jahrhunderts wurden die Nahrungsnetze der Ostsee durch diverse Schadstoffe, durch Jagd und Fischerei sowie Eutrophierung stark beeinflusst. Der Fokus des BaltHealth Projekts liegt daher auf der Untersuchung von räumlichen und zeitlichen Trends in Multi-Level-Nahrungsnetzen, die durch chemische Substanzen, Klimawandel und Zoonosen hervorgerufen werden sowie der Analyse deren Wechselwirkungen. Das Projekt-Konsortium, das vier Bonusländer repräsentiert, bietet eine einzigartige Synergie von ökologischer, toxikologischer und veterinärmedizinischer Expertise. Das Konsortium hat Zugriff auf modernste Einrichtungen und Techniken, sowie auf über Jahrzehnte erworbene Proben und Daten, die dafür verwendet werden, neue Indikatoren für die Tiergesundheit und den ökologischen Zustand der Ostsee zu entwickeln. Sobald die Interaktionen zwischen den wichtigsten ökologischen und kommerziellen Arten definiert worden sind, werden in separaten Arbeitspaketen der Transfer von Energie und Schadstoffen in den Nahrungsnetzen untersucht. Dabei sollen insbesondere Verbindungen zu pathologischen, immun-und endokrinen Effektbiomarkern sowie wichtige Infektionskrankheiten und Zoonosen untersucht weren. Alle Daten sollen dann in einem Modell zu den gesundheitlichen Auswirkungen der verschiedenen Stressoren auf die Nahrungsnetze der Ostsee zusammengeführt werden. Die Projektergebnisse sollen darüber hinaus neue Erkenntnisse für die Risikobewertung in den Ostseestaaten liefern und die Ergebnisse den relevanten Interessengruppen, einschließlich HELCOM, ICES, OSPAR und ASCOBANS übermittelt werden.

Results:

https://www.tiho-hannover.de/fileadmin/57_79_terr_aqua_Wildtierforschung/79_Buesum/downloads/Berichte/BALTHEALTH_Final_summary.pdf

Cooperation Partners:

BONUS Länderinstitutionen:

1. Aarhus University, Denmark (AU) - Prof. Dr. Rune Dietz

2. University of Veterinary Medicine Hannover, Germany (TIHO) - Prof. Prof. h. c. Dr. Ursula Siebert

3. Maritimas AB, Sweden (MAB) - Dr. Tero Härkönen.

4. University of Copenhagen, Denmark (UC) - Prof. Dr. Tom Gilbert

5. Stockholm University, Sweden (SU) - Prof. Dr. Cynthia de Wit

6. University of Gothenburg, Sweden (UG) - Prof. Dr. Karin Harding

7. University of Turku, Finland (UTU) - Prof. Dr. Veijo Jormalainen

8. Umeå University, Sweden (UMU) - Prof. Dr. Peter Haglund

9. Swedish museum of Natural History, Sweden (SMNH) - Dr. Anna Roos

10. Natural Resources Institute Finland, Finland (LUKE) - Dr. Kaarina Kauhala

11. Umweltbundesamt, Germany (UBA) - Dr. Jan Koschorreck

Internationale Kooperationspartner ohne Ostseeangrenzung:

12. Norwegian Institute of Nature Research, Norway (NINA) - Dr. Jan Ove Bustnes

13. University of Antwerp, Belgium (UA) - Prof. Dr. Adrian Covaci

14. Environment and Climate Change Canada, Canada (ECCC) - Prof. Dr. Rob Letcher

15. University of Connecticut, USA (UCON) - Prof. Dr. Sylvain Deguise

16. Massachusetts Institute of Technology, USA (MIT) - Prof. Dr. Jonathan Runstadler

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

Funding: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand, 161.536 EUR

Project Details:
Querverriegelte Markraumnägel haben sich in der Frakturversorgung der langen ‎Röhrenknochen in der Humanmedizin bewährt. Ein Problem hierbei sind nach wie vor die ‎Querbefestigungsschrauben. Die Antragsteller beabsichtigen einen Nagel mit intramedullärer ‎Verankerung für die Veterinärmedizin zu entwickeln. Das Entwicklungskonzept basiert auf ‎der geometrischen Expansion des Nagels und der dadurch erzeugten Verklemmung mit dem ‎Knochen. Im Rahmen des Projektes erfolgt zunächst die Entwicklung von Prototypen ‎und ‎den Implantations-instrumenten. Diese werden ‎anhand der FEM zur Bewertung ‎der ‎Prototypen hinsichtlich der Frakturheilung sowie des Knochenumbaus überprüft. Weiterhin ‎werden die Prototypen anhand von Kadavertests zur Bewertung ihrer Im- und ‎Explantationsfähigkeit sowie der Funktionalität der ‎Instrumente und zur Entwicklung einer ‎geeigneten Operationsmethodik getestet. Zur Überprüfung der Stabilität der ‎Frakturversorgung werden ‎biomechanische Tests durchgeführt. Danach erfolgt die Auswahl ‎der vielversprechenden Prototypen, die anschließend ‎für die in vivo Tests eingesetzt werden. ‎Aufbauend auf den Testergebnissen erfolgt die Optimierung ‎dieser Prototypen.

Cooperation Partners:

Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover; Prof. Dr. Bernd-Arno Behrens

Innoplant Medizintechnik GmbH, Dipl.-Ing. Manssur Arbabian, Dipl.-Ing Christof Loebnitz

Project Details:
Der Effekt des positiv inotropen und vasodilatatorischen Wirkstoffs Pimobendan auf Hunde im frühen Stadium der degenerativen Mitralklappenerkrankung wird im Rahmen einer Placebo-kontrollierten, Doppelblindstudie mittels eines Belastungstests untersucht. In der kardialen Diagnostik beim Menschen spielen Belastungstests seit langem eine große Rolle. Insbesondere in Kombination mit der Messung cardialer Biomarker ermöglichen sie hier eine verbesserte Prognosestellung und kommen daher in vielen Fällen zum Einsatz. Im Rahmen des Forschungsprojekts kommt die Kombination aus der Messung verschiedener Vitalparameter (Pulsfrequenz, Atemfrequenz), Laborwerte einschließlich Laktat und cardialer Biomarker bei Hunden im Frühstadium der Mitralklappenerkrankung und des Therapieeffekts von Pimobendan zum Einsatz.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31288807; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31581204

Funding: BBSRC, 366.474 EUR

Project Details:
Idiopathic epilepsy (IE) is a neurological disease of major welfare concern in the dog. In addition to seizure activity and quality-of-life limiting side-effects of the currently used anti-epileptic drugs (AEDs), further IE-associated challenges include (i) drug-resistance, affecting up to 60-86% of dogs treated with AEDs, and (ii) neurobehavioural changes comorbid with IE including increased anxiety. A deeper understanding of these factors and their interplay is required to improve IE treatment. Genetic markers of IE and AED response have had limited success thus far, and may account for only a limited proportion of susceptibility. This research programme will characterise the (i) behavioural (ii) metabolomic and (iii) microbiomic profiles of dogs with and without IE to identify novel biomarkers of IE, drug-resistance and behavioural co-morbidities. Although metabolomic markers of IE are yet to be found, metabolic profiles of anxiety have been identified in humans and mice. The microbiome has yet to be studied in IE development, but is involved in the metabolism of AEDs, and has effects upon the hippocampal serotonergic system including anxiety levels via the microbiota-gut-brain axis. Two complimentary studies will be conducted: a case-control study of breed/age-matched dogs with/without IE recruited from our hospital populations; and a prospective cohort study of puppies to identify profiles measured before seizure onset that act as risk factors for IE. Urine and faecal samples will be collected for metabolomic and microbiomic analysis. Behavioural testing including open field tests, cognitive bias and habituation rates will characterise underlying affective states, to reveal whether IE and drug-resistance are associated with an underlying characteristic predisposing individuals to show anxiety-related behaviours. This novel and comprehensive approach is needed to unravel the mechanisms underlying IE and develop more targeted treatments in the future.

Results:

https://gtr.ukri.org/projects?ref=BB%2fP001874%2f1&pn=0&fetchSize=50&selectedSortableField=firstAuthorName&selectedSortOrder=ASC

Cooperation Partners:

Robert Fowkes

Tsz Law

Rowena Packer

Jan Suchodolski

Elizabeth Want