Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: Industrie (Futtermittelhersteller), 28.050 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Primäres Ziel des Projektes ist die Prüfung des Wertes von Sojaprodukten (Sojaextraktionsschrot/SES, High-Pro/HP-SES und Sojaprotein-konzentrat/SPK) als Proteinquelle in Abhängigkeit von der Vermahlungsintensität/Feinstvermahlung.
Dank einer neuen Vermahlungstechnik sind o. g. Sojaprodukte heute in einer Partikelgröße zu erstellen, wie sie in der Feinheit bislang nicht produziert werden konnten.
Mit der intensiveren Vermahlung soll die Verdaulichkeit des Proteins und der Aminosäuren erheblich gefördert werden, was insbesondere in der Jungtierphase genutzt werden könnte, und zwar im Sinne eines höheren Futterwertes und einer besseren Verträglichkeit (Kotqualität u. ä.).

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Ziel des Versuchsvorhabens ist es, durch einen ad libitum zur Verfügung gestellten Rohfasermix im Abferkelstall im geburtsnahen Zeitraum eine optimale Futteraufnahme der Sau zusammen mit einem möglichst komplikationslosen Geburtsablauf zu erreichen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein erhöhter Einsatz von voluminösen Rohfaserkomponenten zu einem häufigeren Kotabsatz (LEE u. CLOSE 1987) und einer gesteigerten Wasseraufnahme führt (OLIVIERO et al. 2009), was sich wiederum positiv auf die Milchproduktion und den Wurfzuwachs auswirkt. Desweiteren soll die peripartale Darmtätigkeit gefördert und somit die Gefahr einer möglichen Verstopfung der Sau mit nachfolgender Schädigung der Darmwand rund um den Geburtszeitpunkt minimiert werden. Dies ist insbesondere deshalb interessant, weil durch die Darmwandschäden Endotoxine ins Blut gelangen (KAMPHUES et al. 1998) und zu Erkrankungen wie dem Mastistis- Metritis- Agalaktie Komplex (MMA) führen können.
Neben diesen oben beschriebenen Verbesserungen des Gesundheitszustandes von Sau und Ferkeln soll auch das Wohlergehen der Tiere durch ein permanentes Sättigungsgefühl positiv beeinflusst werden.
Die in den letzten Jahren deutlich gestiegenen Wurfgrößen (Ferkelzahlen je Wurf und Jahr) zwingen dazu, die Futteraufnahme der Sau in der Laktation zu maximieren, damit die Sauen bei der heute üblichen hohen Milchleistung möglichst wenig Körpermasse in der Laktation verlieren. Die Regelung der Futtermenge kann einerseits über den Menschen erfolgen (Zuteilung), andererseits auch durch das Tier selbst (ad libitum Fütterungssysteme - wie im Versuchsvorhaben auch für die weitere Laktation angedacht).

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Die S-Aufnahme beim Geflügel wird maßgeblich durch die Aufnahme von S-haltigen Aminosäuren bestimmt. Daneben gibt es aber auch eine teils erhebliche Sulfat-Aufnahme, zum einen über pflanzeneigene Inhaltsstoffe (z. B. Glucosinolate im Rapsschrot), zum anderen aber auch durch die Verwendung von Schwefelsäure in der Gewinnung/im Produktionsprozess bestimmter Komponenten (z. B. Kleberfutter, DDGS). Vor diesem Hintergrund interessiert die Frage nach den möglichen Auswirkungen, da beispielsweise Sulfate leicht acidierende, aber auch laxierende Effekte entfalten. Damit wären ggf. Risiken für die Exkrementequalität sowie die Fußballengesundheit verbunden.

Drittmittelprojekt: Industrie (Futtermittelhersteller), 22.634 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Primäres Ziel des Projektes ist die Quantifizierung von Effekten, die mit dem Einsatz von Mannanasen im allgemein Sojaschrot-reichen Mischfutter verbunden sein könnten, und zwar unter besonderer Berücksichtigung der Magen-Darm- und Fußballen-Gesundheit bei Broilern.

Drittmittelprojekt: Industrie (Futtermittelhersteller), 45.635 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Das moderne, oral applizierbare Antikoagulanz Apixaban, ein selektiver Faktor Xa-Inhibitor, hat großes Potential in der klinisch bedeutsamen Antikoagulation von Katzen. In diesem Projekt werden daher grundlegende Daten zur Wirksamkeit (in vitro und in vivo) und Pharmakokinetik erarbeitet, mit dem Ziel, eine Dosierungsempfehlung bei der Katze zu erstellen.

Drittmittelprojekt: Sanitätsdienst der Bundeswehr, 175.763 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Hepatitis E-Viren (HEV) gehören neben Noroviren zu den wichtigsten über Lebensmittel übertragbaren Viren. Hepatitis E-Erkrankungen werden in Deutschland in den letzten Jahren zunehmend beobachtet. Die Genotypisierung von HEV ist für die Klärung von Infektketten sowie die Abschätzung der Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch HEV aus Tieren unerlässlich. Für die epidemiologische Bewertung sind sensitive genetische Nachweissysteme von entscheidender Bedeutung. Ziel des Projektes ist die Etablierung von sensitiven Methoden zur genetischen Charakterisierung von HEV-Isolaten. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Genotypisierung von HEV-Isolaten tierischer Herkunft unter Verwendung der zuvor etablierten Methoden.

Kooperationspartner:

BfR, Berlin; Zentrales Institut des Sanitätsdienstes der Bundeswehr, Kiel

Drittmittelprojekt: DFG (STE 1428/4-1, BI 262/18-1), 145.045 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Heutige Organismen enthalten Information über ihre phylogenetische Entstehung in den Sequenzen der Proteine und Nucleinsäuren. Daher basiert die moderne Systematik nun vor allem vergleichenden DNA-Sequenzanalysen. Es gibt allerdings einen bedeutenden Mangel an anderen, nicht molekularen Merkmalen mit phylogenetischer Bedeutung, die die molekular basierte Systematik bestätigen oder korrigieren können, und Unklarheiten beseitigen helfen. Da die Zellkommunikation eine wichtige Rolle in der Funktion eines Organismus spielt, kann die Analyse der Verteilung von Botenstoffen zusätzliche Einsichten in die Evolutionsgeschichte liefern. Viele Arten des Tierreichs benützen Acetylcholin als Transmitter an der Synapse zur Skelettmuskulatur. Im Gegensatz dazu konnte bei einigen Arthropodenarten Glutamat als exzitatorischer Transmitter an neuromuskulären Synapsen identifiziert werden. Das Projekt wird die Hypothese testen, dass die schnellen exzitatorischen Motoneuronen im Stamm der Arthropoden ausschließlich glutamaterg sind. Mittels elektrophysiologischer und zytochemischer Techniken sowie Immunfärbungen wird untersucht, ob dieses Merkmal eine Synapomorphie der Euarthropoda oder möglicherweise der Panarthropoda (Euarthropoda, Onychophora, Tardigrada) ist. Periphere Inhibition durch GABAerge Motoneurone ist innerhalb der Evertebraten weit verbreitet, scheint aber in mehreren Gruppen zu fehlen. Um zu testen, ob solche zellspezifischen chemischen Eigenschaften als Merkmale zur Charakterisierung systematischer Gruppierungen dienen können, wird in diesem Projekt die histologische Färbung cholinerger, GABAerger und glutamaterger Marker mit Elektrophysiologie an der neuromuskulären Synapse bei Arthropoden und einigen Outgroup-Spezies kombiniert. Als Ziel des Projekts wird angestrebt, einen Satz von etablierten Neurotransmittern an der neuromuskulären Synapse bereitzustellen, die als Merkmale für phylogenetische Analysen herangezogen werden können.

Resultate:

Zusammenfassung der Projektergebnisse

 

In contrast to the vertebrates and many other phylogenetic groups which use acetylcholine as chemical messenger at the neuromuscular junction, in some well-studied crustacean and insect preparations glutamate has been shown as the excitatory transmitter. However, it is currently unknown whether glutamate acts as neuromuscular transmitter in other arthropod lineages. In this cytochemical/immunofluorescence investigation, we studied potential neurotransmitters in ventral ganglia and neuromuscular junctions of selected species of Myriapoda, Chelicerata, basal Hexapoda. and pterygote insects. We could co-localize glutamate with synapsin labelling in synaptic boutons on skeletal muscles in all studied arthropod specimens. Acetylcholine esterase (AChE) activity as a marker for cholinergic synapses was found abundantly in the central nervous systems, but not at neuromuscular junctions. Our data indicate that glutamate, and to a lesser extent, GABA are most likely neurotransmitters at arthropod neuromuscular junctions, whereas acetylcholine is very unlikely to play a role in neuromuscular transmission. As outgroup we localized AChE at the neuromuscular junctions of the Annelida Platynereis, Lumbricus and Eisenia. Together with our previous findings of mixed cholinergic/glutamatergic neuromuscular innervations in the onychophoran sister group, the new data support our hypothesis of the skeletal neuromuscular transmitter glutamate as a phylogenetic character of Arthropoda. During the evolution of rapid arthropod locomotion, GABAergic inhibitory neuromuscular transmission may have been an advantageous character, but is missing in several taxa. We found neuromuscular GABA labelling in all non-holometabolous hexapods. In chelicerates we found GABA in spider and scorpion, but not pseudoscorpion NMJs. In Myriapods, we found GABA in walking leg NMJs, but body wall NMJs displayed GABA-immunoreactivity only in Chilopoda. In addition to revealing glutamate and GABA as the most likely neurotransmitters at the neuromuscular junction, we made the surprising discovery of GABA and its biosynthetic enzyme glutamate decarboxylase (GAD) in sensory neurons of a centipede. Some arthropod mechanosensory neurons may not only use acetylcholine as a common neurotransmitter, but GABA is also a candidate. This is in line with published data from other labs on neurotransmitter diversity in the arthropod sensory system, showing histaminergic mechanosensory neurons in Drosophila and a spider. To address neurochemical characters the central nervous system, we investigated the morphology of identifiable serotonin-containing neurons in the wingless hexapod taxa Archeognata and Zygentoma. Comparisons with the patterns of serotonin-containing neurons in major tetraconate taxa suggested a close phylogenetic relationship of Remipedia, Cephalocarida, and Hexapoda. A recently published phylogenomic analysis considered Remipedia as the sole crustacean sister group of Hexapoda. Using a lipophilic dye, we traced the remipedian olfactory projection neuron pathway up to the hemiellipsoid bodies. All parts of the hemiellipsoid body expressed the catalytic subunit of the cAMP-dependent protein kinase A, an enzyme particularly enriched in in insect mushroom bodies. Moreover, immunofluorescence of the GAD enzyme revealed a cluster of GABAergic interneurons in the hemiellipsoid body, reminiscent of the characteristic feedback neurons of the mushroom body. These findings support the hypothesis of homology between remipedian hemiellipsoid bodies and hexapod mushroom bodies, despite differences in the neuroanatomical architecture and the malacostracan ground pattern of the olfactory pathway.

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/249531961

Kooperationspartner:

Dr. Heiko Meyer, Laser Zentrum Hannover

Drittmittelprojekt: GIZ Project no.: 13.1432.7.-001.00 Contract no.: 81170269

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Development of an improved vaccine for progressive control of Contagious Bovine Pleuropneumonia"

This proposal is part of an ambitious multi-stage process. The ultimate goal is to develop and make available better vaccine for contagious bovine pleuro pneumonia (CBPP), which are significantly better than those currently available. The data obtained as part of the validation of the improved tests will also enable existing epidemiological models of CBPP transmission to be enhanced. The improved epidemiological models will enable the formulation of new, more appropriate and evidence-based control policies. The main output will be the identification of pathogen molecules that could be used for designing more effective vaccines. That will be achieved by comparing the in vitro and in vivo proteome of MmmSC (2 dimensional electrophoresis and mass spectrometry) and by functional inhibition studies using a panel of monoclonal antibodies (MAbs).The project is carried out in Kenya, Germany and Namibia.

Resultate:

Overall this project was very successful: Within the project, we have generated knowledge, technologies and products, which will considerably contribute to the progressive control of CBPP.

Knowledge

Until now, very few virulence factors have been described for Mycoplasma mycoides, which lack the typical toxins and secretion systems of many other bacteria. Here, we provide evidence that the galactofuranose containing galactan, the polysaccharide coating of Mycoplasma mycoides subsp. capri and mycoides, indeed is a virulence factor. This information supports the further development of a polysaccharide conjugated vaccine.

Data generated within this project also supports the so far anecdotal evidence that CBPP infections indeed lead to lifelong immunity, at least for up to a year as we tested here. This shows that it will be possible to generate longer lasting immunity through improved future vaccines than the short lived immunity generated by the currently available vaccines.

We also show, through three different approaches (Precision Cut Lung Slice (PCLS) model system, in vivo immunosuppression trial as well as the in vitro cell assays, activities 1.2, 5.2 to 5.5, resp.) that the host may react to the pathogen in a counterproductive way, which leads to the hypothesis that severe and sometimes fatal outcome of CBPP is partly due to a misdirected host immune response.

Technologies

During the project, in vitro assays allowing the study of the interaction of mycoplasma with lung epithelial cells, macrophages and dendritic cells have been established.

A multiplex qPCR for the simultaneous detection of bovine cells and mycoplasmas of the Mycoplasma mycoides cluster was developed, allowing the quantification of both host and pathogen within one system.

An in vitro infection model using Precision cut lung slices (PCLS) was established to study host-pathogen interactions, bacterial adhesion, cell tropism, host specificity and cytotoxicity for Mmm and Mmc.

First steps to improve the CBPP challenge model have been initiated within this project, where repeated intranasal spraying of the infectious material replaced endotracheal intubation. This model needs further improvement, and the need for a robust challenge model has now been taken to a new level, with discussions including major international CBPP researchers.

Products

Last but not least, two products came out as a result of this project.

Through a consortium led by VIDO-InterVac and KALRO, a prototype subunit vaccine including proteins identified by ILRI resulted in filing a patent in North America for a CBPP vaccine.

A point-of-care lateral flow assay diagnostic tool has been developed, and a collaboration with a private sector company has been established to produce our previously developed cocktail ELISA.

 

Publications:

Gourgues G, Barré A, Beaudoing E, Weber J, Magdelenat G, Barbe V, Schieck E, Jores J, Vashee S, Blanchard A, Lartigue C, Sirand-Pugnet P. 2016. Complete Genome Sequence of Mycoplasma mycoides subsp. mycoides T1/44, a Vaccine Strain against Contagious Bovine Pleuropneumonia. Genome Announc. 2016 Apr 14;4(2). pii: e00263-16. doi: 10.1128/genomeA.00263-16.

Weldearegay YB, Pich A, Schieck E, Liljander A, Gicheru N, Wesonga H, Thiaucourt F, Kiirika LM, Valentin-Weigand P, Jores J, Meens J. 2016. Proteomic characterization of pleural effusion, a specific host niche of Mycoplasma mycoides subsp. mycoides from cattle with contagious bovine pleuropneumonia (CBPP).J Proteomics. 2016 Jan 10;131:93-103. doi: 10.1016/j.jprot.2015.10.016.

 

Liljander A, Yu M, O'Brien E, Heller M, Nepper JF, Weibel DB, Gluecks I, Younan M, Frey J, Falquet L, Jores J. 2015. A field-applicable recombinase polymerase amplification assay for rapid detection of Mycoplasma capricolum subsp. capripneumoniae. J Clin Microbiol 53:2810-2815. doi: 10.1128/JCM.00623-15. Epub 2015 Jun 17.

 

Seersholm FV, Fischer A, Heller M, Jores J, Sachse K, Mourier T, Hansen AJ. 2015. Draft Genome Sequence of the First Human Isolate of the Ruminant Pathogen Mycoplasma capricolum subsp. capricolum. Genome Announc 3:e00583-00515. doi: 10.1128/genomeA.00583-15.

 

Schieck E, Lartigue C, Frey J, Vozza N, Hegermann J, Miller RA, Valguarnera E, Muriuki C, Meens J, Nene V, Naessens J, Weber J, Lowary TL, Vashee S, Feldman MF, Jores J. 2016. Galactofuranose in Mycoplasma mycoides is important for membrane integrity and conceals adhesins but does not contribute to serum resistance. Mol Microbiol 99:55-70. doi: 10.1111/mmi.13213. Epub 2015 Oct 14.

 

Sterner-Kock A, Haider W, Sacchini F, Liljander A, Meens J, Poole J, Guschlbauer M, Heller M, Naessens J, Jores J. 2016. Morphological characterization and immunohistochemical detection of the proinflammatory cytokines IL-1beta, IL-17A, and TNF-alpha in lung lesions associated with contagious bovine pleuropneumonia. Trop Anim Health Prod 48:569-576. doi: 10.1007/s11250-016-0994-9. Epub 2016 Feb 2.

 

Nkando I, Perez-Casal J, Mwirigi M, Prysliak T, Townsend H, Berberov E, Kuria J, Mugambi J, Soi R, Liljander A, Jores J, Gerdts V, Potter A, Naessens J, Wesonga H. 2016. Recombinant Mycoplasma mycoides proteins elicit protective immune responses against contagious bovine pleuropneumonia. Vet Immunol Immunopathol 171:103-114. doi: 10.1016/j.vetimm.2016.02.010. Epub 2016 Feb 23.

 

Heller M, Gicheru N, Tjipura-Zaire G, Muriuki C, Yu M, Botelho A, Naessens J, Jores J, Liljander A. 2016. Development of a Novel Cocktail Enzyme-Linked Immunosorbent Assay and a Field-Applicable Lateral-Flow Rapid Test for Diagnosis of Contagious Bovine Pleuropneumonia. J Clin Microbiol. 2016 Jun;54(6):1557-65. doi: 10.1128/JCM.03259-15.

 

Perez-Casal J, Prysliak T, Maina T, Wang Y, Townsend H, Berverov E, Nkando I, Wesonga H, Liljander A, Jores J, Naessens J, Gerdts V, Potter A. 2015. Analysis of immune responses to recombinant proteins from strains of Mycoplasma mycoides subsp. mycoides, the causative agent of contagious bovine pleuropneumonia. Vet Immunol Immunopathol. 2015 Nov 15;168(1-2):103-10. doi: 10.1016/j.vetimm.2015.08.013. Epub 2015 Sep 9.

 

Heller M, Schwarz R, Noe G, Jores J, Fischer A, Schubert E, Sachse K. 2015. First human case of severe septicaemia associated with Mycoplasma capricolum subsp. capricolum infection. JMM Case Reports DOI: 10.1099/jmmcr.0.000101.

Kooperationspartner:

ILRI, Nairobi (Kenia)

FLI Insel Riems

Drittmittelprojekt: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung, 147.634 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
Ziel ist es seit 2014 jährlich einen genauen Überblick über die Anzahl der tot aufgefundenen und beigefangenen Schweinswale zu erhalten. Es sollen zu allen Tieren die biologischen Grunddaten wie Alter, Geschlecht, Gewicht, Fundort, Funddatum sowie Besonderheiten registriert werden. Diese Daten sind wichtig da sie an ASCOBANS, ICES und die IWC weitergeleitet werden. Daher sollen einheitliche und überprüfte Datensätze produziert werden.
Weiter sollen an frischtoten Schweinswalen neue Untersuchungsmethoden zur Erkennung von Beifängen erforscht werden, mit besonderem Fokus auf Erkennung von Beifängen und der Überprüfung des Gesundheitszustandes. Für die Beifangdiagnostik sollen neue Methoden aus der Forensik getestet werden um eine sichere Überprüfung zu ermöglichen. Dafür sollen frische Beifänge schnellstmöglich nach dem Tod obduziert und histologische, immunzytochemische und mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt werden. Um möglichst viele beigefangene Schweinswale zu erhalten soll eine enge Kooperation mit den Fischern etabliert und diese bei der Abgabe der Tiere unterstützt werden.

Resultate:

Für das Projekt Beifang- und Gesundheitsbewertung von Schweinswalen

Assessment of by-catch and health of harbour porpoises wurden von 2014 bis 2017 zwischen 172 und 318 tote Schweinswale aus der Nord- und Ostsee untersucht. In dem gesamten Untersuchungszeitraum gab es bei den Schweinswalen keine Hinweise für ein seuchenhaftes Infektionsgeschehen. Die Anzahl der abgegebenen Beifänge schwankte stark zwischen den Untersuchungsjahren, mit der höchsten Anzahl in 2016. Zusätzlich wurden Beifangverdachtsfälle unter den gestrandeten Schweinswalen identifiziert, die darauf hindeuten, dass nicht alle Beifänge abgegeben werden. Weitere Todesursachen waren Septikämien, Bronchopneumonien und ein perinataler Tod. Die toten Tiere sind mit verschiedenen Bakterien belastet, unter denen auch zoologischen Erreger waren, so dass immer Hygienemaßnahmen eingehalten werden müssen.

Die Untersuchungen zeigen, dass es sehr wichtig ist, die Schweinswale auf den Gesundheitszustand zu untersuchen. Die gewonnenen Informationen werden für ASCOBANS, ICES und den nationalen IWC zur Verfügung gestellt. Sie sind wichtig für die Beurteilungen zur Erstellung der FFH-Berichte. Da sich der Lebensraum der Schweinswale in der Nord- und Ostsee weiterhin verändern wird und die Tiere anthropogenen Einflüssen sowie Interaktionen mit Menschen ausgesetzt sind, ist es wichtig, die Tiere auch in den kommenden Jahren eingehend auf ihren Gesundheitszustand hin zu untersuchen.