Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 36.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie
Institut für Immunologie

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

Institut für Tierernährung, FLI Braunschweig

Drittmittelprojekt: Ministry of Science and Culture of Lower Saxony, Germany (Niedersachsen-Research Network on Neuroinfectiology, N-RENNT), 326.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Establishment of a neuroifectiology network and studies on mechanisms of host-pathogen interactions in bacterial infections of the CNS

Resultate:

Siehe Gesamtbericht N-RENNT (Prof. W. Baumgärtner, Koordinator)

Drittmittelprojekt: BMBF (Helmholtz-CAS-Joint Research Group ZooStrep,HCJRG-116), 155.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Infectious diseases remain one of the leading causes of death and disability worldwide. Approximately three fourth of the human emerging infectious diseases are caused by zoonotic pathogens. Among the bacterial pathogens, streptococci belonging to group C and group G as well as Streptococcus suis are gaining importance as zoonotic agents. These species that are traditionally considered as important animal pathogens have the capability to cause serious and life-threatening
diseases, such as septicaemia and meningitis, in humans. They can also reside as commensals in humans and animals. Despite causing many deaths zoonotic streptococci have not received the scientific and medical attention they deserve, because of the historical importance of group A streptococci in human infections. Only scattered information is available on the mode of transmission of these pathogens from animals to humans, the mechanism of species adaptation and the emergence of new virulent strains. Furthermore, the carriage and persistence of these pathogens in humans and their role in zoonotic infections has not been studied in detail. The aim of this joint research group (HCJRG) is to bring together scientists from different disciplines such as veterinary medicine, host-pathogen interaction, epidemiology and genomics to apply a comprehensive and
multi-disciplinary approach to understand the interactions between zoonotic streptococci and their hosts and the impact of environmental factors on these interactions. Identification of the species-specific factors and the validation of their role in animal infection models is another major objective of this HCJRG. The work packages include comparative analysis of adherence and invasion of animal and human isolates, identification and characterization of specific genes using custom-designed DNA virulence arrays and whole genome sequencing, elucidation of transmission and species adaptation mechanisms, emergence of human pathogens from animal pathogens. This HCJRG therefore deals with a research topic of high zoonotic relevance. The results of these studies would further our understanding of zoonotic transition and lead to the identification of the species-specific factors essential for development of new diagnostic and therapeutic strategies.

Resultate:

We established up two new cell culturing infection models "Inverse cell insert model" and ALI which show high invasion rates compared to other cell culture models reported so far. This should allow for further studies to check for up- and down-regulated genes in the infection process and might highlight the virulence potential of such genes. By heterologous expression of surface expressed proteins of S. suis on the bacterial surface of Lactobacillus lactis were able to demonstrate that at least Sao-protein and to a lower extent Fbh-protein might play a dominant role in S. suis virulence since both proteins showed cross reactivity with porcine antibodies of a recovered swine after S. suis infection. Thus, these proteins most probably are immunogenic in an infection in swines and humans. Furthermore, we characterized two novel S. suis proteases, IdeSsuis and IgdE, which cleave only porcine IgM and IgG, respectively, thus representing functional host-adaptation factors of this pathogen. Finally, we geno- and phenotyped human S. suis isolates from STLS cases which will be further characterized in future studies on zoonotic features of S. suis.

Drittmittelprojekt: Promotionsprogramm "Animal Welfare in Intensive Livestock Production Systems - Tierhaltung im Spannungsfeld von Tierwohl, Ökonomie und Gesellschaft", 1.345 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Ziel des Projektes ist es, ein System zur Gruppenhaltung ferkelführender Sauen aus tiergesundheitlicher und aus ethologischer Sicht zu bewerten sowie die Tierleistungsdaten zu erfassen, um Aufschluss über die Tiergerechtheit und die Praxistauglichkeit des Systems zu erlangen. Hierbei soll erprobt werden, inwieweit das Haltungssystem positive Effekte für die Sauen und Ferkel in Form von mehr Bewegungsfreiheit bietet und gleichzeitig einen Schutz der Ferkel vor dem Erdrücken ermöglichen kann. Des Weiteren werden mögliche Auswirkungen auf das Verhalten der Ferkel noch über den Abferkelbereich hinaus - während der Aufzuchtphase - untersucht.

Resultate:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09712119.2017.1394308

Drittmittelprojekt: Projektträger Jülich für das BMBF, 91.970 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmitteltoxikologie

Projektdetails:
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.

Resultate:

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

Kooperationspartner:

BfR

Universität Bielefeld, CeBiTec

Drittmittelprojekt: Drs. Bruns-Stiftung, 2.217 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
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.

Drittmittelprojekt: DFG

Kliniken/Institute:
Anatomisches Institut

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

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

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
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.

Resultate:

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

Kooperationspartner:

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

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

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde
Anatomisches Institut

Projektdetails:
Komplikationen nach intramuskulären Injektionen sind seit langem bekannt. Erregerbedingte Komplikationen sind neben den unerwünschten Arzneimittelreaktionen eine ätiologische Ursache. Abszesse und Phlegmonen treten jeweils mit einer Häufigkeit von 0,016% der jährlichen intramuskulären Injektionen auf (OHNESORGE et al. 2006). Der Effekt des Hautstanzens wurde schon in zahlreichen Studien beschrieben. (LITTLE 1955)konnte auf Hautstanzen von nicht desinfizierter, menschlicher Haut nichthämolysierende Staphylokokken nachweisen. Zur Häufigkeit des Auftretens der Hautstanzen in Abhängigkeit zu Kanülenart sind ebenfalls mehrere Untersuchungen erfolgt (GIBSON u. NORRIS 1958; DIGIOVANNI 1971; BARIS et al. 2004; GULDOGUS et al. 2008). Auch haben mehrere Autoren Hautstanzen als Grund für Lungenemboli in Ratten und Hasen (KAST u. TSUNENARI 1983), Hunden (SCHNEIDER u. PAPPRITZ 1976) und Menschen (ANDREW 1976) nachgewiesen, die auf Grund von intravenösen Injektionen in den Blutstrom gelangten. In der Pferdemedizin konnten in Untersuchungen an Gelenkpräparaten ebenfalls Hautstanzen nachgewiesen werden (ADAMS et al. 2010; WAHL et al. 2012).
Mit dieser Studie soll untersucht werden, welche Keime einerseits und welche Bestandteile der Haut andererseits, in Abhängigkeit von der Kanülenart, bei einer intramuskulären Injektion in das Muskelgewebe verbracht werden. Weiterhin wird untersucht, durch welche der 4 unterschiedlichen Vorbereitungsmethoden sich der Keimeintrag am effektivsten dezimieren lässt.

Drittmittelprojekt: Jutta und Georg Bruns Stiftung, 12.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Das Projekt setzt sich aus verschiedenen Teilprojekten zusammen und verfolgt folgende Zielsetzungen:
1.Definition des Einflusses verschiedener Grunderkrankungen - in Abhängigkeit von dem klinischen Schweregrad - auf die Cushing-Diagnostik mit dem LDDST beim Hund.
2.Bestimmung der Art und Dauer des Einflusses einer Narkose und/oder Operation auf den LDDST beim Hund, um den frühestmöglichen Zeitpunkt der unverfälschten Testdurchführung zu ermitteln.
3.Untersuchung der Aussagekraft des Cortisol-/DHEA-Verhältnisses im Rahmen der Cushing-Diagnostik beim Hund.
Insgesamt soll die Diagnose der Cushing-Erkrankung beim Hund verbessert werden, durch Schaffen einer verlässlicheren Basis für die Durchführung und -interpretation des LDDST und Evaluierung und ggf. Etablierung der vielversprechenden neuen Messgröße "Cortisol/DHEA-Verhältnis".