Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: DFG, 374.360 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Vor über einem Jahrhundert wurde der peristaltische Reflex das erste Mal beschrieben. Dabei aktivieren biochemische und mechanische Stimuli intrinsische enterische Schaltkreise und bewirken oral des Stimulus‘ eine exzitatorische, aboral eine inhibitorische Muskelantwort. Dieser Reflex ermöglicht einen aboral gerichteten Transport des Darminhalts und ist funktionell gekoppelt an (für den Darm charakteristische) motorische Muster, die aber nicht für den Magen gelten. <br>Unsere Hypothese, dass der klassische peristaltische Reflex im Magen nicht stattfindet, basiert auf folgenden Fakten: Klassische sensorische Neurone fehlen fast vollständig in der Corpusregion des Magens, wo die peristaltische Welle ihren Anfang nimmt; außerdem unterscheiden sich elektrische und synaptische Eigenschaften der gastrischen Neurone von denen des Darms. Trotz gerichteter neuronaler Schaltkreise, die aszendierend exzitatorische und deszendierend inhibitorische Reflexe in der Magenwand hervorrufen, gibt es gravierende Unterschiede zu der gerichteten Innervation des Darms: Die aszendierenden Neurone sind den deszendierenden im Magen an der Zahl überlegen und die Longitudinalmuskulatur des Magens wird vorrangig inhibitorisch innerviert. Eine Dehnung der Corpusregion bewirkt eine cholinerg vermittelte exzitatorische Muskelantwort oral des Stimulus‘, aboral aber keine Relaxation. An dem Ort des Stimulus‘ selbst kommt es zu einem Anstieg des Muskeltonus‘. Unserer Meinung nach ist dieses Phänomen essentiell für den Magen, da es eine Balance schafft zwischen der aboral gerichteten Propulsion, und somit dem Weitertransport des Inhalts zum Pylorus und der Entleerung des Magens, sowie der oral gerichteten Retropulsion mit durchmischender Funktion. Zusammengefasst kann man sagen, dass die motorischen Muster des Magens und die zu Grunde liegenden sensorisch-motorischen Schaltkreise kaum erforscht sind. Ihre Anatomie muss besser mit der Funktionalität in Verbindung gebracht werden, damit die Kreisläufe der Magenmotilität und ihre Physiologie verstanden werden können. Erst dann kann die Pathophysiologie in Form motorischer Funktionsstörungen (z.B. der funktionellen Dyspepsie) besser eingeordnet werden. Für unser Projekt planen wir die Schaltkreise zu erforschen, die für die Magenmotorik verantwortlich sind. Wir wollen sie funktionell einteilen, um zu verstehen welche enterischen Neuronengruppen beteiligt sind, wie viele Ganglien und Neurone rekrutiert werden und wie alles zeitlich abläuft im Kontext der Muskelaktivität. Als experimentelles Modell nutzen wir den Magen von Meerschweinchen, da er ein geeignetes Modell für den menschlichen Magen darstellt. Unsere Hypothese ist, dass die Magenmotilität durch multifunktionelle mechanosensitive Neuronen reguliert wird, die einen Stimulus wahrnehmen und direkt die Muskulatur aktivieren. Wir vermuten, dass die Einleitung und die Koordination der neuronalen Schaltkreise, die zu Pro- und Retropulsion führen, von dem myogenen/neurogenen Muskeltonus der stimulierten Region abhängt. Daher ist es notwendig, die Aktivitätsmuster von Neuronen und Muskulatur zu erfassen, zu lokalisieren und miteinander in Verbindung zu bringen. Dafür werden wir die Technik des Neuroimaging mit spannungs- und calciumabhängigen Farbstoffen einsetzen. Des Weiteren haben wir eine elektrophysiologische Technik entwickelt, die in der Lage ist, einen vollständigen Reflexbogen in Echtzeit zu erfassen.

Drittmittelprojekt: DFG, 225.065 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Mycobacterium (M.) avium ist neben M. bovis die wohl bedeutendste mykobakterielle Spezies mit tiermedizinischer Relevanz. Taxonomisch ist sie in vier Subspezies eingeteilt: M. avium subsp. avium (MAA), M. avium subsp. silvaticum (MAS), M. avium subsp. paratuberculosis (MAP) und M. avium subsp. hominissuis (MAH). MAA, MAS und MAP sind obligate Tierpathogene. MAA und MAS verursachen die Geflügeltuberkulose bzw. Geflügeltuberkulose-ähnliche Veränderungen in Wildtauben. MAP ist der Erreger der Paratuberkulose der Wiederkäuer. Dagegen ist MAH ein Umweltkeim und opportunistischer Erreger von Infektionen vornehmlich des Schweins und Menschen, der aber auch sporadisch bei anderen Tierspezies gefunden wird. Relativ wenig weiß man über die Pathogenität und Wirtspräferenz der einzelnen M. avium Subspezies. Trotz ihrer hohen genetischen Identität unterscheiden sie sich bezüglich ihrer Genomgröße und des Genomaufbaus. Es wird vermutet, dass die Subspezies-spezifischen Gene und Genomabschnitte für Eigenschaften codieren, die zu Unterschieden in der Pathogenität und Wirtsanpassung beitragen.<br>Seit langem ist bekannt, dass MAA Stämme nach Infektion der Maus virulenter sind als MAH oder MAP Stämme. Eigene Untersuchungen zeigen, dass zur gesteigerten Virulenz von MAA eine nur bei MAA infizierten Mäusen vorkommende Bildung von MAA beherbergenden, Stickstoffmonoxid produzierenden, monozytären, myeloiden Suppressorzellen (mMDSC) beiträgt. Diese Zellen beeinflussen die Immunantwort der Maus und tragen zur Verschlechterung des Infektionsverlaufs bei. Im beantragten Projekt soll in einem systembiologischen Ansatz ermittelt werden, welche Eigenschaften von MAA zur Bildung von mMDSC und zum Überleben in mMDSC beitragen. Dies soll über die Analyse des in vivo Transkriptoms und Proteoms in der Maus, kombiniert mit Daten von Mausinfektionen, mit einer Transposonbank von MAA durchgeführt werden. Wir erwarten uns Erkenntnisse zu den Grundlagen der M. avium Pathogenität und Virulenz, die zur Vorbeugung, Erkennung oder Behandlung von M. avium Infektionen und auch anderer mykobakterieller Infektionen bei Tier und Mensch nutzbar wären.

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Aus ökonomischer und ökologischer Sicht rückt neben dem N-Gehalt in den Wiederkäuer-Diäten auch der Gehalt an Phosphor (P) immer mehr in den Fokus. Neben der erwarteten Abnahme von verfügbaren Proteinfuttermitteln, ist die weltweite Ressourcenknappheit von P seit längerem bekannt. Wiederkäuer sind aufgrund des ruminohepatischen Kreislaufs und des P-Recyclings in der Lage in Zeiten geringerer Angebote an N und P den N-Metabolismus wie auch die Phosphat (Pi)-Homöostase anzupassen und Wachstum bzw. Stoffwechsel aufrecht zu halten. In eigenen Studien wurde gezeigt, dass eine N-reduzierte Fütterung zu einer Unterbrechung der somatotropen Achse führte und dadurch die Synthese von IGF1 vermindert war. Grund für diese Unterbrechung war eine niedrigere GHR-Expression, die durch verminderte Insulin-Spiegel verursacht wurde. In Untersuchungen an monogastrischen Spezies wurde gezeigt, dass eine P-Reduktion ebenfalls die Insulin-Sekretion beeinträchtigt. So soll im Rahmen des geplanten Versuchs untersucht werden, ob eine diätetische P-Reduktion wie eine N-Reduktion zu einer Unterbrechung der somatotropen Achse führt. Demzufolge wird die hepatische Synthese von IGF1 gehemmt sein, indem wie bei einer N-Reduktion, die Insulin-Spiegel vermindert sind, die die Expression des GHR in der Leber modulieren. Neben FGF23 ist Leptin in der Lage die Sekretion eines weiteren Mitglieds der FGF19-Unterfamilie, das hepatische FGF21, zu modulieren. In in vivo Versuchen an Ratten wurde gezeigt, dass Leptin die Expression von FGF21 über den JAK2/STAT3-Signalweg in der Leber stimuliert. So stellt sich die Hypothese, dass die verstärkte Expression von FGF21, die während einer N-Reduktion bei den wachsenden Ziegen detektiert wurde durch veränderte Plasma-Aminosäure- und/oder -Leptin-Spiegel bedingt wird. Zudem stellt sich die Annahme, dass die P-Reduktion ebenfalls in der Lage ist durch indirekte Modulation der Leptin-Konzentration aus dem Fettgewebe die hepatische FGF21-Expression zu regulieren. In Mäusen wurde gezeigt, dass eine P-Reduktion zur Stimulation der 1,25 (OH)2D3-Konzentration im Blut führt, die die Expression von FGF19 (bei der Maus 15) im Ileum stimuliert. Zudem war die Konzentration an Triglyceriden im Blut verändert wie auch die Expression der hepatischen CYP7A1 Expression. In eignen Untersuchungen bei Ziegen mit einer diätetischen N-Reduktion wurde gezeigt, dass die Konzentration an 1,25 (OH)2D3 vermindert war, während die Expression der CYP7A1mRNA in der Leber erhöht war bei gleichzeitig erhöhten Cholesterol-Konzentrationen. So stellt sich die Hypothese, dass sowohl eine N-Reduktion als auch eine P-Reduktion die Synthese von Cholesterol als auch Gallensäure modulieren. Die geplanten Untersuchungen sollen wesentlich zu einem besseren Verständnis möglicher Interaktionspartner zwischen bestimmten Organen wie auch deren diätetische Regulierbarkeit durch N und/oder P bei wachsenden Wiederkäuern beitragen. Zudem liefern diese Stoffwechsel-Daten Informationen zur Beurteilung der Tiergesundheit, da es in naher Zukunft aufgrund von Ressourcenknappheit (Phosphor) bzw. abnehmenden Produktionsflächen für Futterproteine neue Anpassungen in der Tierernährung geben wird bzw. bereits gibt.

Drittmittelprojekt: DFG, 199.880 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Proanthocyanidine sind Naturstoffe, die in vitro eine anthelminthische Wirkung gegenüber verschiedenen Nematodenarten aufweisen. Allerdings ist unklar, welche molekularen und zellulären Angriffspunkte der Parasiten durch Proanthocyanidine beeinflusst werden. Diese Frage sowie die Wirksamkeit der Naturstoffe bei parasitären Infektionen sollen in dem Forschungsprojekt untersucht werden.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Andreas Hensel, Universität Münster
Prof. Dr. Eva Liebau, Universität Münster
Prof. Dr. Christian Agyare, Kwame Nkrumah University of Science and Technology (KNUST), Ghana
Prof. Dr. Dieudonne Ndjonka, University of Ngaoundéré, Kamerun
Dr. Emilia Oppong Bekoe, University of Ghana, Ghana

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, 367.220 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
Im Öffentlichen Gesundheitsdienst (ÖGD) und in der Veterinärverwaltung (VVW) werden jeweils große Mengen an Daten mit hochkomplexen und dichten Strukturen generiert und vorgehalten, ohne dass diese gegenseitig nutzbar sind. Gerade zoonotische Krankheitsgeschehen bzw. das Problem der Antibiotikaresistenz erfordern jedoch einen schnellen Austausch an Informationen sowie eine zeitnahe komplexe epidemiologischen Analyse aller relevanten Daten, um kausale Zusammenhänge zwischen Risikofaktoren und Gesundheitsfolgen zu verstehen, das Risiko unverzerrt abschätzen und schnell und angemessen reagieren zu können. In Niedersachsen werden solche Daten im Wesentlichen durch das Niedersächsische Landesgesundheitsamt (NLGA) sowie das Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) erhoben und verwaltet. <br>Ziel des Projektes ist es, ein Konzept und ein Tool zur gemeinsamen Nutzung dieser Daten im Sinne des One Health zu entwickeln, welches die Metadaten der bestehenden Datenstrukturen zur gezielten Integration und Analyse von Informationen nutzt. Hierbei sollen auch der rechtliche Rahmen zur Nutzung dieser Daten für die Forschung geklärt und Fragen des Datenschutzes adressiert werden.

Kooperationspartner:

Niedersächsisches Landesgesundheitsamt (NLGA), Hannover
Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Oldenburg

Drittmittelprojekt: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung, 219.068 EUR

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

Projektdetails:
Der Lebensraum der Schweinswale in den schleswig-holsteinischen Gewässern der Nord- und Ostsee ist einer weiterhin zunehmenden Anzahl an anthropogenen Aktivitäten ausgesetzt. Zu diesen gehören Offshore-Konstruktionen, Schiffahrt, militärische Aktivitäten, Sprengungen von Munitionsaltlasten, chemische und pharmazeutische Belastungen, Fischerei sowie Mikro- und Makromüll. In der deutschen Nordsee ist in den letzten Jahren im Rahmen der Monitoringarbeiten, die durch das Bundesamt für Naturschutz finanziert werden, eine starke Abnahme der Schweinswalzahlen beobachtet worden und auch in der deutschen Ostsee geben die systematischen Bestandserhebungen Hinweise auf einen leichten Rückgang des Vorkommens von Schweinswalen. Des Weiteren ergaben Auswertungen der Altersstruktur und der Reproduktionsfähigkeit der Schweinswale aus den Gewässern Schleswig-Holsteins, daß die Tiere sehr jung sterben und insbesondere die Weibchen wenig Zeit zur Fortpflanzung haben. Die Altersstruktur der Totfunde ergibt Hinweise, daß viele Weibchen sterben, bevor und kurz nachdem sie geschlechtsreif werden. Daher ist es wichtig einen detaillierten Überblick über die biologischen Grunddaten sowie die pathologischen Besonderheiten zu erhalten. Diese Daten sind elementar, da sie an ASCOBANS, ICES, HELCOM, OSPAR und die IWC weitergeleitet werden. In diesem Projekt sollen frischtote Schweinswale aus der schleswig-holsteinischen Nord- und Ostsee eingehend auf ihren Gesundheitszustand überprüft werden. Es sollen histologische, immunzytochemische, virologische und mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt werden. Insbesondere wenn Schweinswaltotfunde sich häufen, soll mit sofortigen Untersuchungen die möglichen Ursachen beleuchtet und Zusammenhänge aufgedeckt werden. Beigefangene Schweinswale sollen direkt von den Fischern abgegeben werden, um den Gesundheitszustand und die Alters- und Geschlechterzusammensetzung der Beifänge zu ermitteln.

Drittmittelprojekt: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), DLR-Projektträger (BMBF, Zoonosenplattform), 237.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
E-Learning-Beratung

Projektdetails:
Allein in Deutschland erkranken pro Jahr über eine halbe Million Menschen an einer Lungenentzündung.<br>Auch in der Schweinehaltung führen Atemwegsinfektionen zu einer Krankheitslast und hohen<br>wirtschaftlichen Verlusten. Dabei stellt die Entstehung von resistenten Erregern neue Herausforderungen<br>an die Human- und Veterinärmedizin. Zur Entwicklung neuer Behandlungsstrategien ist das Verständnis<br>der Wirt-Erreger-Interaktionen in komplexen Ko-Infektionsmodellen elementar.<br>Influenza-A-Virus (IAV) Infektionen und bakterielle Ko-Infektionen sind als eine Kombination für schwere<br>Krankheitsverläufe bei Mensch und Schwein beschrieben. Die bakteriellen Erreger sind oftmals<br>Kommensale des oberen Atemtraktes und der Tonsillen. Häufig sind die Auslöser für bakterielle<br>Lungeninfektionen mit schwerem akutem Verlauf unklar. In unseren Vorarbeiten haben wir<br>interessanterweise für einige humane und porcine bakterielle Lungenerreger einen unerwarteten Phänotyp<br>im Zusammenhang mit DNA-Netzen ("neutrophil extracellular traps, NETs") identifiziert. Dieser spezielle<br>Abwehrmechanismus von Neutrophilen wird aus extrazellulären DNA-Strukturen der Neutrophilen gebildet<br>und ist ursprünglich als eine antimikrobielle Strategie gegen Infektionserreger beschrieben. Unsere Daten<br>zeigen, dass NETs einigen bakteriellen Erregern als Lieferant für Wachstumsfaktoren wie z.B. NAD dienen<br>und somit eine Vermehrung von NAD-abhängigen Bakterien im Wirt verbessern. Damit wird die Aussage<br>der antimikrobiellen Wirkung von NETs für einige Erreger in Frage gestellt. Dieser Phänotyp wird stärker,<br>wenn DNasen vorhanden sind, die das Grundgerüst der NETs verdauen und somit den NETs Abbau im<br>Wirt regulieren. Da IAV NETs induzieren können, soll die Wirt-Erreger Interaktion bei Ko-Infektionen von<br>IAV und bakteriellen Erregern in Mensch und Schwein mit dem Fokus auf die Rolle der NETs untersucht<br>werden. Die Kernfrage ist, inwiefern IAV-induzierte NETs-Bildung die Ausbreitung von bakteriellen Ko-<br>Infektionen triggert.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Barbara Kahl (Universitätsklinikum Münster (UKM), Institut für Medizinische Mikrobiologie)
Prof. Dr. Matthias Mörgelin (Colzyx AB, Lund, Schweden)

Drittmittelprojekt: Rentenbank, 629.341 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Im Projekt OPTILITT-TRANSFER werden drainierte Bodenbereiche unmittelbar unter den Tränkelinien installiert, wodurch eine direkte Trennung von sehr feuchter Einstreu geschaffen wird. In einem weiteren Schritt werden zusätzliche Ebenen an den Wandseiten im Stall installiert. Nach bisherigen Erkenntnissen nehmen Masthühner erhöhte Flächen gerne an. Die Tiere haben mehr Platz, da sich die Besatzdichte in Relation zur Grundfläche des Stalles nicht ändert. Insbesondere in Bereichen, die für artgemäßes Verhalten (Scharren, Hudern) notwendig sind, ist eine erheblich günstigere Einstreuqualität zu erwarten. Insgesamt können durch den Ansatz substantielle Verbesserungen im Sinne der Tiergesundheit (Fußballen etc.) und des Tierwohles erreicht werden.

Kooperationspartner:

Industriepartner

Drittmittelprojekt: Intervet Deutschland GmbH, 124.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Zecken-übertragene Erkrankungen gewinnen sowohl in der Human- als auch in der Tiermedizin an Bedeutung. Im Zuge des Klimawandels ist auch eine Veränderung der Zeckenaktivität zu erwarten, die in diesem Projekt untersucht werden soll. Zudem soll die Zeckenexposition von Hunden und Katzen während definierter Zeiträume untersucht und in den aufgefundenen Zecken die Prävalenz verschiedener Pathogene bestimmt werden.

Drittmittelprojekt: Drittmittelprojekt, gefördert durch Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft., 161.918 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Einige Bakterienfamilien sind in der Lage, Bakteriozine zu bilden. Es handelt sich dabei um ribosomal synthetisierte Peptide mit einer hohen antibakteriellen Aktivität. Eine Anwendung dieser Bakteriozine in der Lebensmittelproduktion kann die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern und einen Eintrag pathogener Keime in die Lebensmittelkette verhindern. Bakteriozine haben die günstige Eigenschaft, dass sie die sensorischen Eigenschaften der behandelten Lebensmittel nicht beeinflussen. Als eine wichtige und innovative Strategie zur Reduktion mikrobieller Kontaminationen auf Geflügel- und Schweinefleisch sollen Bakteriozine hergestellt, charakterisiert und auf ihre Effektivität gegenüber Campylobacter spp., Salmonella enterica und E. coli untersucht werden.