Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: DFG, 265.456 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Charakterisierung ausgewählter Viren, die in Wildreservoirs identifiziert wurden, Bewertung ihres Risikos für Haustiere und Menschen.

Drittmittelprojekt: DFG, 256.546 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Identifizierung und Charakterisierung neuartiger Vogel-Metapneumoviren von Wildvögeln, die eine Bedrohung für Hausgeflügel und Säugetiere darstellen.

Drittmittelprojekt: DFG STE 1428/5-2, 191.719 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Stechmücken und andere Arthropoden übertragen eine große Zahl human- und tierpathogener Viren (Arboviren). Viele dieser Viren führen in Säugerwirten zu neurologischen Infektionen oder zu einem Abort bei trächtigen Tieren. In Insekten sind jedoch keine Symptome nach Infektion mit diesen Viren beschrieben. Es ist jedoch bekannt, dass das Immunsystem von Insekten essenziell ist um infizierte Insekten am Leben und damit auch Fortpflanzungs- und Reproduktionsfähig zu erhalten. Das Immunsystem von Insekten bekämpft diese Infektionen hauptsächlich mit einem als RNA Interferenz (RNAi) bekannten Mechanismus. Der RNAi Mechanismus wird durch die Bindung von doppelsträngiger RNA (dsRNA) an Dicer- 2 und die nachfolgende Prozessierung der dsRNA in siRNA durch die RNAseIII-Funktion von Dicer-2 initiiert. Anschließen wir virale RNA mithilfe dieser siRNAs und dem RNA-induced silencing complex (RISC) und dem Argnoute2 (Ago2) Protein abgebaut. Ein weiterer RNAi Mechanismus, der piRNA Signalweg, ist vor allem in den Keimzellen von Insekten wichtig um die Translokation von Transposon Elementen zu unterbinden und damit die genetische Integrität der Nachkommen zu erhalten. In den letzten Jahren wurden auch piRNA mit Arbovirus Sequenzen in infizierten Mücken und Drosophila beschrieben, was die Frage nach deren Bedeutung für die Immunabwehr aufwirft. Hierbei liegt ein besonderes Augenmerk auf der Infektion von Keimzellen da die Infektion von Keimzellen und die Weitergabe von Arboviren über die Nachkommen ein wichtiger Bestandteil des natürlichen Infektionszyklus vieler Arboviren darstellt. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund der schwerwiegenden Fruchtschädigung in Säugern durch die gleichen Viren interessant. Neben der Infektion von Keimzellen liegt ein Focus auch auf dem Einfluss arboviraler Infektion auf Verhaltensweisen von Insekten, insbesondere der Wirtsfindung und der Blutmahlzeit. Beide Vorgänge sind essenziell für den natürlichen Infektionszyklus von Arboviren. Einige Studien zeigen nun, dass z. B. LaCrosse Viren auch in Stechmücken der Gattung Aedes zu erhöhter Stichfrequenz führen und Zika Viren die neuronale Aktivität in diesen Mücken erhöhen. Um den die Infektion der Keimzellen und der Änderung von Verhaltensweisen in Insekten näher zu untersuchen, nutzen wir in dem vorgeschlagenen Projekt unsere Infektionsmodel für Rifttal Fieber Virus in Aedes und Culex Stechmücken sowie das Drosophila melanogaster Modell. Mithilfe dieser Infektionsmodelle werden wir durch von RNA Sequenzierung, Verhaltenstests und Elektroantennogrammen die Infektionsphänotypen im Zentralen Nervensystem und dem Reproduktionstrakt von Insekten charakterisieren und auch die Rolle antiviraler RNAi Mechanismen bei der Ausprägung dieser Phänotypen untersuchen.

Resultate:

Bergmann S, Gerhards JP, Schmitz A, Becker SC, Stern M (2021) NO synthesis in immune-challenged locust hemocytes and potential signaling to the CNS. Insects 12(10) 951. https://doi.org/10.3390/insects12100951

 

Bergmann S, Bohn MC, Dornbusch S, Becker SC, Stern M (2023) Influence of RVFV infection on olfactory perception and behavior in Drosophila melanogaster. Pathogens 12: 558. https://doi.org/10.3390/pathogens12040558

 

Bergmann S, Graf E, Hoffmann P, Becker SC, Stern M (2024) Localization of nitric oxide producing hemocytes in Aedes and Culex mosquitoes infected with bacteria. Cell Tissue Res 395: 313-326. https://doi.org/10.1007/s00441-024-03862-1

 

Dornbusch S, Reuter M, Parry RH, Stern M, Becker SC, Schnettler E (2024) Dicer 2 mutations in Aedes aegypti cells lead to a diminished antiviral function against Rift Valley Fever virus and Bunyamwera virus infection. J Gen Virol 105: 002046. doi.org/10.1099/jgv.0.002046

https://doi.org/10.3390/pathogens12040558

Drittmittelprojekt: DFG, 335.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Klinik für Pferde
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Die rezidivierende Uveitis des Pferdes (ERU) ist die wichtigste Augenerkrankung bei Pferden, aber die genaue Pathogenese ist noch nicht vollständig geklärt. Darüber hinaus tritt die rezidivierende Uveitis auch beim Menschen sowie bei fast allen domestizierten Tieren auf. Da bei erkrankten Pferden autoreaktive Antikörper nachgewiesen werden können, wird die klassische ERU als Autoimmunerkrankung angesehen. Die klassische Form der ERU ist durch eine akute serofibrinöse und plasmazelluläre Entzündung des Ziliarkörpers, der Iris, der Choroidea und anderer Augenstrukturen gekennzeichnet. Die Krankheit geht häufig in eine chronische Form mit wiederkehrenden intervallischen Schüben über. Die Schübe führen zu einer fortschreitenden Zerstörung der intraokularen Strukturen und schließlich zur Erblindung.
Neben Autoimmunprozessen werden Leptospira-Infektionen als Ursache für ERU bei Menschen, Pferden, Hunden und Rindern diskutiert. Bei über 60 % der an ERU erkrankten Pferde wurde Leptospira interrogans im VBF mittels PCR oder mikroskopischem Agglutinationstest (MAT) nachgewiesen. Auch die mikrobiologische Kultur von Leptospira interrogans aus VBF wurde in weiteren Studien nachgewiesen. Dennoch wird die Rolle des Erregers in der Pathogenese der ERU weiterhin kontrovers diskutiert. Da das Auge als eines der immunprivilegierten Kompartimente im Körper durch spezielle Barrieren geschützt ist, ist die Einwanderung von schützenden Immunzellen in das Auge stark reguliert. Eine Schädigung der Blut-Retina-Schranke ist ein typisches pathologisches Merkmal der ERU und führt oft zu einer großen Anzahl von einwandernden Immunzellen ins Auge. Es stellt sich die Frage, ob die Barriere durch infektiöse Erreger wie Leptospira gestört wird, oder ob die Infektion eine Folge der immunvermittelten Pathogenese der ERU ist. Diese Fragen sind noch nicht vollständig geklärt. Unabhängig vom Nachweis von Leptospira bei ERU-erkrankten Pferden scheint die Pathogenese der ERU jedoch eine hochkomplexe, veränderte Immunreaktion des Auges zu sein. Interessanterweise findet sich bei ERU-Patienten in einigen Populationen auch eine Anhäufung verschiedener Leukozytenpopulationen wie Granulozyten, die histologisch in der Netzhaut nachgewiesen wurden. Allerdings ist insbesondere die Rolle der neutrophilen Granulozyten bei ERU noch unklar und steht im Mittelpunkt dieses Projekts.

Resultate:

Neutrophil Extracellular Traps in the Pathogenesis of Equine Recurrent Uveitis (ERU).

Fingerhut L, Ohnesorge B, von Borstel M, Schumski A, Strutzberg-Minder K, Mörgelin M, Deeg CA, Haagsman HP, Beineke A, von Köckritz-Blickwede M, de Buhr N.

Cells. 2019 Nov 27;8(12). pii: E1528. doi: 10.3390/cells8121528.

 

Fingerhut L, Dolz G, de Buhr N. 2020. What Is the Evolutionary Fingerprint in Neutrophil Granulocytes? Int J Mol Sci 21:1-37.

 

Fingerhut L, Yücel L, Struzberg-Minder K, von Köckritz-Blickwede M, Ohnesorge B, de Buhr N. 2022. Ex Vivo and In Vitro Analysis Identify a Detrimental Impact of Neutrophil Extracellular Traps on Eye Structures in Equine Recurrent Uveitis. Front Immunol 13:1-20.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Cornelia Deeg, Philipps Universität Marburg, FB Medizin, Experimentelle Ophthalmologie, Marburg

Prof. Dr. Andreas Beineke, Institute for Pathology, TiHo

Dr. Katrin Strutzberg-Minder, IVD, Hannover, Germany

Prof. Dr. Henk Haagsman, Department of Infectious Diseases & Immunology, Division Molecular Host Defence, Faculty of Veterinary Medicine, Utrecht University, Netherlands

Drittmittelprojekt: DFG, 329.905 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
The VIPER research and training program will cover the global chain of events involved in virus emergence, all the way from virus discovery, isolation, molecular characterization, surveillance, and pathogenesis, towards animal and public health impact and intervention strategies including new approaches for prevention and control.

The VIPER research projects are subdivided into three pillars:

virus discovery, host range and transmission
virus-host cell interactions and pathogenesis, and
immune interference and intervention strategies.

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Mehrere Studien, darunter auch die unserer Arbeitsgruppe, haben gezeigt, dass bestimmte Entzündungsmediatoren, darunter neutrophile extrazelluläre DNA-Netze (NETs) und DNase-Aktivität, während und nach einem Schlaganfall von Bedeutung sein können. Daher analysieren wir Humankohorten, um neue Erkenntnisse zu diesem Forschungsthema zu gewinnen.

Resultate:

Grosse GM, Blume N, Abu-Fares O, Götz F, Ernst J, Leotescu A, Gabriel MM, van Gemmeren T, Worthmann H, Lichtinghagen R, Imker R, Falk CS, Weissenborn K, Schuppner R, de Buhr N. 2022. Endogenous Deoxyribonuclease Activity and Cell-Free Deoxyribonucleic Acid in Acute Ischemic Stroke: A Cohort Study. Stroke 53.

Kooperationspartner:

Cerebrovascular Research Group (Head: Prof. Dr. Karin Weissenborn), Dept. of Neurology, MHH: Dr. Ramona Schuppner & Dr. Gerrit M. Grosse, Dr. Maria Gabriel, PD Dr. Hans Worthmann

Drittmittelprojekt: DFG, 329.905 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Geflügel
Institut für Virologie

Projektdetails:
The VIPER research and training program will cover the global chain of events involved in virus emergence, all the way from virus discovery, isolation, molecular characterization, surveillance, and pathogenesis, towards animal and public health impact and intervention strategies including new approaches for prevention and control.

The VIPER research projects are subdivided into three pillars:
virus discovery, host range and transmission
virus-host cell interactions and pathogenesis, and
immune interference and intervention strategies.

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 290.391 EUR

Kliniken/Institute:
Fachgebiet Fischkrankheiten Institut für Parasitologie

Projektdetails:
Tierwohl in der Nutztierhaltung ist ein kontrovers diskutiertes Thema. Gleichzeitig ist die Informationslage zum Stand des Tierwohls äußerst gering. Daten zu tierbezogenen Indikatoren für alle relevanten Gesundheitsbereiche (z.B. Lahmheiten, Verletzungen), Tierverhalten und Emotionen, zu ressourcenbezogenen Indikatoren (z.B. Platzangebot, Haltungsverfahren) und managementbezogenen Indikatoren (z.B. Eingriffe an den Tieren, Fütterung, Dauer der Säugeperiode) liegen kaum bzw. nur vereinzelt und nicht systematisch erhoben, vor. Zwar werden für die terrestrischen Nutztiere einige Daten, aus denen sich Aussagen zum Gesundheitsstatus der Tier und zu einzelnen Aspekten des Tierwohls ableiten lassen, regelmäßig erhoben (z.B. Schlachtbefunde, Antibiotikaverbrauch, Herkunftssicherungs- und Informationssystem für Tiere, Milchleistungsprüfung), sie können bisher aber nicht systematisch und im Zusammenhang ausgewertet werden. Gründe hierfür sind, dass die Daten nicht standardisiert erhoben werden und dadurch nicht vergleichbar sind, nur bestimmte Produktionsrichtungen und Tierarten erfasst werden oder keine Rechtsgrundlage für eine Tierwohl-bezogene Auswertung vorliegt. Ziel des Projektes ist es, die Grundlagen für ein regelmäßiges, indikatorengestütztes Monitoring und eine Berichterstattung über den Status des Tierwohls in der Nutztierhaltung in Deutschland sowie dessen Veränderung über die Zeit zu erarbeiten. Dieses Tierwohl-Monitoring soll die verschiedenen Dimensionen des Tierwohls in den relevanten Lebensabschnitten der Tiere (Haltung, Transport, Schlachtung) berücksichtigen. Neben den wichtigen terrestrischen Nutztieren (Rinder, Schweine, Geflügel) wird auch die Aquakultur einbezogen.

Kooperationspartner:

Thünen-Institut, 38116 Braunschweig

Friedrich-Loeffler-Institut 17493 Greifswald

Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft 64289 Darmstadt Deutschland

Universität Kiel 24098 Kiel Deutschland

Hochschule Osnabrück 49009 Osnabrück Deutschland

Statistisches Bundesamt 65189 Wiesbaden Deutschland

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 354.500 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Etwa 30% aller Epilepsie-Patienten gelten als pharmakoresistent, d.h. sie zeigen Anfälle trotz optimal eingesetzter Antiepileptika. Klinisch angewendete Alternativen zur systemischen Pharmakotherapie sind limitiert, z.B. die chirurgische Fokusresektion durch multifokale Epilepsien oder durch eine unklare Fokuslage. Die Entwicklung alternativer Behandlungsstrategien wie der intrazerebralen Pharmakotherapie mit einer zielgerichteten Modulation fokusferner Schlüsselregionen des epileptischen Netzwerks stellt daher eine bedeutsame Herausforderung in der Epilepsietherapie dar. Unter Umgehung der Blut-Hirn-Schranke können dabei lokal im Gehirn höhere Wirkstoffkonzentrationen erreicht werden und dabei systemische Nebenwirkungen minimiert werden. Ziel des Projekts ist die Weiterentwicklung der intrazerebralen Mikroinfusion rational ausgewählter Wirkstoffe mit unterschiedlichem Wirkmechanismus zur zielgerichteten Behandlung pharmakoresistenter Epilepsien.

Resultate:

https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12121134

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Richard B. Silverman (Dept. of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL; U.S.A.)

Matthew J. During (Ovid Therapeutics, New York, New

York, USA)

Drittmittelprojekt: EU, 295.313 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Untersuchung von Mechanismen und Modellen, die die Zugänglichkeit von Therapeutika (IM2PACT) für das Gehirn vorhersagen