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Drittmittelprojekt: CEPI, 821.851 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Rift Valley Fever Impfstoffentwicklung

Drittmittelprojekt: DFG, 214.427 EUR

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

Projektdetails:
Virus detection, pathogenesis and intervention

Drittmittelprojekt: DFG, 216.332 EUR

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

Projektdetails:
Virus detection, pathogenesis and intervention

Drittmittelprojekt: Akademie für Tiergesundheit, 24.000 EUR

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

Projektdetails:
Trotz der intensiven Bemühungen die Tiergesundheit zu verbessern, erkranken Schweine
immer noch häufig an Pneumonien. Diese führen zu großen wirtschaftlichen Verlusten.
Ursachen können sowohl Viren als auch Bakterien sein. In den meisten Fällen handelt es
sich jedoch um komplexe Faktorenkrankheiten, an denen mehr als ein Erreger sowie die
komplexe Stressreaktion des Wirtes bzw. die Wirtsimmunantwort beteiligt sind.
Das Ziel dieser Studie ist es zu erforschen, welche Wirkung bakterielle Co-Infektionen und
Faktoren des Wirtes auf den Verlauf einer Pneumonie beim Schwein haben. Zunächst soll
das bakterielle Wachstumsverhalten in Co-Kulturen von Actinobacillus pleuropneumoniae,
Streptococcus suis und Haemophilus parasuis analysiert werden. Darauf aufbauend soll
dann der Einfluss von Wirtsfaktoren auf die Vermehrung und Virulenz von den Bakterien
untersucht werden. Als Wirtsfaktoren sollen Komponenten des angeborenen Immunsystems
sowie Stresshormone berücksichtigt werden. Als erste Zelle bei Infektionen wandern
neutrophile Granulozyten ein. Dabei stellt die Ausbildung von extrazellulären DNA-Netzen
einen wichtigen Abwehrmechanismus dar. Diese können Pathogene binden und durch die
Einlagerung von Komponenten wie Histonen und antimikrobiellen Peptiden (AMP) abtöten.
AMP spielen sowohl in DNA-Netzen eingelagert als auch durch direkte antimikrobielle
Wirkung eine Rolle. Zu den AMP gehören in der Familie der porcinen Cathelicidine z.B. PR-
39 und PMAP-37. Der Einfluss von AMP und DNA-Netzen auf die drei Pathogene soll in
Einzelkulturen vergleichend zu Ko-Kulturen untersucht werden. Zum anderen soll der
Einfluss von Kurzzeit- und Langzeitstress auf Bakterien, AMP Wirkung und DNA-Netze
durch die Inkubation mit Stresshormonen analysiert werden. Als Kurzzeitstresshormone
sollen Adrenalin und Noradrenalin und als Langzeitstresshormon Kortisol verwendet werden.
Alle Hormone gehören zu den Katecholaminen. Die erhobenen Daten sollen im Anschluss
an das beantragte Projekt für die Testung in einem Zellkultursystem der Lunge verwendet
werden. Dort soll das Zusammenspiel aller Komponenten für umfassende Rückschlüsse auf,
die in vivo Situation erforscht werden.

Resultate:

Bonilla MC, Fingerhut L, Alfonso-Castro A, Mergani A, Schwennen C, von Köckritz-Blickwede M, de Buhr N. 2020. How Long Does a Neutrophil Live??The Effect of 24 h Whole Blood Storage on Neutrophil Functions in Pigs. Biomedicines 8:278.

Drittmittelprojekt: DFG, 176.898 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Abwehrschwächen gegenüber Infektionen und ihre Kontrolle

Drittmittelprojekt: Alexander von Humboldt Stiftung AvH, 5.000.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Immunvirologische Forschung

Drittmittelprojekt: Ministry of Science and Culture of Lower Saxony, 186.057 EUR

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

Projektdetails:
The worldwide occurrence of resistant bacteria limits the efficiency of antibiotic-based treatment concepts. Therefore, new promising therapeutic approaches are needed, such as the strengthening of the host's defense by stimulating the immune system. Since the complex host-pathogen interactions are still poorly understood, detailed knowledge is required to apply therapeutic strategies based on the innate immune system. However, animal-free in vitro model systems for infection and interaction studies as well as for drug screenings are only a real alternative if the results obtained can be reliably transferred to the in vivo situation. However, due to lack of complexity, incorrect cell differentiation status, and lack of physiological conditions, in vitro systems do not sufficiently accurately simulate the in vivo situation during infection or inflammatory response.
The project aims to characterize the innate immune response with focus on lung epithelial cells against respiratory bacteria such as the human pathogen Staphylococcus aureus or the zoonotic pathogen Streptococcus suis in vitro and ex vivo. The complexity of the infection model is significantly increased by physiologically relevant oxygen conditions (defined hypoxic conditions, <10% O2 by means of a hypoxia glove box) and by 3D co-cultivation of human and porcine pulmonary epithelial cells and neutrophils.
This study will help to minimize false negative results in screening potential protective immunomodulators or antibiotics that are found to be effective in vitro but ineffective in vivo. Increased complexity of the model system also allows the in vitro system to approach the in vivo situation and will help to reduce the number of animals.

Resultate:

Influence of Oxygen on Function and Cholesterol Composition of Murine Bone Marrow-Derived Neutrophils.

Branitzki-Heinemann K, Brogden G, von Köckritz-Blickwede M.

Methods Mol Biol. 2020;2087:223-233. doi: 10.1007/978-1-0716-0154-9_17.

 

Differentiation and Functionality of Bone Marrow-Derived Mast Cells Depend on Varying Physiologic Oxygen Conditions.

Möllerherm H, Meier K, Schmies K, Fuhrmann H, Naim HY, von Köckritz-Blickwede M, Branitzki-Heinemann K.

Front Immunol. 2017 Nov 30;8:1665. doi: 10.3389/fimmu.2017.01665. eCollection 2017.

Kooperationspartner:

Prof. A. Bleich, PhD - MHH, Institut für Versuchstierkunde

Prof. Dr. M. Stiesch - MHH, Klinik für Zahnärztliche Prothetik und Biomedizinische Werkstoffkunde

Prof. Dr. Gerhard Breves - TiHo, Physiologisches Institut

Prof. Dr. Pablo Steinberg - TiHo, Institut für Lebensmitteltoxikologie und Chemische Analytik

Prof. Dr. med. Tim Sparwasser - Dr. Luciana Berod

Twincore, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung GmbH, Institut für Infektionsimmunologie,

Dr. Jörn Tongers - MHH, Klinik für Kardiologie und Angiologie

Prof. Dr. Jürgen Wienands, Dr. Niklas Engels -

Universitätsmedizin Göttingen, Institut für Zelluläre & Molekulare Immunologie

Prof. A. Bleich, PhD - MHH, Institut für Versuchstierkunde

Prof. Dr. Tobias Cantz - MHH, Exzellenzcluster REBIRTH, Klinik für Gas-troenterologie, Hepatologie und Endokrinologie

Dr. Tanja Hansen- Fraunhofer ITEM, Klinische Chemie und ADME

Dr. Andres Hilfiker - MHH, Klinik für Herz, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie, LEBAO

Prof. Dr. Ulrich Martin, Dr. Ruth Olmer

MHH, Klinik für Herz, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie, LEBAO

Prof. Dr. Axel Schambach, PhD, Dr. Michael Rothe - MHH, Institut für Experimentelle Hämatologie

Prof. Dr. Wolfgang Baumgartner - TiHo, Institut für Pathologie

Prof. Dr. Albert Osterhaus - TiHo, Research Center for Emerging Infections and Zoonoses (RIZ)

Prof. Dr. M. von Köckritz-Blickwede - TiHo, Research Center for Emerging Infections and Zoonoses (RIZ)/Institut für Physiologische Chemie

Prof. Dr. Dr. Daniel Strech - MHH, Institut für Geschichte, Ethik und Philosophie der Medizin

Prof. Dr. Nils Hoppe - Leibniz Universität Hannover, Leibniz Forschungsinitiative CELLS: Centre for Ethics and Law in the Life Sciences (CELLS-LUH)

Prof. A. Bleich, PhD - MHH, Institut für Versuchstierkunde

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

Projektdetails:
S. aureus is a multifaceted commensal organism and a potentially harmful human pathogen. It can cause a broad spectrum of infections, which can involve any organ. Beside toxin mediated diseases, it can also play a role as an intracellular pathogen. In vivo studies concern the association of S. aureus and gastrointestinal disorders focussed on the colonization of the gastrointestinal tract by S. aureus, and on the influence of staphylococcal toxins. In this study the influence of S. aureus infections on the function of human intestinal cells were investigated in an in vitro colon carcinoma (Caco)-2 cell model. It could be shown that S. aureus Newman wild type (WT) and the mutant strain S. aureus Newman Äeap exhibiting a lack of the extracellular adherence protein (Eap), were able to invade day 7 post-confluent Caco-2 cells followed by intracellular survival, persistence and replication, even though substantial less S. aureus Newman Äeap bacteria were invasive. Staphylococcal infection did not induce any cytotoxic effect observed by a membrane integrity test showing lactate-dehydrogenase (LDH)-release of infected cells remained unchanged compared to uninfected cells. This was in addition visualized microscopically with LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit for mammalian cells after infection with S. aureus Newman WT expressing the green fluorescence protein (GFP). However, the function of the infected cells was altered: a decrease in enriched specific activity of sucrose from the marker glycoprotein human sucrase-isomaltase (hSI) was observable in the apical membrane fraction 48h after infection. Specific SI-activity was increased in the basolateral membrane fraction as well as decreased in the apical membrane fraction with no alterations in the catalytic capacity. Results obtained from this study suggest that infections with S. aureus could influence the sorting of hSI, leading to intestinal disorders followed by symptoms like diarrhea. Further investigations based on these results will give new insights in S. aureus gut infections and the association with gastrointestinal diseases, which could possibly enable therapeutic steps because of shedding light on the causes of symptoms.

Drittmittelprojekt: DAAD Dres. Jutta & Georg Bruns Stiftung , 70.000 EUR

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

Resultate:

Baien SH, Seele J, Henneck T, Freibrodt C, Szura G, Moubasher H, Nau R, Brogden G, Mörgelin M, Singh M, Kietzmann M, von Köckritz-Blickwede M, de Buhr N. 2020. Antimicrobial and Immunomodulatory Effect of Gum Arabic on Human and Bovine Granulocytes Against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Front Immunol 10:1-18.

 

Baien SH, Langer MN, Heppelmann M, von Köckritz-Blickwede M, de Buhr N. 2018. Comparison Between K3EDTA and Lithium Heparin as Anticoagulant to Isolate Bovine Granulocytes From Blood. Front Immunol 9:1-13.

Kooperationspartner:

Dr. Jana Seele und Prof. Roland Nau: Department of Geriatrics, Evangelisches Krankenhaus Göttingen-Weende, Göttingen,

Germany und Department of Neuropathology, University Medical Center Göttingen, Georg-August-University Göttingen, Göttingen, Germany

Drittmittelprojekt: LUH, 30.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Es wird ein effizientes, kostengünstiges Testsystem etabliert, um eine hohe Anzahl von Personen möglichst schnell
(> 1.000/Tag) zu screenen. In drei Prozessschritten werden i) Proben in mobilen Testzentren entnommen
(Rachenabstrich nach Standard des Robert-Koch-Instituts), ii) aufgearbeitet (RNA-Isolation) und iii) mittels PCRAnalytik nach dem Protokoll der Charité Berlin1 ausgewertet. Positive Ergebnisse aus dem Screening werden
diagnostisch über zertifizierte Labore bestätigt und dem lokalen Gesundheitsamt gemeldet. Die mobilen Stationen
werden auf Basis von flexibel aufstellbaren Schiffscontainern aufgebaut und sowohl für die Abstrichentnahme
als auch die Aufreinigung eingerichtet. Auf diese Weise wird eine strikte Trennung zwischen der Entnahme und
der Aufarbeitung potentiell infektiösen Materials im mobilen Container und der anschließenden Analytik der
nicht-infektiösen RNA-Proben in separaten Laboren sichergestellt.