Alle Projekte

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.

Drittmittelprojekt: Bundeswehr, 60.690 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Da sich die COVID-19-Pandemie weiter ausbreitet, ist die frühzeitige Identifizierung von SARS-CoV-2-infizierten Personen von entscheidender Bedeutung für die Unterbrechung der Infektionsketten. Flüchtige organische Verbindungen, die bei Infektionen der Atemwege entstehen, können bestimmte Geruchsabdrücke verursachen, die von trainierten Hunden mit hoher Präzision erkannt werden können.

Resultate:

https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12879-021-06411-1

 

https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12879-021-06523-8

https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12879-020-05281-3

Kooperationspartner:

Bundeswehr

Drittmittelprojekt: BmBF, 331.351 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Entwicklung und Evaluation eines auf Dengue-Virus zugeschnittenen Systems für Immunogenitätsstudien

Drittmittelprojekt: Fonds de recherche Nature et technologies Québec, 75.000 EUR

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

Projektdetails:
The goal of the proposed project is to understand the influence of glycosylation patterns on the efficacy of influenza viral vaccines and to use these insights to glyco-optimize vaccines. Specifically, we propose: (1) to propagate influenza viruses in different host systems and to analyze the glycosylation patterns of the viral glycoproteins; (2) to screen for virus variants with optimal (i.e. highly immunogenic) glycosylation patterns using in vitro and in vivo assays; and (3) to glyco-engineer host cell lines as a first step towards tailor-made glyco-optimized viral vaccines.

Drittmittelprojekt: BMBF/DLR, Zoonoseplattform, 100.000 EUR

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

Projektdetails:
diese in den meisten Geweben in vivo deutlich niedriger sind. Im Falle einer Infektion und der daraus resultierenden Entzündung kommt es zu einer massiven Absenkung der Sauerstofflevel, zu einer sogenannten Hypoxie, die die Wirt-Pathogen-Interaktion wesentlich beeinflussen kann. Zahlreiche Studien inklusive aktueller Publikationen der Antragsteller belegen, dass die Sauerstoffverfügbarkeit signifikante Auswirkungen auf zelluläre Prozesse im Laufe einer Infektion hat. Untersuchungen, welche die Wirts-Erregerabwehr unter physiologischen Sauerstoffbedingungen charakterisieren, sind daher unbedingt von Nöten, um die grundlegenden Reaktionen der Zelle besser zu verstehen und neue therapeutische und prophylaktische Ansätze entwickeln zu können. Leider gibt es bisher unzureichende Daten darüber, wie stark die Sauerstoffwerte im infizierten Gewebe tatsächlich absinken, um diese Bedingungen dann auch für molekulare und zelluläre in vitro Versuche umsetzen zu können.
Das Ziel dieser Studie ist es, die physiologisch und pathophysiologisch relevanten Sauerstofflevel im Laufe einer bakteriellen zoonotischen Infektion zu detektieren, um diese für in vivo nahe Studien der Wirt-Pathogen-Interaktion anwenden zu können. Im Fokus des hiermit beantragten Versuchsvorhabens steht als Beispiel die Erforschung der Interaktion von Streptococcus (S.) suis als zoonotischer Krankheits- und Modellkeim mit dem Schwein als natürlichen Wirt sowie das Modell für die S. suis Meningitis beim Menschen. Da die Sauerstoffbedingungen während einer bakteriellen Meningitis wie auch bei anderen Infektionsgeschehen im Vergleich zum gesunden Tier im Liquor nicht bekannt sind, ist zunächst das erste Ziel, die Sauerstofflevel während in vivo Tierversuchen genau zu charakterisieren. Zusätzlich sollen die Systeme für die Sauerstoffmessungen auch für weitere Gewebetypen in vivo angepasst und etabliert werden, um die technische Expertise zukünftig Kooperationspartnern zur Verfügung stellen zu können. Schließlich sollen im Labor etablierte porcine und humane in vitro Systeme an die detektierten in vivo physiologischen und pathophysiologischen Sauerstofflevel für Studien der Wirt-Pathogen-Interaktion sowie der Suche nach neuen therapeutischen Ansätzen angepasst werden.
Die zu erwartenden Ergebnisse stellen sowohl technisch wie auch inhaltlich einen hohen Mehrwert für die vernetzte Zoonoseforschung dar und sollen mittels eines Workshops an Mitglieder der Zoonoseplattform weitergegeben werden. Die Zusammenarbeit der Zoonosenplattform mit den Antragstellern soll dazu dienen, technische Expertise, Erfahrungen und Wissen auszutauschen. Dadurch sollen zukünftig neue innovative Projekte mit weiteren Erregern über die Speziesgrenzen in Kooperation mit Mitgliedern der Zoonoseplattform basierend auf der Thematik "Hypoxie" und den im Rahmen dieses Projektes etablierten Techniken imitiert werden.

Resultate:

de Buhr N, Martens A, Meurer M, Bonilla MC, Söbbeler F, Twele L, Neudeck S, Wendt M, Beineke A, Kästner S, von Köckritz-Blickwede M. 2021. In vivo oxygen measurement in cerebrospinal fluid of pigs to determine physiologic and pathophysiologic oxygen values during CNS infections. BMC Neurosci 22:45.

 

Martens A, de Buhr N, Ishikawa H, Schroten H, von Köckritz-Blickwede M. 2022. Characterization of Oxygen Levels in an Uninfected and Infected Human Blood-Cerebrospinal-Fluid-Barrier Model. Cells 11:151.

Drittmittelprojekt: BmBF, 325.339 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Erzeugen und Auswerten von rHRSVs in in-vitro phänotypischen Assays. Generierung von rHRSVs mit und ohne Mutationen im Zusammenhang mit einer Palivizumab-Resistenz.

Drittmittelprojekt: MWK, 305.076 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Physiologie und Zellbiologie
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Es ist das Ziel dieses Projektes Protokolle und Ansätze für den Ersatz und die Reduktion von Tierversuchen, die sich mit Erkrankungen des Respirationstrakts beschäftigen, zu etablieren und zu validieren. Darüber hinaus soll, mittels dieses Ansatzes, die Verfügbarkeit und Diversität von Geweben und Zellen unter vergleichenden Aspekten für die Erforschung von Atemwegsinfektionen und -erkrankungen bei verschiedenen Spezies umgesetzt werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden Primärzellen, ex vivo- und in vitro-Systeme des Respirationstrakts aufgrund verfügbarer und veröffentlichter Protokolle von verschiedenen Spezies (Hund, Schwein, Katze, Affe, Frettchen) hinsichtlich ihres Verhaltens modifiziert und vergleichend charakterisiert. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Etablierung stabiler und reproduzierbarer Air-Liquid Interface (ALI-)- und Precision Cut Lung Slices (PCLS)-Kulturen unter besonderer Berücksichtigung lichtmikroskopischer sowie transmissions- als auch rasterelektronenmikroskopischer Parameter. Hierbei soll auch die Vergleichbarkeit der ex vivo- und in vitro-Systeme mit physiologisch-histologischen Befunden überprüft werden. Darüber hinaus soll der zielführende Einsatz der Systeme bei verschiedenen viralen und bakteriellen Infektionsmodellen in Zusammenarbeit mit anderen R2N-Arbeitsgruppen untersucht werden.

Drittmittelprojekt: BMBF, 252.832 EUR

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

Projektdetails:
Recent studies show that TBE is emerging in Central and Western Europe, but the true medical importance is not known. The causative agent, TBE virus, is thought be cycled between the vector tick and the natural rodent host in foci of very limited size. The ecological basis for this is unknown, but recently described variation of TBEV strains with regard to pathogenicity may influence vector-host-virus interaction as well as disease severity. TBE patients and controls will provide information on disease severity and risk factors to the public health authorities. We will identify natural foci and study ecological characteristics and transmission dynamics. We will analyse virological and ecological data to permit better prediction of future TBE emergence and to identify possibilities for altering ecological foci to decrease human TBE risk. Genetic data from vectors and hosts and experimental studies on transmission as well as the pathogenicity of and the immune response to TBEV will provide virological and immunological data essential for the development of more effective vaccines using T-cell correlates of protection. Results of all projects of the consortium will help PHA to develop and implement more effective intervention strategies to reduce TBE burden.

Kooperationspartner:

Dr. Wiebke Hellenbrand, Robert-Koch-Institut, Berlin, ÖGD; Prof. Ute Mackenstedt, Institut für Zoologie, Universität Hohenheim; PD Dr. Gerhard Dobler, Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr, München; Prof. Martin Pfeffer, Institut für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen, Leipzig; Prof. Ralph Kühn, Lehrstuhl Zoologie, Technische Universität München, Weihenstephan; Prof. Martin Beer, Institut für Virusdiagnostik, Insel Riems; Prof. Andrea Kröger, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene, Magdeburg