Forschung

Drittmittelprojekt: Industrie (Veterinärpharmazeutika und Impfstoffe), 133.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Entwicklung von Endo- und Ektoparasitika

Drittmittelprojekt: BMBF, 120.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Ein essentieller Bestandteil der Zoonoseforschung ist die Früherkennung der Verbreitung von potentiellen Krankheitserregern. Besonders durch blutsaugende Arthropoden übertragene Viren, sogenannte Arboviren, dringen in neue geographische Regionen vor und breiten sich dort über endemische Übertragungsvektoren aus. Die Detektion von bekannten und neuartigen Arboviren wird daher immer wichtiger, um frühzeitig das Gefährdungspotential einschätzen und geeignete Kontrollstrategien entwickeln zu können. Um Studien zum Gefährdungspotential durchführen zu können, sind Virusisolate und geeignete Zellkultursysteme notwendig. Allerdings sind weder Protokolle zur standardisierten Virusisolierung aus Stechmücken noch geeignete Kultivierungssysteme vorhanden. Die Anzahl an Zelllinien aus Stechmücken ist auf wenige tropische Arten begrenzt und es ist nur eine Stechmückenzelllinie bekannt, bei der die antivirale RNA Interferenz (RNAi) Kaskade nicht funktionell ist.
Ziel des hier vorgeschlagenen Projekts ist daher die Herstellung von Zelllinien aus verschiedenen einheimischen Stechmückenarten, die aufgrund ihrer Wirtspräferenzen und Populationsdichte für die Übertragung von neuartigen Viren eine Rolle spielen könnten. Die Zelllinien sollen anschließend auf RNAi Defizienz selektiert werden, um jeweils Zellen einer Spezies mit funktioneller und nicht funktioneller RNAi Kaskade zur Verfügung zu haben.
Damit soll eine neue Basis für die Isolierung und Charakterisierung von Viren aus europäischen Stechmücken geschaffen werden. Um die systematische Virusisolierung zu
gewährleisten, wird außerdem ein Standardprotokoll für die Isolierung von Viren aus Stechmücken etabliert.
Die durch die Projektergebnisse aufgebauten Strukturen und Testsysteme werden über das Datenbankinternetportal der Zoonoseplattform und die Zellbank des Friedrich Löffler Instituts
zur Verfügung gestellt. Das Projekt gliedert sich in den Bereich prädiktive Diagnostik und neue und/oder neuartige Zoonoseerreger ein. Die etablierten Methoden und Ressourcen bieten eine breite Basis für weitergehende Projekte, wie beispielsweise der Untersuchung der Anpassungsfähigkeit von tropischen Viren an einheimische Stechmücken.

Kooperationspartner:

Dr. Sandra Junglen, Institut für Virologie, Universitätsklinikum Bonn, Bonn

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Im Rahmen der notwendigen Anpassung des Stoffwechsels der Milchkuh an Trächtigkeit, Laktation und Trockenstehphase, aber auch während einer metabolischen Erkrankung, spielen diverse hormonelle Regelfaktoren eine Schlüsselrolle. Es ist von entscheidender Wichtigkeit für die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Milchkuh, dass diese endokrinen Faktoren harmonisch ineinandergreifen und adäquat reguliert werden.
Neben der somatotropen Achse, bestehend aus hypophysär gebildetem Wachstumshormon sowie in der Leber produziertem IGF-1 sowie Insulin, sind Schilddrüsenhormone hauptverantwortlich für die Umstellung des Stoffwechsels von einer anabolen zu einer katabolen Stoffwechsellage. Diese ist vor allem während der Frühlaktation bei der Milchkuh beschrieben, spielt aber auch im Rahmen metabolischer Erkrankungen eine Rolle. In der Literatur allerdings gibt es bisher nur wenig strukturierte Untersuchungen zum Schilddrüsenhormonstoffwechsel der Milchkuh. Ziel des Projektes ist es daher vertiefes Verständnis über die Bedeutung der Schilddrüse im Rahmen der metabolischen Adaptation der Hochleistungsmilchkuh zu gewinnen.

Drittmittelprojekt: Dr.Dr. h.c. Karl Eibl- Stiftung, 7.100 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Interferon (IFNτ) wird von äußeren Zellen der Blasotzyste produziert und spielt eine große Rolle bei der Trächtigkeitserkennung. IFNτ bewirkt am Endometrium eine verminderte Expression von Oxytocin Rezeptoren, die in Folge die endometriale Freisetzung von Prostaglandinen hemmt und somit die Regression des Gelbkörpers verhindert. In einer Vorarbeit konnte gezeigt werden, dass die IFNτ stimulierte Genexpression in Leberbiopsien an Tag 18 erhöht ist im Vergleich zu nicht tragenden Tieren. Da allerdings, wie auch bei Schafen, eine Leberbiopsie entnommen wurde, kann über die Lokalisation dieser Genexpression keine Aussage getroffen werden. Die Leber besteht zu 80% aus Parenchymzellen, den Hepatozyten aber auch nicht-Parenchymzellen sind zu finden. Vor allem sessile Makrophagen, die Kupfferschen Sternzellen, machen bis zu 12% der nicht-Parenchymzellen der Leber aus. Ziel dieses Projektes ist zu prüfen ob es in der Frühgravidität zu einer IFNτ induzierten Genexpression in der Leber kommt und welches zelluläre Kompartiment der Leber diese Genexpression zeigt.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Susanne Ulbrich, ETH Zürich, Schweiz

Drittmittelprojekt: Schaumann Stiftung, 26.400 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Die Ketose stellt eine wichtige Stoffwechselerkrankung vor allem der hochleistenden Milchkuh im postpartalen Zeitraum, vorzugsweise in den ersten zwei bis sieben Wochen nach der Geburt (NIELSEN u. INGVARTSEN 2004) dar. Neben endokrinologischen Adaptationen im Bereich der Schilddrüsenhormone und Insulin scheint die somatotrope Achse dabei eine besondere Rolle zu spielen. Vertieftes Verständnis der Regulationsvorgänge kann in Zukunft zur Etablierung neuer Prophylaxestrategien oder Behandlungsmanagements führen, welche die Milchkuh während ihrer metabolischen Höchstleistung in der Transitperiode unterstützen und so einen nachhaltigen Beitrag zur Verbesserung der Tiergesundheit in Milchviehherden leisten.
Ziel des Projektes ist es zu klären, inwieweit sich die antepartale IGF-I Konzentration als Indikator und zur Risikoabschätzung für postpartale subklinische und/oder klinische Ketose eignet und ob Korrelationen der ante partalen IGF-I Konzentrationen mit dem postpartalen Verlauf der Parameter der somatotropen Achse, in Abhängigkeit einer Ketose, bestehen. Darüber hinaus soll geprüft werden, zu welchen Veränderungen es innerhalb der somatotropen Achse nach standardisierter Ketosebehanlung kommt.

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Die Verabreichung von Antibiotika ist grundsätzlich mit dem Risiko verbunden, die Gleichgewichtsbedingungen der mikrobiellen Flora im Dickdarm zu beeinflussen, was beim Pferd in Einzelfällen in einer tödlich verlaufenden Typhlocolitis resultieren kann. Um das Risiko einer Antibiotika-induzierten Typhlokolitis zu reduzieren, werden Prebiotika verabreicht. Beim Pferde liegen nur wenige Studien zur Wirksamkeit von Prebiotika vor. Das Antibiotikum Trimethoprim/Sulfadiazin ist ein Antibiotikum, das in der Pferdepraxis bei verschiedenen Erkrankungen eingesetzt wird. Ziel der Studie ist es, den potentiell protektiven Effekt des Prebiotikums Inulin nach oraler Gabe auf Trimethoprim/Sulfadiazin-induzierte Veränderungen des mikrobiellen Stoffwechsels im Caecum des Pferdes mit Hilfe der Kolonsimulationstechnik (COSITEC) zu untersuchen.

Resultate:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31393892

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)/DLR, 11.862 EUR

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

Projektdetails:
Im Rahmen dieses Projekts werden Daten und Ergebnisse deutscher und australischer Flugerfassungen von Walen im Antarktischen Packeis gemeinsam ausgewertet. Australien (CSIRO und AMMC/ADD) und Deutschland (ITAW) sind derzeit die einzigen Nationen die Flugerfassungen von Walen in der Antarktis durchführen. Flugerfassungen gelten als favorisierte Methode zur Erfassung von Walen in Meereisregionen.
Das Hauptziel des Projektes ist die Erforschung der Beziehung zwischen Walen und Meereis im Antarktischen Ökosystem. Es soll grundlegende Kenntnisse schaffen, die für die Beurteilung des Einflusses von Klimawandel und der Auswirkungen zunehmender menschlicher Aktivitäten im Südlichen Ozean benötigt werden. Die Ergebnisse sollen die Schutz- und Managementbestrebungen internationaler Organisationen wie der IWC, CCAMLR und dem Antarctic Treaty System unterstützen.

Resultate:

Hardly any knowledge exists on the details of the relationship of Antarctic minke whales and sea ice, despite the fact that they are well known to inhabit the ice. Ship-based helicopter surveys conducted by Germany provide valuable data on minke whale occurrences along gradients of sea ice. In Australia, namely at CSIRO, considerable experience exists with regard to model-based evaluation of aerial survey data from Antarctic waters. Therefore, this project aimed to bring together researchers from Australia and Germany to work on the data from antarctica together and to analyze relationships of minke whales and sea ice. The results demonstrate a high correlation of minke whale densities and the position of the edge of the marginal sea ice zone (MIZ), as well as ice density and distance to the shelf edge. The model developed in this study allowed for patio-temporal predictions of minke whale distribution for specific ice-situations.

The results are the first to provide densities of minke whales in sea ice and are thus of value to management organisations such as the IWC.

Kliniken/Institute:
Institut für Tierschutz und Verhalten

Projektdetails:
Es soll herausgefunden werden, ob es einen Unterschied im Flucht- und Erkundungsverhalten bei Pferden in Abhängigkeit von ihrer visuellen Lateralität gibt.

Kliniken/Institute:
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
Paratuberkulose bei Rindern ist eine meldepflichtige Krankheit in Deutschland. Seit 1995 muss die Meldung von Fällen im nationalen Tierseuchnachrichtensystem (TSN) erfolgen. Derzeit gibt es kein nationales obligatorisches Überwachungs- und Bekämpfungsprogramm. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat Empfehlungen für hygienische Anforderungen an das Halten von Wiederkäuern veröffentlicht, welche auch spezifische Hygienemaßnahmen gegen Paratuberkulose enthalten.
Die Studie hat zum Ziel, einen Überblick über die Zusammensetzung der Informationen, die in den TSN-Meldedaten zur Paratuberkulose enthalten sind, zu erlangen. Weiterhin sollen Einflüsse auf die Meldedaten untersucht werden. Föderalismus, Freiwilligkeit, das passive Monitoringsystem, die Meldekaskade sowie die Falldefinition sollen dabei besonders berücksichtigt werden. Schließlich soll ein Überblick erlangt werden über die bestehenden Ansätze für MAP-Überwachung auf regionaler bzw. Bundeslandsebene.
Mehr als 6.600 MAP-Fälle wurden seit 1995 in TSN gemeldet. Jedoch muss berücksichtigt werden, dass Meldungen abhängig von dem Bewusstsein der Meldebeteiligten sind. Dieses Bewusstsein ist getriggert durch regionale Kontrollprogramme oder Kompensationszahlungen. Weiterhin spielen die Bereitschaft des Landwirts und der weiteren Meldebeteiligten zur Untersuchung verdächtiger Rinder eine Rolle. Dies ist insbesondere von Bedeutung, da die offizielle Meldung positiver Testergebnisse den Tierhandel und Export für einige nachfolgende Jahre behindern kann.
Es wurden bereits verschiedene regional freiwillige Programme aufgesetzt, die mit oder ohne finanzielle Entschädigung der Betriebe für Testung und Merzung der Tiere betrieben werden (Nordrhein-Westfalen, Sachsen, Thüringen, Baden-Württemberg, Bayern, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern).
Prävalenzschätzungen auf nationaler Ebene sind derzeit weder mittels der TSN-Daten noch mittels einer Zusammenfassung der regionalen Programme möglich. Dies geht im Wesentlichen darauf zurück, dass die Überwachung in Deutschland freiwillig ist und auf regionaler Ebene unterschiedlich organisiert ist. Systeme sind nicht harmonisiert bezüglich der diagnostischen Tests, des Testregimes, der Falldefinitionen, etc. Eine Entwicklung hin zu einer verbesserten Prävalenzschätzung erfordert die Fortbildung der an der Meldekaskade beteiligten Stakeholdergruppen, wenige Anpassungen in TSN sowie einen Runden Tisch für eine gemeinsame Diskussion der Entscheidungsträger auf regionaler und Bundesebene. Dies können auch die ersten Schritte zu einem harmonisierten Überwachungsprogramm sein.

Paratuberculosis in cattle is a reportable disease in Germany. Since 1995 cases are to be reported in the national Animal Disease Information System (TSN). Currently, no nationwide, mandatory surveillance system is in place, The Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL) provides a guideline for hygienic recommendations for the housing of ruminants, which also offers specific hygiene measures against paratuberculosis.
The study aims at giving an overview of the composition of information in TSN reporting data for MAP. Furthermore, the influences on the reporting data are to be investigated. Federalism, voluntariness, the passive monitoring system, the reporting cascade and the case definition are to be considered especially. Finally, an overview of the existing attempts for MAP surveillance on federal state level should be provided.
More than 6,600 cases have been reported to TSN between 1995 and April 2014. However, it has to be taken into account, that reports are biased by the disease awareness. This is triggered by regional control or compensation programs. Fur-thermore, the willingness of the farmer and the reporter to investigate suspicious cattle for this disease play a role. This is especially important, because positive results might hamper animal trade and export for several subsequent years.
Regional voluntary surveillance system have already been set up with and without financial support of the participating farms for testing or culling of animals (North Rhine-Westphalia, Saxony, Thuringia, Baden-Wuerttemberg, Bavaria, Brandenburg and Mecklenburg-Western Pomerania,).
Prevalence estimation on a national basis is not possible at present, neither from TSN data nor from the regional attempts for active surveillance. Predominant reasons for this are that surveillance in Germany is voluntary and organized on a federal basis in different surveillance systems. These systems are not harmonized regarding diagnostic tests used, test regimen, case definition, etc. A development towards a better prevalence estimation requires (1) training of the stakeholder groups involved in the reporting cascade, (2) a few adjustments in TSN and (3) a round-table for a joint discussion between regional and national decision makers. These may also be the next steps towards a harmonized surveillance programme.

Kooperationspartner:

Institut für molekulare Pathogenese, Friedrich-Löffler-Institut, Jena

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 106.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Fledermäuse sind in den letzten Jahren zunehmend als Reservoir für Viren erkannt worden. Ausgehend von diesem Wirt ist es einer Vielzahl von Viren gelungen, die Speziesbarriere zu überwinden und Tiere oder den Menschen zu infizieren. Das führte zum Teil zu gravierenden Ausbrüchen mit tödlichem Ausgang. Beispiele dafür sind die Coronaviren, die für das schwere akute respiratorische Syndrom (SARS) und für das Middle East respiratory syndrome (MERS) verantwortlich sind, oder das Nipah-Virus aus der Familie der Paramyxoviren, Genus Henipavirus. Während der Nachweis von genomischem Material in Fledermäusen sehr erfolgreich war, ist es sehr schwierig, infektöse Viren aus Fledermäusen zu isolieren. So ist bislang noch keine einzige erfolgreiche Isolierung eines infektiösen Coronavirus aus Fledermäusen berichtet worden. Hier scheint der limitierende Faktor bei der Interaktion der Viren mit den Rezeptoren auf der Zelloberfläche zu liegen. Bei den Paramyxoviren gibt es einige erfolgreiche Virusisolierungen, wenngleich auch hier die Gesamtzahl eher gering ist. Dadurch ist es schwierig, das zoonotische Potential und die damit verbundenen Gefahren für Mensch und Tier abzuschätzen. Gerade bei den Paramyxoviren gibt es zwei interessante Befunde, die es uns ermöglichen, den Tropismus von Fledermausviren näher zu analysieren und damit zu einem besseren Verständnis dieser Infektionserreger zu kommen.
Mit dem Nipah-Virus verwandte Vertreter der Gattung Henipavirus wurden bislang nur in Südostasien aus Fledermäusen isoliert. Genomisches Material von Henipaviren wurde aber auch in Afrika nachgewiesen. Uns ist es erstmals gelungen, bei den Oberflächen-Glykoproteinen (G und F) eines afrikanischen Henipavirus eine biologische Aktivität, nämlich die Synzytienbildung, d.h. die Bildung von Riesenzellen, nachzuweisen. Diese Glykoproteine sind also hinsichtlich Rezeptorbindung und Fusionsaktivität funktionell. In dem beantragten Projekt werden diese beiden Aktivitäten sowie die Fähigkeit, eine Infektion einzuleiten, näher untersucht. Damit sollen die Grundlagen gelegt werden für die erfolgreiche Isolierung eines afrikanischen Henipavirus.
Der genomische Nachweis von Paramyxoviren in Fledermäusen führte auch zur Entdeckung eines Virus, das eine hohe Verwandtschaft mit dem Mumpsvirus aufweist. Auch bei diesem mumps-ähnlichen Virus ist es uns gelungen, mit den Oberflächenproteinen (HN und F) Synzytienbildung zu induzieren. Analog zu dem oben erwähnten afrikanischen Henipavirus werden auch bei dem mumps-ähnlichen Virus die biologischen Aktivitäten der beiden Glykoproteine eingehend untersucht. In diesem Fall wird dadurch die Grundlage gelegt, um ausgehend vom Mumps-Virus durch Mutationsanalyse zu untersuchen, welche Aminosäure-Austausche mit dem Verlust der Humanpathogenität und dem Erwerb der Eigenschaften des Fledermaus-Mumpsvirus verbunden sind.

Kooperationspartner:

Jan felix Drexler

Christian Drosten

Marcel Müller

Andrea Maisner