Forschung

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Projektträger DLR, 217.069 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
In den letzten Jahren wurden neben Arboviren, die eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit darstellen, eng verwandte Viren aus der gleichen Virusfamilie beschrieben, welche durch ihre Insektenspezifität als nicht-humanpathogen oder wirbeltierpathogen angesehen werden. Diese Apathogenität gegenüber Mensch und Wirbeltier macht die insektenspezifischen Viren zu einem interessanten Modell für Arboviren, deren Evolution und Wechselwirkung mit Vektoren. Insektenviren haben weiterhin das Potential Arbovirus-Übertragungen zu hemmen und so direkt zu einer Verbesserung der öffentlichen Gesundheit beizutragen. In dieser Studie soll eine interdisziplinäre Herangehensweise, bestehend aus virologischer, verhaltensbiologischer und ökologischer Sicht, einen Fortschritt in der Vektorkontrolle erzielen. Hierbei soll die Interaktion von Culex pipiens molestus Mücken mit Insektenviren und insektiziden Wirkstoffen näher erforscht und die Anwendbarkeit einer solchen trilateralen Interaktion in der integrierten Stechmückenbekämpfung untersucht werden.

Resultate:

Heinig-Hartberger, M.; Hellhammer, F.; Zöller, D.D.J.A.; Dornbusch, S.; Bergmann, S.; Vocadlova, K.; Junglen, S.; Stern, M.; Lee, K.-Z.; Becker, S.C. (2023) Culex Y Virus: A Native Virus of Culex Species Characterized In Vivo. Viruses 15: 235. https://doi.org/10.3390/v15010235

https://doi.org/10.3390/v15010235

Kooperationspartner:

Dr. Kwang-Zin Lee, Frauenhofer IME

Drittmittelprojekt: Landesmittel und Mittel der Europäischen Union aus dem Europäischen Landwirtschaftsfond für die Entwicklung des ländlichen Raums (ELER) im Rahmen des Programms zur Förderung der Entwicklung im ländlichen Raum Niedersachsen und Bremen 2014 bis 2020, 49.319 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Klauen- und Gliedmaßenprobleme zählen zu einer der häufigsten Abgangsursachen bei Milchkühen und stellen damit ein zentrales Problem in Milchviehherden dar. Neben frühzeitigen Tierabgängen als negatives Resultat von Klauen- und Gliedmaßenerkrankungen stellt bereits das Lahmheitsauf-kommen in Milchviehbeständen ein großes Problem dar. Die Lahmheit ist ein Zeichen starker Schmerzen, weshalb die Kuh eine Schonhaltung einnimmt. Die empfundenen Schmerzen verursachen dem Tier Stress, es fühlt sich extrem unwohl, verändert sein Sauf-, Fress- und Liegeverhalten, was wiederum zu Stoffwechsel-, Fruchtbarkeits- und weiteren Gesundheitsproblemen führt. Dem Tierschutzgesetz folgend sind unnötige Schmerzen, Leiden und Schäden von Tieren fern zu halten.
Ziel dieser Untersuchungen ist es, die Korrelation zwischen Fettpolster der Klaue, Rückenfettdicke, Stoffwechsellage, Laktationsstadium und allgemeinem Gesundheitsstatus innerhalb eines Lebenszyklus einer Kuh zu identifizieren.

Kooperationspartner:

Landwirtschaftliches Bildungszentrum Echem der Landwirtschaftskammer Niedersachsen (LBZ Echem)

Ludwig-Maximilians-Universität München, Tierärztliche Fakultät, Lehrstuhl für Anatomie, Histologie und Embryologie (LMU München), vertreten durch Herrn Prof. Dr. Johann Maierl

Lünehöfe KG, Echem, vertreten durch Herrn Tim Philipp Junge

Agrarproduktion Breitenworbis GmbH & Co KG, vertreten durch Herr Wilfried Sondermann

Praxisbetrieb (Futterbaubetrieb) des Kompetenzzentrum Klaue des LBZ Echem, vertreten durch Herrn Lars Schulz

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

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

Kliniken/Institute:
Klinik für Heimtiere Reptilien und Vögel

Projektdetails:
Gliedmaßenfrakturen stellen einen Großteil der orthopädischen Erkrankungen bei Kaninchen dar. Die Arbeit soll die verschiedenen Frakturtypen- und lokalisationen vergleichend analysieren und die Diagnostikverfahren untersuchen. Weiterhin sollen die Spätfolgen der Frakturpatienten systematisch, sowohl klinisch als auch mit bildgebenden Verfahren, untersucht werden um Rückschlüsse auf gewählte Therapieoptionen ziehen zu können.

Kooperationspartner:

Multicenterstudie, FU Berlin, Vetsuisse Uni Zurich

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 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: DFG, 329.905 EUR

Kliniken/Institute:
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: 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: Europäische Union, 291.966 EUR

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

Projektdetails:
Im Zuge der Globalisierung etablieren sich Arten zunehmend außerhalb ihres ursprünglichen Verbreitungsgebiets. Solche Arten werden als invasiv bezeichnet, wenn sie in ihren neuen Habitaten die Biodiversität bedrohen oder wirtschaftlichen Schaden anrichten. In der EU-Verordnung Nr. 1143/2014 zu gebietsfremden invasiven Arten wurden Maßnahmen zur Prävention von Einbringung und zum Management von bereits etablierten Arten festgelegt und 2017 im Bundesnaturschutzgesetz umgesetzt. Auf einer Unionsliste werden invasive Arten von EU-weiter Bedeutung geführt: unter anderem Nutria (Myocastor coypus) und Bisam (Ondatra zibethicus). Beide Arten sind semiaquatische Säugetiere, die ursprünglich aus Süd- bzw. Nordamerika stammen und sich in Europa durch Auswilderungen im 20. Jahrhundert ansiedeln konnten. Die Tiere sind in ganz Deutschland etabliert und verbreiten sich zunehmend auch in den Niederlanden und Belgien. Sie graben Erdbauten an Ufern pflanzenreicher Gewässer und fressen Ufervegetation, Feldfrüchte oder auch Muscheln. Ihre Schadwirkung kann seltene Tier- und Pflanzenarten, Wasserbauanlagen und landwirtschaftliche Nutzflächen betreffen.
Mit dem Projekt Life-MICA (Management of Invasive Coypu and MuskrAt in Europe) haben sich Institutionen aus Deutschland, Belgien und den Niederlanden in einem Projekt des EU-Life-Programms zusammengeschlossen, um grenzübergreifende Managementstrategien für Nutria und Bisam zu entwickeln und innovative Methoden zur Populationskontrolle zu testen (Projektlaufzeit 2019 bis 2023). Auf deutscher Seite sind das Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und die Landwirtschaftskammer Niedersachsen beteiligt. In mehreren Projektgebieten in den drei teilnehmenden Ländern werden Gewässerproben auf das Vorhandensein von DNA-Material von Nutria und Bisam untersucht (environmental-DNA) und Kamerafallen aufgestellt, die Aufnahmen der beiden Arten selektieren, um eine Besiedlung möglichst frühzeitig zu erkennen. Durch genetische Untersuchungen von gefangenen Tieren und Bestimmung von Verwandtschaftsverhältnissen zwischen Populationen soll außerdem die Identifikation von Zuwanderungsrouten gelingen. Darüber hinaus werden in den Projektgebieten Lebendfallen getestet, die nur bei den Zieltierarten Nutria und Bisam schließen und dadurch Beifänge geschützter Tierarten wie Biber und Fischotter verhindern. Zusätzlich vernetzt sich Life-MICA mit anderen Initiativen auf dem Gebiet der invasiven Arten und schafft durch Öffentlichkeitsarbeit ein Bewusstsein für die Problematik. Dadurch ermöglicht es die Basis für ein langfristig erfolgreiches Konzept zum Populationsmanagement für Nutria und Bisam in Europa.

Resultate:

Cartuyvels E, Huysentruyt F, Brosens D, et al. Dataflows in support of cross-border management of muskrat (Ondatra zibethicus) and coypu (Myocastor coypus): the LIFE MICA approach. Management of biological invasions. 2024;15(3):455-470.

https://doi.org/10.3391/mbi.2024.15.3.09

Kooperationspartner:

Waterschap Revierenland