Forschung

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung über Projektträger Jülich/Forschungszentrum Jülich GmbH, Rostock, 443.773 EUR

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

Projektdetails:
Der Lebensraum mariner Säugetiere ist stark durch anthropogene Nutzungen in Nord- und Ostsee geprägt. Marine Säugetiere reagieren empfindlich auf Stressoren, wie den Schiffsverkehr, den Ausbau der Offshore-Windenergie, die Verschmutzung oder die Fischerei. Diese Aktivitäten können zu einer Degradierung des Lebensraums für Meeressäuger führen, da es häufig zu Habitatverlusten oder Zerschneidungen kommt.
Das in der ersten Phase von CoastalFutures entwickelte interdisziplinäre und skalenübergreifende End-to-End (E2E) Modellsystem wird in der zweiten Phase erweitert, um das Vorkommen mariner Säugetiere unter verschiedenen Zukunftsszenarien zu modellieren. Dieses neuartige Werkzeug bietet nun die Möglichkeit, die Auswirkungen des Klimawandels und anthropogener Aktivitäten auf Indikatorarten durch die Generierung einer virtuellen Umgebung zu untersuchen. So können in Phase II erstmals Simulationen zur Wirksamkeit verschiedener Managementmaßnahmen zum Schutz und Erhalt von Meeressäugerpopulationen durchgeführt und damit Handlungswissen zur Implementierung politischer Entscheidungen bereitgestellt werden. Mittels multifaktorieller Bewertung wird der Einfluss des Unterwasserlärms auf Seehunde infolge des Ausbaus der Offshore-Windfarmen (?-WFs) auf Populationsniveau abgeschätzt. Hierbei werden Tierbewegungsmodelle um Aspekte der Tierphysiologie erweitert, sodass Effekte auf das Energiebudget integriert werden können, während zusätzlich die Auswirkungen weiterer Stressoren und Managementmaßnahmen unter Berücksichtigung zukünftiger Klimabedingungen betrachtet werden. Zudem werden potenzielle Auswirkungen, wie die Rolle von OWFs als künstliche Riffe und die Lärmauswirkungen auf marine Säugetiere, analysiert und bewertet, um negative und positive Effekte zu erforschen. Dies wiederum führt zu einer quantitativen Einschätzung der Nahrungs und Lebensgrundlage für marine Säugetiere sowie der Belastung durch Stressoren in den Meeresschutzgebieten.

Kooperationspartner:

-Helmholtz-Zentrum Hereon, Institute of Coastal Systems - Analysis and Modeling

-Leibniz Institute for Baltic Sea Research, Warnemünde

-Technische Universität Braunschweig, Leichtweiß-Institute for Hydraulic Engineering and Water Resources

-Thünen-Institut (TI für Seefischerei, TI für Ostseefischerei)

-Leibniz Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut

-Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven

-Technische Universität Hamburg, Institute of River and Coastal Engineering

Assoziierte Partner:

-Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie

-Deutscher Wetterdienst

-Bundesanstalt für Wasserbau

- Bundesamt für Naturschutz

Drittmittelprojekt: UBA, 299.799 EUR

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

Projektdetails:
Mit dem Abschmelzen des Eises in der Arktis werden neue Gebiete für Schifffahrtsrouten, seismische Ölexploration, Rohstoffgewinnung für neue Technologien (z. B. Seltene Erden) und andere anthropogene Aktivitäten zugänglich. All diese Aktivitäten können sich auf Wale und Delfine auswirken.
Studien an Ratten und Menschen zeigen, dass verschiedene Chemikalien (einschließlich PCB und Schwermetalle) Gehörschäden verursachen können und/oder die Auswirkungen von Lärmbelastung verstärken. Ein Zusammenhang zwischen Hörverlust und hohen PCB- oder Schwermetallkonzentrationen bei Walen wurde bisher jedoch noch nicht festgestellt.
Ziel dieses Projekts ist es, die Auswirkungen von Lärm und chemischer Verschmutzung auf das Gehör von Walen und Delfinen in der Arktis zu ermitteln und zu quantifizieren. Da Wale und Delfine bei all ihren täglichen Aktivitäten auf das Gehör angewiesen sind, ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie sich Unterwasserlärm und chemische Verschmutzung (oder die kumulativen Auswirkungen beider Stressfaktoren) auf das Gehör von Walen und Delfinen auswirken könnten.
Zu diesem Zweck werden wir Ohren von gestrandeten oder legal bejagten Walen analysieren und ergänzende Techniken anwenden, um Läsionen im Ohr zu identifizieren, die mit Lärmbelastung vereinbar sind. Proben von Blubber und/oder Leber derselben Tiere werden auf ausgewählte Schadstoffe untersucht, um die Konzentrationen persistenter organischer Schadstoffe und chemischer Elemente zu bestimmen und sie mit den Ergebnissen der Ohranalysen zu korrelieren. Wenn möglich, werden die Ergebnisse des PIONEER-Projekts mit umfassenden Post-Mortem-Befunden jedes einzelnen Tieres korreliert, um die Auswirkungen des allgemeinen Gesundheitszustands auf die spezifischen Befunde zu ermitteln, aber auch um festzustellen, wie die kumulativen Auswirkungen der Exposition (d. h. Lärm und chemische Verschmutzung) die Gesundheit der Wale beeinflussen können.
Der neuartige Ansatz von PIONEER, der die Ergebnisse der Analyse von Hörstrukturen und Schadstoffkonzentrationen bei mehreren Walarten in verschiedenen Ländern entlang der Arktis kombiniert, wird unser Verständnis für die Auswirkungen von Unterwasserlärm auf das Gehör und von chemischer Verschmutzung auf die Gesundheit wildlebender Populationen verbessern.

Kooperationspartner:

Prof. Annika Jahnke (Helmholtz Zentrum für Umweltforschung - UFZ)

Prof. Krishna Das (Universität Lüttich, ULiege)

Dr. Marianna Pinzone (Universität Lüttich, ULiege, und Norwegisches Polarinstitut)

Drittmittelprojekt: DFG, 482.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Streptococcus suis kolonisiert häufig den oberen Respirationstrakt von Schweinen, kann aber auch schwere systemische Erkrankungen, wie Meningitis und Septikämie, verursachen. Die Pathogenese einer S. suis-Infektion sowie die Rolle der Virulenzfaktoren, vor allem des Poren-bildenden Toxins Suilysin (SLY) und der D-Alanin-D-Alanyl-Carrier-Ligase (DltA), sind nach wie vor nicht vollständig geklärt. Bislang weiß man, dass SLY verschiedene Wirtszellen durch Porenbildung schädigt und eine entzündliche Immunantwort auslöst. Die D-Alanylierung von Lipoteichonsäuren in der Zellwand durch DltA macht S. suis widerstandsfähiger gegenüber antimikrobiellen Peptiden (AMPs) und der Phagozytose durch Neutrophile.
Unser Ziel ist es, die Rolle von SLY und DltA während der Kolonisierung des porzinen Atemtraktes durch S. suis, seiner Ausbreitung über den Blutkreislauf und der Invasion des Zentralnervensystems zu klären. Dabei werden wir uns auf ihren Einfluss auf die Interaktion zwischen Monozyten/Makrophagen und Neutrophilen fokussieren. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Wirtskompartimente die Expression von sly und dltA unterschiedlich beeinflussen und umgekehrt, dass SLY und DltA die angeborene Immunantwort des Wirtes beeinflussen, indem sie die Interaktion zwischen den Immunzellen modulieren und so zum Schutz von S. suis vor Abwehrmechanismen des Immunsystems beitragen.
Um dies zu untersuchen, werden wir komplexe Zellkultursysteme verwenden, die die drei Hauptkompartimente des Wirtes sehr genau nachbilden: eine Co-Kultur von ausdifferenzierten primären porzinen respiratorischen Epithelzellen und Alveolarmakrophagen, porzine Präzisionslungenschnitte, ein rekonstituiertes Vollblut-System und das Blut-Zerebrospinalflüssigkeit-Barriere-Modell. Diese Modelle werden mit einem S. suis Serotyp 2 Wildtyp-Stamm (wt), den isogenen Deletionsmutanten Δsly, ΔdltA und ΔdltAΔsly, sowie den entsprechenden komplementierten Mutanten infiziert.
Zunächst werden wir die sly- und dltA-Expression in den drei Kompartimenten mittels quantitativer real time-PCR und Western Blotting analysieren. Danach werden wir die Antwort der Monozyten/Makrophagen und Neutrophilen auf eine Infektion mit dem S. suis wt und den jeweiligen Mutanten untersuchen. Dabei werden wir uns auf die Bildung von Neutrophil Extracellular Traps und reaktiven Sauerstoffspezies, die Phagozytoseaktivität und die Freisetzung von bestimmten Zytokinen und AMPs konzentrieren. Zum Schluss werden wir untersuchen, wie infizierte Monozyten/Makrophagen Neutrophile, im Hinblick auf ihr Transmigrationsverhalten, ihre Phagozytoseaktivität und ihre Immunreaktion, beeinflussen und umgekehrt.
Die genauere Untersuchung der angeborenen Immunantwort auf eine Infektion mit S. suis in den drei unterschiedlichen Wirtskompartimenten wird uns ein besseres Verständnis darüber vermitteln, wie sich S. suis von einem harmlosen Kommensalen zu einem invasiven Erreger entwickeln kann und welche Rolle dabei SLY und DltA spielen.

Kooperationspartner:

Dr. Sophie Öhlmann (Institut für Bakteriologie und Mykologie, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig)

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 155.950 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Beschreibung:
Das kanine Staupevirus (CDV) ist ein hochkontagiöses Morbillivirus, welches bei Hunden und Wildkarnivoren schwere systemische und respiratorische Erkrankungen verursacht. Das angeborene Immunsystem spielt eine zentrale Rolle in der Pathogenese verschiedener viraler Atemwegserkrankungen, allerdings ist das Wissen über pulmonale Abwehrmechanismen bei Hundestaupe noch lückenhaft. Das geplante Projekt basiert auf unseren Vorarbeiten, in denen gezeigt werden konnte, dass Zellen des angeborenen Immunsystems CDV transportieren und für die Infektion des respiratorischen Epithels verantwortlich sind. Außerdem führt eine Störung antiviraler Signalwege in Immunzellen zu einer verstärkten Freisetzung des Virus aus der Lunge. Im ersten Teil des Projekts soll der polarisierende Effekt von CDV auf Immunzellen in vitro näher untersucht werden. Hierzu werden phänotypische Veränderungen und immunologische Parameter von infizierten Lungen- und Blutmakrophagen sowie die Reifung von dendritischen Zellen mittels Durchflusszytometrie und globalen Transkriptomanalysen gemessen. Außerdem werden gemischte Leukozytenkulturen sowie Migrations-, Phagozytose- und Stickstoffmonooxid-Assays zur Bestimmung von virusbedingten funktionellen Störungen durchgeführt. Im zweiten Teil wird der Einfluss der Makrophagen-Polarität und der Reifung dendritischer Zellen auf den Viruseintritt in das respiratorische Epithel und die Fähigkeit modulierter Immunzellen das Virus auf Atemwegsepithelien zu übertragen, anhand von Air-Liquid-Interface-Kulturen und Lungengewebs-Präzisionsschnitten untersucht. Darüber hinaus werden zytopathische Effekte und ultrastrukturelle Veränderungen, wie virusinduzierte Zilienpathologien und Apoptosen, sowie die Regenerationsfähigkeit von infizierten Gewebskulturen bestimmt. Die Studien werden mechanistische Einblicke in die Dysfunktion der pulmonalen angeborenen Immunität bei CDV-Infektionen und deren Auswirkungen auf die Pathogenese der Krankheit liefern. Die Ergebnisse sollen damit zur Entdeckung therapeutischer Ansätze bei respiratorischen Infektionen und zur Verhinderung der Virusübertragung auf andere Wirte beitragen.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 155.950 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Beschreibung:
Das kanine Staupevirus (CDV) ist ein hochkontagiöses Morbillivirus, welches bei Hunden und Wildkarnivoren schwere systemische und respiratorische Erkrankungen verursacht. Das angeborene Immunsystem spielt eine zentrale Rolle in der Pathogenese verschiedener viraler Atemwegserkrankungen, allerdings ist das Wissen über pulmonale Abwehrmechanismen bei Hundestaupe noch lückenhaft. Das geplante Projekt basiert auf unseren Vorarbeiten, in denen gezeigt werden konnte, dass Zellen des angeborenen Immunsystems CDV transportieren und für die Infektion des respiratorischen Epithels verantwortlich sind. Außerdem führt eine Störung antiviraler Signalwege in Immunzellen zu einer verstärkten Freisetzung des Virus aus der Lunge. Im ersten Teil des Projekts soll der polarisierende Effekt von CDV auf Immunzellen in vitro näher untersucht werden. Hierzu werden phänotypische Veränderungen und immunologische Parameter von infizierten Lungen- und Blutmakrophagen sowie die Reifung von dendritischen Zellen mittels Durchflusszytometrie und globalen Transkriptomanalysen gemessen. Außerdem werden gemischte Leukozytenkulturen sowie Migrations-, Phagozytose- und Stickstoffmonooxid-Assays zur Bestimmung von virusbedingten funktionellen Störungen durchgeführt. Im zweiten Teil wird der Einfluss der Makrophagen-Polarität und der Reifung dendritischer Zellen auf den Viruseintritt in das respiratorische Epithel und die Fähigkeit modulierter Immunzellen das Virus auf Atemwegsepithelien zu übertragen, anhand von Air-Liquid-Interface-Kulturen und Lungengewebs-Präzisionsschnitten untersucht. Darüber hinaus werden zytopathische Effekte und ultrastrukturelle Veränderungen, wie virusinduzierte Zilienpathologien und Apoptosen, sowie die Regenerationsfähigkeit von infizierten Gewebskulturen bestimmt. Die Studien werden mechanistische Einblicke in die Dysfunktion der pulmonalen angeborenen Immunität bei CDV-Infektionen und deren Auswirkungen auf die Pathogenese der Krankheit liefern. Die Ergebnisse sollen damit zur Entdeckung therapeutischer Ansätze bei respiratorischen Infektionen und zur Verhinderung der Virusübertragung auf andere Wirte beitragen.

Drittmittelprojekt: Volkswagenstiftung, 657.600 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Eine potentiell flächendeckende Wiedervernässung der Moore zwecks Revitalisierung und CO2-Speicherung führt über die extensive Nutzung zum Anfall ligninreicher Primärbiomasse, die nicht effizient für die klassische Tierhaltung nutzbar ist. Diese Biomasse kann bisher maximal energetischen Zwecken dienen, was aber in Zukunft im Sinne einer ehrgeizigen Energiewende und Kreislaufwirtschaft nicht mehr zielführend ist. Im Rahmen diese Projektes soll die Lignozellulosestruktur der organischen Rohstoffe technisch durch Vorbehandlungen aufgebrochen werden und die dann insgesamt besser verdauliche Biomasse anschließend für eine dezentrale Insektenproduktion genutzt werden. Modellhaft sollen Standard-Insektenlarven (schwarze Soldatenfliege) und Spezialitäten (Mehlwurm, Grillen etc.) aufgezogen werden. So sollen skalierbar hochwertige Rohstoffe für die Heimtierernährung oder perspektivisch neuartige Lebensmittel produziert werden.

Kooperationspartner:

Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V., Quakenbrück

Dr. Kashif ur Rehman

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), 630.245 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung
Wissenschaft für innovative und nachhaltige Geflügelhaltung

Projektdetails:
Das Projekt "FUETURE" zielt darauf ab, regionale Futtermittelressourcen effizienter zu nutzen, um Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Energieeffizienz in der Masthähnchenproduktion zu verbessern. Es soll ein innovativer Ansatz entwickelt werden, der auf der Verwendung anpassungs- und widerstandsfähiger nachhaltig angebauter Futterpflanzen sowie bisher kaum genutzter heimischer Kulturen basiert. Durch die Reduktion des Imports nicht nachhaltig erzeugter Sojaprodukte aus Übersee soll die Nachhaltigkeit gestärkt werden. Das wissenschaftliche Ziel besteht darin, regionale Futterrationen unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien und Verfügbarkeit von Koprodukten zu entwickeln, um den ökologischen Fußabdruck des Hähnchenfleischs zu verringern. Durch innovative Futtermitteltechnologien und eine präzise Supplementation von Ergänzungsfuttermitteln sollen Umweltwirkungen signifikant reduziert werden. Das Projekt strebt eine Stärkung der nachhaltigeren regionalen Lebensmittelproduktion an und unterstützt die deutsche Nachhaltigkeitsstrategie.

Kooperationspartner:

KWS Lochow GmbH, Technische Hochschule Bingen, IFF Braunschweig

Drittmittelprojekt: Pfizer, 246.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Durch Zecken übertragene Krankheiten stellen ein großes gesundheitliches Problem dar, wobei die Borreliose und die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) zu den wichtigsten gehören. Obwohl bekannt ist, dass insbesondere mit Borrelien infizierte Zecken nahezu allgegenwärtig sind, gibt es kein flächendeckendes und umfassendes Bild der Zeckeninfektionsraten und damit des menschlichen Infektionsrisikos. Anhand einem Stichprobensatz von Tausenden von Zecken soll erstmals ein verlässliches Bild der Borrelienprävalenz in Deutschland erhalten werden.
Die gewonnenen Daten über Zeckeninfektionen ermöglichen zusammen mit den Daten zur Zeckendichte aus dem vorherigen Projekt die Identifizierung von Faktoren, die mit einer hohen lokalen Borrelienprävalenz zusammenhängen.
Zusätzlich werden Zeckenpools von ausgewählten Standorten, z.B. FSME-Endemiegebieten oder solchen, in denen FSME-Fälle beim Menschen im jeweiligen Landkreis aufgetreten sind, auf FSME-Virusinfektionen untersucht.

Resultate:

Topp, A.-K., Springer, A., Mischke, R., Rieder, J., Feige, K., Ganter, M., Nagel-Kohl, U., Nordhoff, M., Boelke, M., Becker, S., Pachnicke, S., Schunack, B., Dobler, G., Strube, C. (2023) Seroprevalence of tick-borne encephalitis virus in wild and domestic animals in northern Germany. Ticks and Tick-Borne Diseases 14, 102220

Kooperationspartner:

Prof. Dr. G. Dobler, Nationales Konsiliarlabor für FSME, München

Dr. V. Fingerle, Nationales Referenzzentrum für Borrelien, Oberschleißheim

Dr. O. Kahl, tick-radar GmbH

Prof. Dr. U. Mackenstedt, Universität Hohenheim

Prof. Dr. M. Pfeffer, Universität Leipzig

Drittmittelprojekt: CEPI via Wageningen Bioveterinary Research, 1.012.106 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Klinische Studie der Phase I/IIa, unter endemischen Bedingungen (in den ostafrikanischen Ländern Uganda und Kenia), um die Sicherheit und Immunogenität eines rational konzipierten abgeschwächten Lebendimpfstoffs gegen das Rifttalfieber-Virus in einer relevanten Zielpopulation zu untersuchen.

Drittmittelprojekt: DAAD, 24.705 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Aposematism and crypsis are contrasting antipredator strategies. In the color polymorphic Oophaga pumilio, phylogenetic analyses have shown that populations with cryptic and aposematic coloration might have evolved independently in different islands. Two other species, O. granulifera and O. vicentei also display cryptic and aposematic color morphs in geographically isolated populations. Particularly, phylogenetic analyses of the evolution of these contrasting antipredator strategies can improve our understanding on the evolution of polymorphism in aposematic species. This project aims to uncover the molecular signatures of selection present in the genes of three Oophaga species that experienced independently evolved cryptic and aposematic phenotypes. To this effect, we look forward to elucidate the phylogenetic relationships of the genus and quantify the variation in gene expression and allelic frequencies using state-of-the-art methods.

Kooperationspartner:

Dr. Evan Towney, Goethe Universität Frankfurt, Biologicum