Forschung

Drittmittelprojekt: DFG WO 1735/6-2, 210.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
The central aim of the first phase of our project was to correlate subzero membrane phase and permeability properties of sperm with their ability to survive freezing and thawing. In addition, biomolecular stability of freeze-dried sperm and physical properties of glasses for dry preservation have been investigated. We discovered that ice formation triggers a membrane phase transition, which is dependent on the ice nucleation temperature, the cooling rate, and the type of cryoprotective agent that is used. Freezing-induced membrane phase changes were used to investigate the cell membrane permeability to water allowing prediction of optimal cooling rates for cryopreservation. Furthermore, we discovered that membranes become permeable for molecules for which they are normally impermeable during freezing, while the cells survive freezing zu beladen. We found that simply exposing cells to freezing can thus be used to load cells with membrane impermeable lyoprotective agents, such as sucrose or trehalose, which preserves chromatin in freeze-dried sperm even under accelerated aging conditions. Whereas in the first phase of this project water and solute transport processes have been predominantly studied at the cellular and membrane level, in the next phase this will be extended to the tissue level and multiple component solutions. Membrane transport parameters of oocytes for water and cryoprotective agents will be determined from cell volume responses in a microfluidic device. Membrane permeabilization during loading cells with cryoprotective agents will be investigated by studying uptake of membrane-impermeable molecules. It is planned to investigate if sodium ions also pass membranes during freezing and if freezing in reduced sodium increases cryosurvival. Diffusion of protective molecules in ovarian tissues and concomitant dehydration will be investigated to develop a mass transport model, which will allow to correlate distribution of protectants with cryosuriviva. Storage stability of cryopreserved specimens will be investigated by studying molecular mobility and membrane transport processes near the glass transition temperature with the aim to develop formulations allowing cryogenic storage at higher temperatures.

Drittmittelprojekt: Förderverein Bioökonomieforschung (FBF e.V.), 39.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
Richtlinien für spermatologische Mindestanforderungen über die Qualität von Ebersperma berücksichtigen bisher nicht die Spermienzahl in der Besamungsportion. Es ist bekannt, dass bestimmte Defizite in der Spermaqualität durch eine erhöhte Spermienzahl in der Besamungsportion kompensierbar sind. Die Kompensierbarkeit ist abhängig von der Art der Abweichung und der Anzahl betroffener Spermien im Ejakulat. Im Ebersperma stellen Plasmatropfen (PT) die häufigste morphologische Fehlform dar. Derzeit liegt der zulässige Grenzwert für diese Abweichung bei 15 % (BRS Richtlinie 2005).Ziel ist es, befruchtungsrelevante Fähigkeiten von Spermien mit und ohne PT vergleichend zu untersuchen. Basierend darauf wird die Kompensierbarkeit von Plasmatropfen durch eine Erhöhung der Spermienzahl in der Besamungsdosis geprüft. Die Erkenntnisse sollen gegebenenfalls bei Anpassung der BRS-Richtlinie berücksichtigt werden.

Resultate:

Animals 2021, 11, 2570. https://doi.org/ 10.3390/ani11092570; https://doi.org/10.3390/ani12202892

Kooperationspartner:

Dr. Heiko Henning, Friedrich-Loeffler Institut Mariensee

Prof. Martin Schulze, Institut für Fortpflanzung landwirtschaftlicher Nutztiere, Schönow

Drittmittelprojekt: DFG SI 1462/4-2, 210.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
The central aim of the first phase of our project was to correlate subzero membrane phase and permeability properties of sperm with their ability to survive freezing and thawing. In addition, biomolecular stability of freeze-dried sperm and physical properties of glasses for dry preservation have been investigated. We discovered that ice formation triggers a membrane phase transition, which is dependent on the ice nucleation temperature, the cooling rate, and the type of cryoprotective agent that is used. Freezing-induced membrane phase changes were used to investigate the cell membrane permeability to water allowing prediction of optimal cooling rates for cryopreservation. Furthermore, we discovered that membranes become permeable for molecules for which they are normally impermeable during freezing, while the cells survive freezing zu beladen. We found that simply exposing cells to freezing can thus be used to load cells with membrane impermeable lyoprotective agents, such as sucrose or trehalose, which preserves chromatin in freeze-dried sperm even under accelerated aging conditions. Whereas in the first phase of this project water and solute transport processes have been predominantly studied at the cellular and membrane level, in the next phase this will be extended to the tissue level and multiple component solutions. Membrane transport parameters of oocytes for water and cryoprotective agents will be determined from cell volume responses in a microfluidic device. Membrane permeabilization during loading cells with cryoprotective agents will be investigated by studying uptake of membrane-impermeable molecules. It is planned to investigate if sodium ions also pass membranes during freezing and if freezing in reduced sodium increases cryosurvival. Diffusion of protective molecules in ovarian tissues and concomitant dehydration will be investigated to develop a mass transport model, which will allow to correlate distribution of protectants with cryosuriviva. Storage stability of cryopreserved specimens will be investigated by studying molecular mobility and membrane transport processes near the glass transition temperature with the aim to develop formulations allowing cryogenic storage at higher temperatures.

Drittmittelprojekt: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, 98.149 EUR

Kliniken/Institute:
Fachgebiet Fischkrankheiten Institut für Parasitologie

Projektdetails:
Die Aufzucht von aquatischen Organismen zur Gewinnung von Lebensmitteln in Kreislaufanlagen in Gebäuden an Land ist aus Gründen des Umweltschutzes (Vermeiden von Nährstoff-Eintrag in Gewässer) und Sicherstellung der Wasserversorgung der Aquakultur angesichts eines stark schwankenden Wasserangebots durch den Klimawandel dringend geboten. Allerdings ist die Technologie hinsichtlich Nachhaltigkeit und Tierwohl noch nicht ausgereift und daher verbesserungswürdig. Die relativ junge und in Europa noch wenig realisierte Biofloc-Technologie (BFT) bietet nach dem derzeitigen internationalen Stand der Kenntnis für die Zielstellung einer nachhaltigen Aquakultur ein bedeutendes Potenzial, das es zu entwickeln gilt. Das Potenzial von BFT-Systemen zur Umweltentlastung bei der Aufzucht von tropischen Riesengarnelen (Litopenaeus vannamei)besteht im Vergleich zu herkömmlichen Kreislaufanlagen darin, dass aus Detritus, Bakterienkolonien und kleinen Wirbellosen bestehende Bioflocken von Garnelen als Nahrung aufgenommen werden können und so zu einer Re-zirkulation von Nährstoffen (Stickstoff, Phosphor, organische Reststoffe), verbunden mit einem reduzierten Ressourceneinsatz (Wasser, Futtermittel), zu einer geringeren Freisetzung von eutrophierenden Stickstoff- und Phosphorverbindungen und letztlich zu einer erhöhten Biosicherheit und Produktivität bei einem niedrigeren spezifischen Energieverbrauch führen. Darüber hinaus kann die Verwendung von Bioflocken, die in ihrer Zusammensetzung der natürlichen Nahrung von Garnelen entsprechen, zu einer Verbesserung des Tierwohls durch verbesserte Fütterung führen.

Kooperationspartner:

Polyplan GmbH, Bremen

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG); Projektleitung in der BfG: Dr. Thomas Taupp, Referat U4 Tierökologie, 230.122 EUR

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

Projektdetails:
Das Elbeästuar ist erheblichen anthropogenen Aktivitäten, wie beispielsweise der Seeschifffahrt, der Fischerei sowie Ausbau und Unterhaltungstätigkeiten ausgesetzt. Der Mündungstrichter bildet die Zufahrt für den Hamburger Hafen und bei Brunsbüttel befindet sich der Eingang zum Nord-Ostsee-Kanal - die Elbe vom Mündungstrichter bis Hamburg ist somit eine der am stärksten befahrenen Wasserstraßen Europas.
Trotz der starken anthropogenen Nutzung dringen auch marine Topprädatoren aus der Nordsee in die Elbe vor. Die Fischbestände der Elbe locken nicht nur Schweinswale bis in den Hamburger Hafen, sondern auch Seehunde nutzen die Elbe und sind bei Niedrigwasser auf den dann freiliegenden Wattflächen zu sehen. Unklar ist jedoch, wie intensiv Seehunde die Tideelbe nutzen, in welchen Gebieten sie fressen, wie standorttreu die Tiere sind und ob es einen regelmäßigen Austausch mit Tieren aus der Nordsee gibt.
Aus diesem Grund sollen an verschiedenen Liegeplätzen in der Tideelbe zwischen Hamburg und dem Mündungstrichter bis zu 10 Seehunde kurzzeitig gefangen, ihr Gesundheitszustand überprüft und mit speziellen Sendern ("SMRU GPS Phone Tags") ausgestattet werden. Da Robben den überwiegenden Teil ihres Lebens im Wasser verbringen, wo man sie nur schwer beobachten kann, stellt die Telemetrie (Aufnahme von Verhaltens- und Umweltdaten mittels elektronischen Geräten) eine sehr nützliche Methode dar, um Kenntnisse über das Verhalten, die Habitatnutzung sowie die Interaktionen zwischen den Tieren und ihrer Umwelt zu erlangen. Die angesprochenen Sender zeichnen die Bewegungen und das Tauchverhalten der Tiere detailliert auf und senden die Daten anschließend über das örtliche Mobilfunknetz, wodurch ein Live-Tracking der Robben ermöglicht wird. Die gewonnenen Daten werden einen Einblick in die Raumnutzung, die Ortstreue und Aktionsradien (Home Ranges) geben sowie eine Abschätzung zu möglichen Konflikten, z.B. mit dem Schiffsverkehr, ermöglichen.
Darüber hinaus sollen im Zuge der Wildfänge noch verschiedene Proben für weiterführende Analysen (z.B. Schwermetallbelastung, Belastung mit organisch-chemischen Substanzen, Nahrungsnetzanalysen etc.) genommen werden.

Resultate:

Abschlussbericht:

Tracking und Untersuchung von Seehunden in der Tideelbe

https://sync.academiccloud.de/index.php/s/l4KcvGJBNRprh4j

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 344.512 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Ziel des Vorhabens ist es im Rahmen der Modell- und Demonstrationsvorhaben (MuD) in ausgewählten Praxisbetrieben mit Masthühnerhaltung ein innovatives Haltungskonzept zu etablieren, dass den hohen Anforderungen an das Tierwohl und der Umwelt gerecht wird. Folgende Ansätze werden im Rahmen des Projektes bearbeitet:
-Strukturierung des Maststalles durch Einbau einer zusätzlichen Ebene mit Kotband für ein artgerechtes Ruhen, der Abtrocknung und dem Abtransport von Kot und einer tierschonenden Ausstallung von Schlachttieren.
-Einrichtung von Aktivitätszonen im Stall, die den Tieren Optionen zum Picken und Staubbaden bieten.
-Getrenntgeschlechtliche Mast indem der Stall mittels Längstrennung in zwei Bereiche durch ein Netz/Gitter geteilt wird.
-Angepasste Fütterung durch Proteinreduzierung bei Supplementierung einiger essentieller und semi-essentieller Aminosäuren (Dl-Methionin, Valin, Isoleucin, Gycin). Dadurch sollen weniger N-flüchtige Stoffe produziert, die Schadgaskonzentrationen im Stall verbessert und die Nährstofffrachten im Mist reduziert.

Kooperationspartner:

Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Praxisbetriebe

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Umwelt-, Naturschutz und nukleare Sicherheit über Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, 26.729 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Ziel des Projektes ist die Beschreibung, Analyse und Bewertung von bestehenden, innovativen und besonders zukunftsweisenden Haltungsverfahren und Techniken zur Emissionsminderung auf Grundlage der BVT (Beste verfügbare Technik)-Kriterien und der IED-Richtlinie und in Anlehnung an das BVT-Merkblatt zur Intensivtierhaltung.

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft , 190.960 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Tiere sind zu einem moralischen Kernthema westlicher Gesellschaften geworden. Alle, die mit Tieren ihr Geld verdienen, sollten entsprechend in der Lage sein, ihre Position begründet zu durchdenken und sie durchdacht darzulegen. Die Erfahrungen der letzten Jahre zeigen aber auch, wie relativ leise die Stimmen aus der Landwirtschaft in einem immer lauter werdenden Konzert zu diesem Thema sind. Ein solides Projekt zur Ethik in der Nutztierhaltung dient in diesem Sinne der Selbstpositionierung nach innen und der Diskursfähigkeit nach außen. Grundlage des Projektes soll eine fundierte angewandt ethische Erschließung der gegenwärtigen Diskussion um die Tierhaltung bilden, aus der zentral ein Handbuch entsteht.

Resultate:

EthOrNu sollte in mehrerlei Hinsicht "Ethische Orientierung für die Nutztierhaltung" bieten: Es sollte für die Beteiligten, die ihr Geld mit Nutztierhaltung verdienen, die moralischen Diskurse in der Gesellschaft verständlicher werden lassen, und zugleich ein Angebot schaffen, sich in diesen Diskursen selbst zu positionieren. Umgekehrt soll es für die an den ethischen Fragen Interessierten relevantes landwirtschaftliches Sachwissen erschließen und einer aufgeklärten Urteilsfindung in Sachen Tierhaltung dienen. Das Novum liegt in dieser Brücke, die von beiden Seiten her beschritten werden kann. Nur in der Verbindung beider Elemente ist eine kompetente Beurteilung der realen und konkreten Verhältnisse in der Nutztierhaltung möglich. Zentraler Baustein dafür ist die Erstellung eines Handbuchs, das für beide Seiten einschlägiges Wissen attraktiv aufbereitet und die Möglichkeit weiterer Nutzung eröffnet. Vom Handbuch aus wird es möglich, Materialien zu entwickeln, die die Ergebnisse auch für die konkrete (Aus-, Weiter-, Fort-) Bildung der tierhaltenden Landwirte erschließen. Weiter wurden zentrale Inhalte und Thesen aus Projekt im Feld erprobt, z.B. bei einer größeren Präsentation der "Entscheidungskaskade" auf dem Tierwohltag in Triesdorf (April 2022). Die Zusammenarbeit mit Projekt "Verantwortung von Beratern in der Nutztierhaltung", ermöglichte außerdem, an mehreren Workshops die wesentlichen ethischen Inhalte des Handbuches mit einer höchst interessanten Zielgruppe, nämlich Beratern in der Landwirtschaft, zu diskutieren.

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.

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
In vivo Studie zu Zugkräften bei der Extraktion eines Kalbes