Forschung

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Die Erfassung und Bewertung von Emotionen bei Tieren gewinnt zunehmend an Interesse. Zum einen weil die Öffentlichkeit zunehmend für den Tierschutz sensibilisiert ist zum anderen da Labortiere als Modellspezies für die Entwicklung von Psychopharmaka dienen. Die zuverlässige Bewertung von Emotionen ist nach wie vor eine wissenschaftliche Herausforderung, da Emotionen nicht nur das Ergebnis automatischer physiologischer Reaktionen sind, sondern auch einer kognitiven Bewertung unterliegen (Kalat & Shiota, 2007). So kann die emotionale Wahrnehmung einer Situation von individuellen Faktoren wie der eigenen Persönlichkeit oder Erfahrung abhängen. Um Tierwohl bewerten zu können, ist es von Bedeutung verlässliche Methoden zur Erfassung des emotionalen Zustandes eines Tieres zu entwickeln. Zwar gibt es Möglichkeiten den Zustand eines Tieres über physiologische Messungen (z.B. Blutabnahme, Implantate zur Messung der Herzfrequenz) zu erfahren, jedoch sind diese Maßnahmen invasiv und geben keine Aussage über die emotionale Valenz des Zustandes (eine erhöhte Herzfrequenz tritt sowohl bei negativen als auch bei positiven Emotionen auf). Eine Alternative bieten Verhaltenstests mit denen Persönlichkeit von Tieren als auch die emotionale kognitive Bewertung einer Situation getestet werden kann. Eine Möglichkeit die kognitive Bewertung zu testen, ist die "Judgement Bias Task". Die Tiere lernen einen positiven und einen weniger positiven Stimulus zu unterscheiden und entsprechend zu reagieren. Anschließend wird ihnen ein unbekannter ambivalenter Stimulus präsentiert. An ihrer Reaktion lässt sich einschätzen, ob ein Tier "optimistisch" (wählt wie bei positivem Stimulus) oder "pessimistisch" (wählt wie beim weniger positives Stimulus) ist. Diese Erkenntnisse werden eine bessere Bewertung von Emotionen bei Tieren erlauben und können im späteren Verlauf genutzt werden, die Auswirkung verschiedener Haltungsbedingungen, Umgebungsanreicherungen oder pharmakologischer Effekte auf die Emotionen eines Tieres zu untersuchen.

Drittmittelprojekt: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 57.600 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Geflügel

Projektdetails:
Enterococcus cecorum (EC) ist ein zunehmend relevanter bakterieller Erreger bei Masthühnern und die Erkrankung ist weltweit verbreitet. Erkrankte Tiere zeigen meist in der zweiten Mastphase Lahmheiten aufgrund von Entzündungen an Brustwirbeln und Hüftgelenken. Die Mortalität kann über 10 % betragen, zudem steigen Verwurfraten und der Arzneimitteleinsatz erheblich. EC-Infektionen gelten als Hauptursache für die hohe Therapiehäufigkeit in der Masthühnerhaltung. Sie stellen zudem ein erhebliches Tierwohlproblem dar, da Knochenentzündungen mit hoher Wahrscheinlichkeit starke Schmerzen verursachen.

Managementpraktiken wie Antibiotikatherapien oder der prophylaktische Einsatz können problematisch sein, da sie Resistenzen begünstigen und dem Antibiotika-Stewardship widersprechen. Daher sind alternative Strategien dringend erforderlich, darunter Impfprogramme, züchterische Ansätze, Managementmaßnahmen in der Elterntierhaltung und Brüterei sowie der Einsatz von Futterzusätzen. Bisher fehlen jedoch wissenschaftlich gesicherte Nachweise für die Wirksamkeit dieser Methoden.

Untersuchungen zeigen, dass EC in der Umwelt mindestens sechs Monate überleben kann und selbst nach Reinigung und Desinfektion in bestimmten Bereiche der Stalleinrichtung nachweisbar bleibt. Da nur ein Teil der Stämme pathogen sind, könnte eine gezielte Sanierung von Elterntierhaltungen, Brütereien und Mastanlagen die Weiterverbreitung eindämmen. Eine effektive Reinigung und Desinfektion sind essenziell. In der Praxis kommen vor allem Aldehyde, quaternäre Ammoniumverbindungen, Kresole, Sauerstoffabspalter und organische Säuren zum Einsatz. Auch physikalische Verfahren wie UV-Bestrahlung oder Ozon-Begasung werden genutzt. Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen hängt von Faktoren wie Wirkstoffkonzentration, Applikationstechnik, Entfernung organischer Rückstände und baulichen Gegebenheiten ab. Defizite in diesen Bereichen können zur Erregerpersistenz und nachfolgenden Infektionen führen.

Bei anderen Enterococcus-Spezies wurde für einzelne Stämme eine reduzierte Sensitivität gegenüber chemischen Desinfektionsmitteln nachgewiesen, für EC liegen jedoch bislang keine entsprechenden Daten vor. Klinische Isolate von Enterococcus faecium aus Krankenhäusern zeigen zudem eine abnehmende Empfindlichkeit gegenüber alkoholischen Desinfektionsmitteln.

Die Ziele des Forschungsprojekts:

-Untersuchung der Empfindlichkeit von EC gegenüber verschiedenen Bioziden
-Analyse der Wirksamkeit von UV-Bestrahlung als physikalisches Desinfektionsverfahren

Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zur Optimierung von Desinfektionsstrategien in der Geflügelhaltung beitragen, den Antibiotikaeinsatz reduzieren und so sowohl die Tiergesundheit als auch das Tierwohl verbessern.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) , 322.642 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eisenbasierter Werkstoffe mit antibakterieller Wirkung als innovative Implantatwerkstoffe zur Vermeidung von Implantat-Infektionen. Diese stehen dem Nutzen der Implantate gegenüber und sind mit erheblichen Belastungen von Patient*innen und Folgekosten verbunden. Bei Infektionen entsteht auf der Implantatoberfläche ein Biofilm, der die verursachenden Keime vor dem Immunsystem und Therapien schützt. Auch bei hohen medizinischen Standards kann eine Infektion nicht vollständig ausgeschlossen werden, sodass die zunehmende Verbreitung von u.a. multiresistenten Keimen Fortschritte in der Medizintechnik gefährdet. Derzeit eingesetzte inerte Werkstoffe sind meist ohne Berücksichtigung der Infektionsproblematik entwickelt worden. Daher werden zunehmend verschiedene Ansätze zur Modifikation von Implantaten, z. B. durch die Freisetzung von antibakteriell wirksamen Silberionen, adressiert. Im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes sollen oberflächennahe Phasen einer degradierbaren Silberlegierung in Kombination mit einem inerten eisenbasierten Implantatwerkstoff eingestellt und genutzt werden, um eine angepasste Silberkonzentration zur Infektionsvermeidung freizusetzen. Geringe Dosen sind ausreichend, da die Ionen direkt am Zielort frei werden und so die abschirmende Wirkung des Biofilmes umgangen werden kann. Die vollständige Unlöslichkeit von Eisen und Silber ineinander ermöglicht die Einstellung dieser Silberphasen, erschwert aber im Gegenzug die Prozessierung. Pulvermetallurgische Verfahren, wie das pulverbettbasierte selektive Laserstrahlschmelzen (LPBF), ermöglichen die Verarbeitung von pulverförmigen Mischungen der einzelnen Materialkomponenten. Im eisenbasierten, inerten Werkstoff 316L sollen mittels LPBF gezielt oberflächennahe Phasen einer degradierbaren, im Eisen unlöslichen, funktionalen Silberlegierung eingestellt werden, die in einer gezielten Freisetzung von Silberionen resultieren. Um die Biokompatibilität von freigesetzten Degradationspartikeln zu untersuchen, sollen Primärzellen (Osteoblasten) und Zelllinien (u.a. Fibroblasten und Endothelzellen) für die Untersuchung herangezogen werden. In den Zellen werden mögliche Stressreaktionen auf den Legierungskontakt durch die Freisetzung von Entzündungsmediatoren und Veränderungen im Zellstoffwechsel erfasst. Um antibakterielle Eigenschaften der Legierung näher zu charakterisieren, werden darüber hinaus verschiedene Szenarien einer Co-Inkubation von Bakterien und Zellen untersucht.

Resultate:

https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/538437364?language=en

Drittmittelprojekt: Verbände, 54.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Kliniken/Institute:
Fachgebiet Allgemeine Radiologie und Medizinische Physik

Projektdetails:
Im Rahmen von chemischen Synthesen und darauffolgender moderner spektroskopischer Studien werden zielgereichtet Modifikationen des Ammoniumeisenhexacynoferrates untersucht.

Kooperationspartner:

Dr. Damian A. Motz, Leibniz Universität Hannover

Drittmittelprojekt: BMEL, 318.427 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Projekt wird am DIL e.V., Quakenbrück durchgeführt.
Im Rahmen dieses Projektes soll ein Konzept zur Gewinnung und Aufbereitung der Proteine aus Bierhefen in möglichst hoher nativer und funktioneller Form im Pilotmaßstab entwickelt und bewertet werden. Die Proteine und andere wertgebende Stoffe der Hefen sind zum größten Teil innerhalb der Zellen lokalisiert und somit für konventionelle Gewinnung durch Extraktion oder Fällung nicht leicht zugänglich. Um den Zugang zu den Proteinen zu erhöhen, ist deshalb ein Zellaufschluss notwendig. Weiterhin haften an den Hefen Reststoffe des Brauprozesses an. Diese sind unter anderem Gluten oder Bitterstoffe aus dem Hopfen. Im ersten Schritt soll deshalb ein Prozess entwickelt werden, um die Bitterstoffe und das Gluten, so weit wie technisch möglich zu entfernen (AP 1). Anschließend werden die Hefezellen physikalisch aufgeschlossen, sodass die im Zellplasma gelösten Proteine austreten können. Dazu werden in diesem Forschungsvorhaben zwei mechanische Verfahren angewendet: (1) Elektroporation mittels gepulster elektrischer Felder (eng. Pulsed Electric Fields, PEF, AP 3), und (2) Hochdruckhomogenisierung (eng. Ultra-High-Pressure Homogenization, UHPH, AP 2). Nach dem Zellaufschluss werden die Zellwandbestandteile von der proteinreichen Suspension/Lösung nach dem Prinzip der Trennung mittels Dichte bzw. Zentrifugalkräften in einem Tellerseparator getrennt. Weiter sollen die gewonnenen Proteine aufbereitet und stabilisiert werden und auf deren sensorische, techno-funktionelle und ernährungsphysiologische Eigenschaften (AP 4) sowie deren Eignung an Beispielen zur Herstellung von Lebensmittelprodukten untersucht werden (AP5). Nachdem der Prozess für Brauereihefen etabliert ist, wird er mit Hefen aus anderen Quellen validiert (AP 6). Mit den während der Untersuchung gewonnenen Daten wird als Abschluss eine Ökobilanzierung (LCA, AP7) durchgeführt, mit der die Nachhaltigkeit der gewonnenen Proteine mit der von Soja- und Milchproteinen verglichen werden soll. Im Zuge dieser wird der ganze Prozess mit einbezogen, d. h. es wird auch der Energiebedarf der neuen Technologien einbezogen und mit dem Herstellungsprozess von Soja- und Milchproteinen verglichen. In Zusammenarbeit mit den Industriepartnern soll die Umsetzbarkeit und die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens bewertet (AP 8) werden.

Kooperationspartner:

Elea Technology GmbH, Leiber GmbH

Drittmittelprojekt: Landwirtschaftskammer Niedersachen , 227.674 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Seit der Abschaffung der Käfighaltung in Deutschland 2010 werden viele Legehennen in alternativen Haltungsformen mit Freilandzugang gehalten. In Niedersachsen leben ca. 23 % der Legehennen in konventioneller Freilandhaltung und ca. 16 % in ökologischer Haltung. Besonders dort steigt der Druck durch Darmparasiten, da sich Wurmeier im Auslauf anreichern und nur begrenzte Biosicherheitsmaßnahmen zur Verfügung stehen.
Ein Wurmbefall kann zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen, zu Leistungseinbußen, Magen-Darm-Schäden und im schlimmsten Fall zum Tod der Tiere führen. Die effiziente Wurmbekämpfung bei Legehennen stellt vor allem Freiland- und Ökobetriebe vor eine große Herausforderung, der es mit einer strategischen Planung, gezielten Maßnahmen und anschließender Erfolgskontrolle zu begegnen gilt.
Das Projekt "WURM-Frei" beschäftigt sich mit alternativen Maßnahmen zur Reduzierung des Wurmbefalls in Legehennenbeständen mit Freilandzugang. Über die Projektlaufzeit von 3 Jahren werden 50 Herden für je einen Produktionsdurchgang begleitet. Durch die kontinuierliche Erfassung von Managementmaßnahmen und der regelmäßigen Kontrolle der Parasitenbelastung, sollen Rückschlüsse auf die Effektivität verschiedener betriebsindividueller Maßnahmen getroffen werden.
Im Zuge des Projektes wird zudem eine Web-Anwendung entwickelt, die es Legehennenhaltern und - halterinnen zukünftig erleichtert, das Risiko für eine erhöhte Wurmbelastung in ihren Herden zu identifizieren und effektiv Gegenmaßnahmen einzuleiten.

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- Deutsche Forschungsgemeinschaft, 456.829 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Das Ziel des Projektes PREGROW ist die Erstellung eines Einzelzellprofils auf der Basis der Genexpression einzelner Nuklei der Hypophyse und ihrer nachgeschalteten Gewebe vergleichend in Miniaturschweinen und größeren Schweinen. Dieser Studienansatz soll bei der Suche nach entscheidenden genetische Faktoren helfen, die das Wachstum eines Körpers steuern. Hierbei stehen wir vor einer großen Herausforderung: Die Körpergröße ist ein Phänotyp, der den gesamten Organismus betrifft, und an dessen Entstehung viele verschiedene Organe beteiligt sind. Aus diesem Grund ist zu erwarten, dass sich auch die zugrundeliegenden entscheidenden regulativen Mutations-Effekte komplex darstellen. Aus diesem Grund zielt das Projekt PREGROW darauf ab, die genetische Landschaft der Wachstumsachse und deren involvierter Gewebe im Schwein zu studieren, um die Interpretation von Mechanismen der Geninteraktion und zugrundeliegender Mutationseffekte zu erleichtern. Dazu wird mit aus vorangehenden Wachstums- und Größenstudien gewonnenen genomweit assoziierten Loki ein funktionelles Enrichment durchgeführt, um jene einem bestimmten Zelltypen zuzuordnen. Damit sollen solche Gene identifiziert werden, die sich in großen Schweinen im Vergleich zu Miniaturschweinen differentiell darstellen und damit sehr wahrscheinlich, zusätzlich zu der hormonell gesteuerten GH/IGF-Achse, wichtige Regulatoren für das präpubertäre Wachstum des Schweines darstellen.

Kooperationspartner:

Prof. Malte Spielmann, Universität zu Lübeck

Drittmittelprojekt: DBU, CULT-Stiftung, 81.550 EUR

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

Projektdetails:
This project serves the long-term purpose of protecting the species of the yellow-bellied toad, Bombina variegata, which is highly endangered in Germany and Central Europe. In many areas, the yellow-bellied toad only occurs in secondary, i.e. anthropogenically modified, habitats such as quarries. The populations are often isolated, too small, and suffer from inbreeding and genetic impoverishment. Previous studies have also shown that yellow-bellied toads use different life cycle strategies in different habitats. These differences suggest that the species has adapted to local ecological conditions, and these adaptations are potentially manifested in the genome. The project aims to improve the genetic and ecological information available about the species in order to make practical conservation more effective. For this purpose, DNA samples from German, French and Swiss yellow-bellied toad populations, which have already been sampled in previous projects, are examined using genomic methods (RADSeq). In addition, toads in Germany will be sampled in the few natural habitats where they still occur. The genomic results are then correlated with ecological data (habitat type, local climate). The results provide evidence as to whether yellow-bellied toads are adapted to their local habitat (anthropogenic vs. natural) or to their local climate at the molecular level. The aim is to identify specific candidate genes that mediate this local adaptation. Furthermore, species distribution models based on climatic data should show where suitable habitats are for the yellow-bellied toad today and in the future - also with a view on climate change. The results obtained will be discussed with scientists and species protection specialists in a workshop. In follow-up projects, so-called genetic rescue will be used for small, isolated occurrences to stabilize them, and larger populations will be genetically upgraded. Genetic rescue projects based on genomic information are innovative since so far they have been successfully implemented in species protection in only a few countries.

Kooperationspartner:

Prof. Jean-Paul Léna, Dr. Hugo Cayuela, Benjamin Monod-Broca, University of Lyon;

Dr. Mirjam Nadjafzadeh, NABU Niedersachsen; Fabian Droppelmann, Chance 7