Forschung

Drittmittelprojekt: Promotionsstipendium der Konrad-Adenauer-Stiftung, 48.600 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Dem Prozess der Epilepsieentstehung geht häufig ein initialer Hirninsult voraus. In der darauffolgenden anfallsfreien Latenzphase können unter anderem inflammatorische Prozesse, eine erhöhte Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke, Neurodegeneration, sowie glukometabolische Abweichungen beobachtet werden. Diese Veränderungen könnne mithilfe nicht-invasiver bildgebender Verfahren sichtbar gemacht werden. In diesem Projekt werden sie unter Nutzung eines Rattenmodells, in dem nach einem identischen epileptogenen Hirninsult Ratten mit und ohne Epilepsieentwicklung verglichen werden können, auf ihre Eignung als prädiktive Biomarker für ein erhöhtes Epileptogeneserisiko evaluiert. Zudem wird die Auswirkung einer neuen Kombinationstherapie zur Epilepsieprävention mithilfe der bildgebenden Verfahren im Hinblick auf den Behandlungserfolg evaluiert.

Kooperationspartner:

J. Bankstahl, PhD, Präklinische Molekulare Bildgebung, Klinik für Nuklearmedizin, MHH; Dr. M. Meier, Kleintier-MRT, Zentrales Tierlabor, MHH; Prof. Dr. W. Härtig, Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung, Universität Leipzig

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bonn, 205.150 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Bats are considered a major host reservoir for different virus families, including paramyxoviruses. Highly pathogenic paramyxoviruses are the henipaviruses Nipah virus (NiV) and Hendra virus. Their natural reservoir are bats of the family Pteropodidae that are prevalent in Southeast Asia. Genomic henipavirus RNA has recently been detected in bat of the species Eidolon helvum. Though infectious henipaviruses have so far not been isolated from African bats, humans that have contact to African bats have been shown to be seropositive for antigen from Asian henipaviruses. To estimate the zoonotic risk of virus transmission from bats to human, it is necessary to isolate infectious virus and analyze the replication. To understand the host specificity and cell tropism of these viruses it is essential to analyze the biological activities of the viral surface glycoproteins that mediate attachment to the cell surface and entry into cells by a fusion event between the viral and the cellular membrane.
Aim of the project is to characterize the surface proteins G and F of the African henipavirus M74. In preliminary work it has been shown that the proteins are less efficient in is to elucidate the interactions between influenza viruses and streptococci during co-infections of porcine airway epithelial cells. This a very focussed project, and thus, we will analyze only how the bacterial pathogen affects the virus infection. As the capsular polysaccharide of S. suis contains 2,6-linked sialic acid, SIV can bind to S. suis via the sialic acid-binding activity of the viral surface protein, haemagglutinin. We will determine the variations in these interactions by comparing different strains and variants of the two agents. Furthermore, it will be analyzed under which conditions and to what extent, the SIV-infection is affected by the SIV-S. suis interaction. This will be investigated not only with immortalized porcine tracheal cells but also with the actual target cells of the two pathogens, i.e. with differentiated airway epithelial cells. The latter will be cultivated as precision-cut lung slices or as air-liquid-interface cultures. In this way, the cells are accessible for reagents to elucidate molecular mechanisms such as the importance of sialic acid by pretreatment with neuraminidase. Apart from the capsular sialic acid, it will also be analyzed whether proteases of S. suis affect the course of the influenza virus infection by enhancing the proteolytic activation of the haemagglutinin which is a prerequisite of the viral fusion activity.

The expected results will increase our understanding how S. suis affects in a co-infection scenario the SIV infection in the porcine respiratory tract. Based on this knowledge it will be possible to investigate in a follow-up project the indirect effects of one pathogen on the other, e.g. by inducing cytokine reactions in epithelial cells or immune cells like macrophages.

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 219.160 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Während für die Haltung säugender Sauen in der ökologischen Tierhaltung freiere Hal-tungssysteme bereits etabliert sind, findet gegenwärtig auch ein Umdenken auf breiterer Basis statt. Es ist zu erwarten, dass in Zukunft im Abferkelbereich eine dauerhafte Fixierung der Sau nicht mehr zulässig sein wird. Allerdings stellt die Umsetzung der Haltung in Freilaufbuchten nicht nur die Tierhalter, sondern auch die Tiere vor neue Herausforderungen. Um in diesem System optimale Gesundheit und Tierwohl bei guten Leistungen zu erfahren, müssen Sauen Eigenschaften besitzen, die bisher in keinem Zuchtprogramm berücksichtigt werden. Die Charakterisierung dieser funktionalen Merkmale und eine mögliche Integration in Zuchtprogramme als Beitrag zur nachhaltigen Tierzucht sind das Ziel dieses Forschungsvorhabens. Hierbei werden Merkmale aus den Bereichen Verhalten, Tiergesundheit und physisches Wohlergehen charakterisiert, erfasst und im Idealfall in das Zuchtprogramm integriert.

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN).

Resultate:

https://orgprints.org/37056/

Drittmittelprojekt: DFG, 150.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Ziel des Projektes ist die Entwicklung der Komponenten und der Nachweis der Funktionsweise einer Implantat-dirigierten Anlieferung von Wirkstoffen auf der Basis magnetischer Prinzipien. Auf diesem Wege soll eine neuartige Möglichkeit etabliert werden, spezifische Wirkstoffe mittels magnetischer Nanopartikel bedarfsabhängig zu einem frei wählbaren Zeitpunkt an magnetisierbaren Implantaten zu akkumulieren und somit die Wirksamkeit bei reduzierter Patientenbelastung zu erhöhen. Die Vision des Projektes ist der Einsatz dieser Technik für verschiedene Implantattypen, die gezielt magnetisiert werden, um temporär Wirkstoffe an den Zielort zu verbringen. Damit sollen die Wirksamkeit der Substanzen erhöht, systemische Nebenwirkungen verhindert und die Anzahl von Implantatrevisionen minimiert werden.

Resultate:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32861030/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30482189/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31941495/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24112871/

Kooperationspartner:

Prof. P. Behrens (Leibniz-Universität Hannover)

Dr. J. Reifenrath (Medizinische Hochschule Hannover)

Drittmittelprojekt: ETH Zürich Tierphysiologie Institut für Agrarwissenschaften, vertreten durch Prof. Susanne E. Ulbrich, 42.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Das Puerperium ist ein wichtiger Zeitraum im Reproduktionsablauf des Rindes. Eine ungestörte uterine Involution nach der Abkalbung legt den Grundstein für eine erfolgreiche Konzeption. Die Uterusinvolution wird durch zahlreiche physiologische und pathologische Faktoren beeinflusst und unterliegt einer hohen interindividuellen Variabilität. Gerade inflammatorische Erkrankungen des Uterus im Puerperium, wie Metritiden und Endometritiden, können eine verzögerten Uterusinvolution zur Folge haben. Bei diesen Erkrankungen wurde eine erhöhte Expression von proinflammatorischen Zytokinen (Interleukin (IL)-1α und β, IL8 und Tumornekrosefaktor (TNF)-α) im Endometrium nachgewiesen. Auch im peripheren Blut zeigten sich erhöhte Werte von proinflammatorischen Zytokinen bei Tieren mit Endometritis. Die Befunde von Endometriumsproben spiegeln allerdings nur eine Momentaufnahme des Involutionsprozesses wider. Periphere Blutproben können durch Elimination bzw. Herkunft der immunologischen Faktoren aus anderen Körperteilen eine falsche Aussage liefern.
Die Katheterisierung der V. ovarica (Ohtani et al., 1998) ermöglicht es, die aktuelle Ausschüttung von hormonellen und immunologischen Faktoren im Puerperium direkt aus dem Genitalapparat kontinuierlich zu erfassen und so in Relation zur Uterusinvolution zu setzen.
Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob immunologische und endokrine Faktoren für die Variabilität der uterinen Involution post partum verantwortlich sind.

Kooperationspartner:

ETH Zürich

Tierphysiologie

Institut für Agrarwissenschaften,

vertreten durch Prof. Susanne E. Ulbrich

Drittmittelprojekt: BMBF (031L0062A), 225.747 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
In vivo Tests zur Entwicklungsneurotoxizität (DNT) benötigen eine enorme Zahl an Versuchstieren, während es für Tausende von vermarkteten Chemikalien bis heute keine Information gibt. Bisherige in vitro Methoden erfassen nur einfach messbare toxikologische Endpunkte, wie Zellviabilität, Zellproliferation und neurochemische Zelldifferenzierung.
Das Ziel ist die Entwicklung eines in situ Testsystem auf Basis eines intakten Heuschreckenembryos zur 3D Erfassung der Störung der axonalen Wegfindung von Pionieraxonen in Körperextremitäten nach Chemikalienexposition (Seidel und Bicker, 2000, Development 127:4541-4549; Eickhoff et al., 2012 PLoS One 7 e41236). Da molekulare und zelluläre Mechanismen der Wachstumskegelnavigation zwischen Evertebraten und Vertebraten konserviert sind, erlaubt die Sensitivität des Assays zuverlässige Aussagen über die DNT beim Menschen. Der Assay wird komplementär zu anderen Testverfahren angelegt und soll ein Spektrum von Endpunkten zur positiven Identifikation von DNT verdächtigen Substanzen liefern. Nach Projektende soll das Testsystem für Routineanwendungen in der Grundlagenforschung zur Verfügung stehen.

Resultate:

Publikationen:

 

Bicker G (2022) Looking at Developmental Neurotoxicity Testing from the Perspective of an Invertebrate Embryo. Int J Mol Sci 23(3):1871. doi: 10.3390/ijms23031871.

 

 

Bode K, Bohn M, Reitmeier J, Betker P, Stern M, Bicker G (2020) A locust embryo as predictive developmental neurotoxicity testing system for pioneer axon pathway formation. Arch Toxicol. 94:4099-4113. https://doi.org/10.1007/s00204-020-02929-6

 

Bode K, Nolte L, Kamin H, Desens M, Ulmann A, Bergmann GA, Betker P, Reitmeier J, Ripken T, Stern M, Meyer H, Bicker G. (2020) Scanning laser optical tomography resolves developmental neurotoxic effects on pioneer neurons. Sci. Rep. 10:2641. https://doi.org/10.1038/s41598-020-59562-7

 

Bergmann GA, Frömbling S, Joseph N, Bode K, Bicker G, Stern M (2019) An intact insect embryo for developmental neurotoxicity testing of directed axonal elongation. ALTEX 36(4):643-649. https://doi.org/10.14573/altex.1901292

Kooperationspartner:

Dr. ing. Heiko Meyer, LZH Hannover

Drittmittelprojekt: DFG, 205.150 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Tick-borne encephalitis virus (TBEV) is an emerging vector-borne pathogen in Europe, transmitted by Ixodes ticks and maintained in rodent reservoirs. There is a remarkable interruption in TBEV geographical distribution spanning across Eurasia to Western Europe. A postulated ‘demarcation line’ appears to separate areas unaffected by TBEV in the western part of Germany and in The Netherlands from endemic areas in the extensive geographical area of Eurasia east of this line.

Drittmittelprojekt: BfN über Con Terra GmbH, 121.428 EUR

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

Projektdetails:
Das Bundesamt für Naturschutz (BfN) ist als Bundesbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau- und Reaktorsicherheit die zuständige Naturschtuzbehörde in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone von Nord- und Ostsee (AWZ). Im Rahmen der Vollzugsaufgaben in der AWZ sind durch das BfN für die Vogelschutzrichtlinie (VRL), Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (FFH-RL) und die Meerestrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) Monitoring Programme durchzuführen. Untersuchungen werden z.B. für Seevögel, marine Säugetiere, Fische, Biotope und das Benthos mit standardisierten Schiffs- und Flugzeug basierten Erfassungen durchgeführt. Weiterhin werden im Auftrag des BfN umfangreiche Flächenkartierungen von marinen Biotopen und Lebensraumtypen durchgeführt. Für die im Rahmen des Monitorings und den Kartierungen anfallenden Daten müssen technisch-elektronische Unterstützungstools für die Datenauswertung, -haltung und -bereitstellung erstellt und gepflegt werden. Das ITAW soll als Subunternehmer der Con Terra GmbH, im Rahmen seiner vorhandenen Expertise im Teilbereich Monitoring mariner Säugetiere das im BfN bestehende System zur Datenhaltung und -nutzung etablieren und weiterentwickeln. Danach sind vorgesehen bisher noch nicht erfasste Daten aus BfN-eigenen Untersuchungen, Daten aus Forschungs- und Entwicklungsvorhaben sowie Daten aus Umweltverträglichkeitsprüfungen (UVP-Eingriffsregelungen) in die gemeinsam aufgebaute und entwickelte Datenbankstruktur einzubinden und die Zugangsmodalitäten für den Endnutzer abzustimmen.

Resultate:

Im Rahmen des Projekts "BfN Datenbank" wurden verschiedene Arbeitspakete bearbeitet.

Im ersten Arbeitspaket lag der Fokus auf der Erstellung eines Erkennungsschlüssels zur Klassifikation von Seevögeln und Meeressäugetieren anhand von Luftbildern. Das Bundesamt für Naturschutz (BfN) führt im Rahmen des nationalen Monitorings für marine Wirbeltiere beobachtergestützte Flüge durch. Durch technische Weiterentwicklungen gibt es mittlerweile alternative Surveymethoden, z.B. digitale, kameragestützte Erfassungen mittels Flugzeug. Diese kameragestützten Surveys wurden im Jahr 2013 als Standard festgeschrieben im Zuge der Aktualisierung des Standarduntersuchungskonzepts (StUK) des Bundesamts für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) zur Untersuchung der Auswirkungen von Offshore-Windenergieanlagen auf Seevögel und Meeressäuger (d.h. Umweltverträglichkeitsprüfungen). Diese digitale Surveymethode könnte auch im Rahmen des nationalen Monitorings des BfN in Zukunft eingesetzt werden. Zur besseren Standardisierung der Identifizierung von Seevögeln und Meeressäugern wurde daher ein Erkennungsschlüssel erarbeitet. Dieser beschreibt die am häufigsten vorkommenden Arten und listet charakteristische Merkmale, welche bei der Identifizierung helfen sollen. Zudem wurde eine Auswahl an Referenzbildern von verschiedenen Digitalsurveys getroffen, anhand welcher diese Merkmale besonders gut zu erkennen sind. Darüber hinaus wurden verschiedene Ansätze zur Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung des Bildmaterials und der resultierenden Ergebnisdaten präsentiert.

Im zweiten Arbeitspaket wurde ein Entwurf für eine Standardarbeitsanweisung ("Standard Operating Procedure" oder kurz SOP) für digitale, kameragestützte Surveys erstellt. Diese SOP soll eine standardisierte Anweisung zur Datenerfassung bei digitalen Surveys ermöglichen. Darüber hinaus wurden drei bereits vorhandene SOPs zur Durchführung von flugzeugbasierter Meeressäugerkartierungen sowie dem Einsatz von Schweinswalklickdetektoren überarbeitet.

 

Coppack T, Töpfer T, Nachtsheim D, Unger B (2019) Erkennungsschlüssel zur Klassifikation von Seevögeln und Meeressäugetieren anhand orthogonaler Luftbilder. Konzeptpapier, Version 1.2, für das Bundesamt für Naturschutz. 110 pp.

Kooperationspartner:

Con Terra GmbH, Generalunternehmer

Dr. Timothy Coppack, Subunternehmer

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 153.474 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Das Tierwohl in der Nutztierhaltung ist einer der wichtigsten Qualitätsindikatoren für viele Verbraucher und von stark wachsender gesellschaftlicher Relevanz. Dabei lässt sich das Tierwohl messtechnisch nur schwer erfassen. Ein wichtiger Indikator für das Tierwohl in der Rinderhaltung ist die Erkennung von Lahmheiten, welche durch Erkrankungen der Klauen und Gliedmaßen entstehen. Ziel dieses Projekts ist es daher, ein System zur automatisierten Frühdiagnostik von Klauenerkrankungen von Rindern zu entwickeln. Der modulare Aufbau des geplanten Systems, welches aus einer Messplattform und einer Auswertungseinheit besteht, ermöglicht eine Anpassung an alle praxisrelevanten Haltungsformen. So sollen sowohl mobile Teststände mit daran angekoppelten Handgeräten oder Smartphone Apps für flexible Messungen, als auch ein Festeinbau in marktübliche Ställe umgesetzt werden. Die von den Systemen erfassten Geräusche sollen direkt über eine eigene Analysesoftware für den Landwirt aufbereitet und Managementoptionen angeboten werden.
Gefördert durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Resultate:

https://www.mdpi.com/2076-2615/9/3/78

Kooperationspartner:

Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik

Hölschner+Leuschner GmbH&Co.KG

Drittmittelprojekt: Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 39.900 EUR

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

Projektdetails:
Der Seehund ist die häufigste heimische Robbenart im schleswig-holsteinischen Wattenmeer. Die Seehundbestände wurden in den Jahren 1988/89 und 2002 durch eine Staupeepidemie und im Jahr 2014 durch eine Influenzaepidemie stark dezimiert. Viele sensible Parameter, die zur Beurteilung des Zustandes der Seehundpopulation im Nationalparkwattenmeer wichtig sind, können am toten Tier nicht mehr beurteilt werden. Hierzu gehören beispielsweise Blutuntersuchungen sowie immunologische und enzymatische Untersuchungen. Daher wurde initiiert neben den toten Seehunden auch die lebenden Tiere auf den Seehundbänken zu untersuchen.
Im Rahmen des Robben-Lebendmonitoring werden Seehunde im schleswig-holsteinischen Wattenmeer mit Netzen gefangen. Neben Mitarbeitern der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover wird diese Aktion mit Hilfe von Mitarbeitern des Landesamtes für Küsten- und Naturschutz, der Seehundjäger und weiteren Helfern durchgeführt. Die Seehunde werden vermessen und gewogen. Es werden Blut-, Haar- und Kotproben sowie Tupfer zur Bakteriologie entnommen. Aufgrund der Proben werden Blutbilder erstellt, blutchemische, zytologische, mikrobiologische, virologische und serologische Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit dem Research Center for Emerging and Infectious Diseases und dem Institut für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover sowie dem Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Justus-Liebig-Universität Gießen durchgeführt. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen werden im Rahmen von anderen Forschungsprojekten und Doktorarbeiten Robben auch mit Telemetriegeräten ausgestattet und auditorisch evozierte Potentiale aufgezeichnet.

Resultate:

Alljährlich finden die zwei Seehundwildfänge auf der Lorenzensplate statt. Diese Fänge werden vom Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN) finanziert, um den Gesundheitszustand der lebenden Seehunde in Schleswig-Holstein zu ermitteln. Im Wesentlichen werden Blutproben aus dem extraduralen intravertebralen Venensinus entnommen, um anschließend das Blutbild- und das Blutchemie-Profil für jedes beprobte Tier zu erstellen, zudem werden die Blutproben serologisch auf Staupe- und Influenza-Antikörper (Influenza zusätzlich mit Nasen-/Maultupfer) mittels Virusneutralisationstests untersucht. Außerdem werden die Tiere auf Antikörper gegen Brucellen, Rotlaufbakterien und Leptospiren-Serovare getestet.

Die Blutwerte der Tiere wiesen in den letzten Jahren insgesamt keine gravierenden Auffälligkeiten auf und lassen den Rückschluss auf eine gesunde Population zu.

Einige Tiere weisen noch Antikörper gegen PDV auf, diese liegen aber nicht mehr im protektiven Bereich. Alle Tiere sind zwar meist äußerlich und nach Untersuchung mittels PCR negativ für Staupe, aber diese Ergebnisse und die der letzten Jahre weisen darauf hin, dass die Population kaum noch protektive Antikörpertiter aufweist und daher bei einem erneuten Staupeausbruch anfällig für diese Krankheit ist. Die aktuellsten serologischen Untersuchungen der Seehunde ergaben, dass zudem einige wenige beprobte Tiere Antikörper gegen Influenza aufweisen und dass zusätzlich die meisten beprobten Tiere Antikörper gegen phocine Herpesviren zeigen. Dies bestätigt einmal mehr, dass das Herpesvirus in der Seehundpopulation im Freiland weit verbreitet ist, es jedoch nicht zu Erkrankungen kommt.

Von den untersuchten Tieren weisen aktuell einige Seehunde Antikörper gegen Rotlauf und Brucellose auf, alle sind jedoch meist negativ für Leptospirose.

Die hohen Seehundbestände, insbesondere in der Nordsee, und die geringe Anzahl an protektivem Antikörpertiter gegen das Staupevirus und das Influenzavirus zeigen, dass jährliche Untersuchungen wichtig sind, um den Gesundheitszustand der Population zu kontrollieren, um im Falle eines auftretenden Massensterbens vorbereitet zu sein und gegebenenfalls protektive Maßnahmen für Tier und Mensch ergreifen zu können.