Forschung

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 306.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Für das Polyphenol Resveratrol (trans-3,5,4?-trihydroxystilben) wurden in den letzten Jahren verschiedene positive Effekte beschrieben. Neben anti-kanzerogenen und anti-inflammatorischen Effekten wurden positive Wirkungen im Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Obesitas und assoziierten Erkrankungen, darunter antihyperglykämische Effekte, beobachtet. Die zu Grunde liegenden Mechanismen werden intensiv erforscht, wobei eine Vielzahl von Signalwegen durch Resveratrol beeinflusst wird.
Aufgrund eines möglichen Einsatzes von Resveratrol als Nahrungsergänzungsmittel wurde bislang im Hinblick auf die Bioverfügbarkeit die intestinale Metabolisierung von Resveratrol untersucht, es liegen jedoch wenige Studien zu Einflüssen von Resveratrol auf die intestinale Nährstoff- und Elektrolytaufnahme vor.
Am porcinen Dünndarm konnte eine signifikante Inhibition der Glucoseaufnahme durch Resveratrol in In-vitro-Versuchen nachgewiesen werden, die zumindest zum Teil unabhängig von intrazellulären Signalwegen stattzufinden scheint. Besonders im Hinblick auf eine antihyperglykämische Wirkung von Resveratrol ist dieser Befund von Bedeutung.
In diesem Projekt soll deswegen zum einen durch funktionelle Studien untersucht werden, ob neben dem intestinalen Glucosetransport weitere Elektrolyt- und Nährstofftransportsysteme durch Resveratrol beeinflusst werden.
Zum anderen soll der zu Grunde liegende Mechanismus weiter aufgeklärt werden. Unter anderem wird in der Literatur eine Resveratrol-vermittelte Aktivierung der AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK) als bedeutsam für seine Wirkung beschrieben. Da eine AMPK-Aktivierung laut Stand der Forschung eine Erhöhung der intestinalen Glucoseaufnahme zur Folge haben sollte, was im Gegensatz zu den o.g. Arbeiten steht, ist von Interesse, ob Resveratrol im porcinen Dünndarm überhaupt zu einer Aktivierung von AMPK führt.
Als ein möglicher Mechanismus, der trotz einer AMPK-Aktivierung zu einer Inhibition des Glucosetransportes führen könnte, ist die Beeinflussung des Membranpotentials als Triebkraft für elektrogene Transportprozesse, genauer die Beeinflussung der Leitfähigkeit von Kaliumkanälen, durch AMPK denkbar. Eine solche Beeinflussung des Membranpotentials wäre jedoch auch direkt durch Resveratrol vermittelbar. Diese Zusammenhänge werden durch funktionelle und molekularbiologische Studien untersucht.
Als Mechanismus, durch den Resveratrol unabhängig von intrazellulären Signalwegen einen Einfluss auf den Nährstofftransport ausüben könnte, soll eine Resveratrol-Transporter-Interaktion am Beispiel des Na+-abhängigen Glucosetransporters 1 untersucht werden. Auch ist eine Einlagerung von Resveratrol in die Zellmembran denkbar, die durch eine Veränderung in der Struktur von Membranmikrodomänen zu Veränderungen in den Aktivitäten intestinaler Elektrolyt- und Nährstofftransporter führen könnte, was durch molekularbiologische Methoden untersucht wird.

Resultate:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30309374

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29510506

Drittmittelprojekt: DFG MA 5202/1-1;-2, 199.700 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
The project aim was to describe and characterize enteric mechanosensitive neurons and their role for sensory processing in the ENS. This was achieved using voltage sensitive dye imaging in primary cultures of guinea pig and human enteric neurons.
The idea at the basis of this project was to advance the knowledge on sensory processing in the ENS and to find novel models that apply for basic enteric neurobiology as well as for disease associated sensorimotor disorders in the gut.

Drittmittelprojekt: EU-Innovative Training Network (ITN) Call: H2020-MSCA-ITN-2014, 221.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Immunologie

Projektdetails:
IMMUNOSHAPE aims at training a new generation of scientists that will be capable of combining state of the art synthesis and screening technology to develop new lead structures for highly selective glycan based multivalent immunotherapeutics for the treatment of cancer, autoimmune diseases and allergy.

Resultate:

Projektergebnisse wurden u.a. publiziert in:

 

1) Monteiro & Lepenies: Myeloid C-Type Lectin Receptors in Viral Recognition and Antiviral Immunity. Viruses 2017, 9(3), pii: E59.

 

2) Artigas, Monteiro, Hinou, Nishimura, Lepenies, Garcia-Martin: Glycopeptides as Targets for Dendritic Cells: Exploring MUC1 Glycopeptides Binding Profile toward Macrophage Galactose-Type Lectin (MGL) Orthologs. J. Med. Chem. 2017, 60(21), 9012-21.

 

3) Mayer, Moeller, Monteiro, Ellrott, Josenhans, Lepenies: C-Type Lectin Receptor (CLR)-Fc Fusion Proteins As Tools to Screen for Novel CLR/Bacteria Interactions: An Exemplary Study on Preselected Campylobacter jejuni Isolates. Front. Immunol. 2018, 9, 213.

 

4) Geissner et al.: Microbe-focused glycan array screening platform. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2019, 116(6), 1958-67.

 

5) Monteiro, Schön, Ebbecke, Goethe, Ruland, Baumgärtner, Becker, Lepenies: The CARD9-Associated C-Type Lectin, Mincle, Recognizes La Crosse Virus (LACV) but Plays a Limited Role in Early Antiviral Responses against LACV. Viruses 2019, 11(3), pii: E303.

http://immunoshape.eu/

Kooperationspartner:

Consortium members from France, Germany, Italy, Netherlands, Spain, UK

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Neonatal sepsis is a major risk factor for childhood mortality. The high susceptibility for septic diseases has been linked to immaturity of neonatal innate immunity. This concept primarily refers to experimental studies that found impaired inflammatory responses of neonatal innate immune cells to microbial challenges. However, one hallmark of sepsis in newborns is an extremely rapid course with a hyperinflammatory immune response. This inconsistency of experimental and clinical findings is currently unsolved indicating that the molecular mechanisms of immaturity and postnatal maturation are still unclear.
In this study we demonstrated that high levels of S100 alarmins at birth transiently induced hyporesponsiveness of phagocytes of healthy neonates compared to adult cells upon microbial challenges. The LPS response of human adult and neonatal Mo was inversely regulated resulting in differential expression of MyD88- and TRIF-dependent gene programs. Basal and LPS-induced transcription patterns in neonatal phagocytes were epigenetically regulated and adapted toward the adult phenotype during the first year of life. S100-induced programming prevented overwhelming inflammation but preserved anti-microbial activities of phagocytes. The biological and clinical relevance of this mechanism was confirmed by significantly higher lethality of S100A9-/- mice in a neonatal sepsis model and the association of lower S100A8/A9-concentrations in human neonates with the risk of septic complications. Our findings indicate that postnatal innate immune reprogramming is a vulnerable phase highly relevant for the resistance or susceptibility of newborns to hyperinflammation and septic diseases.

Resultate:

In neonates S100A8/S100A9 alarmins prevent the expansion of a specific inflammatory monocyte population promoting septic shock.

Heinemann AS, Pirr S, Fehlhaber B, Mellinger L, Burgmann J, Busse M, Ginzel M, Friesenhagen J, von Köckritz-Blickwede M, Ulas T, von Kaisenberg CS, Roth J, Vogl T, Viemann D.

FASEB J. 2017 Mar;31(3):1153-1164. doi: 10.1096/fj.201601083R.

 

S100-alarmin-induced innate immune programming protects newborn infants from sepsis.

Ulas T, Pirr S, Fehlhaber B, Bickes MS, Loof TG, Vogl T, Mellinger L, Heinemann AS, Burgmann J, Schöning J, Schreek S, Pfeifer S, Reuner F, Völlger L, Stanulla M, von Köckritz-Blickwede M, Glander S, Barczyk-Kahlert K, von Kaisenberg CS, Friesenhagen J, Fischer-Riepe L, Zenker S, Schultze JL, Roth J, Viemann D.

Nat Immunol. 2017 Jun;18(6):622-632. doi: 10.1038/ni.3745. Epub 2017 May 1. Erratum in: Nat Immunol. 2017 Sep 19;18(10 ):1173.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Dorothee Viemann, Medizinische Hochschule Hannover

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

Projektdetails:
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Schaffung eines transplantierbaren Nervenimplantates, welches die Regeneration peripherer Nerven untersützt oder sogar beschleunigt. Mit dem "Tissue engineering", d.h. die Züchtung von Geweben, kann man dem Ziel der Herstellung eines Nervenäquivalentes näher kommen.
In dieser Sudie soll nach verbesserten Trägermaterialien für die herstellung von Nervenimplantaten geforscht werden. In früheren Untersuchungen zeigte sich, dass Spinnfäden der Gattung <em>Nephila clavipe</em> Eigenschaften besitzen, welche die Adhäsion und die Proliferation von Zellen förderten und sich somit hervorragend für das "Tissue engineering" von Nerven eigneten.
Gegenstand dieses Projektes ist nun, ein künstliches Nervenkonstrukt aus Spinnfäden im Großtiermodell Schaf auszutesten. Dazu wird unter Narkose ein ca. 6-8 cm langes Stück des Nervus tibialis durch ein Nervenkonstrukt ersetzt. In der Kontrollgruppe wird das entfernte Stück umgedreht wieder eingesetzt (Autolog). Im weiteren Verlauf werden das Allgemeinbefinden und die Sensibilität der Schafe geprüft. Am Ende des Versuches werden die transplantierten Nerven histologisch, immunhistologisch und fluoreszenzmikroskopisch bearbeitet und ausgewertet. Die Arbeiten erfolgen in Kooperation mit der Klinik für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover (Direktor: Prof. Dr. Vogt).

Resultate:

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0016990

Kooperationspartner:

Prof. Dr. P. Vogt (Projektleiter), C. Allmeling, Plastische- Hand- und Wiederherstellunschirurgie, Medizinische Hochschule Hannover

Drittmittelprojekt: Bundesminmisterium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Landwirtschaftliche Rentenbank Frankfurt/Main, 558.507 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Die Pleuropneumonie des Schweines, verursacht durch Actinobacillus pleuropneumoniae stellt eine sehr verlustreiche Infektionskrankheit der Schweine dar. Frühere Forschungsvorhaben (FUGATO-IRAS, -RePoRI) habwen gezeigt, dass rassebedingt Unterschiede in der Empfänglichkeit der Schweine für diesen Infektionserreger existieren müssen.
Ziel dieser Studie ist die Identifikation und Etablierung von Genmarkern mit Assoziation zu Merkmalen der Resistenz gegen die Pleuropneumonie des Schweines bedingt durch eine Infektion mit Actinobacillus pleuropneumoniae (App).

Resultate:

https://link.springer.com/epdf/10.1007/s00335-019-09825-0?author_access_token=jWWNlJ1qMzy1exH4Qv-1Rve4RwlQNchNByi7wbcMAY66bbRjRuyKurpmA67hDfRgq2jnL_a-wcccuZZgo0awHlycM91Is7cqjMFEcLztI2nMFMCqtQLwRPGVOD

Kooperationspartner:

Prof. Dr. G. Reiner, JLU Gießen

Prof. Dr. R. Fries, TU München

Förderverien Biotechnologieforschung e.V.

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Mit der Untersuchung soll folgende Hypothese getestet werden: Die Impfung mit Coxevac® führt in Q-Fieber-positiven Herden zu einem verminderten Antibiotikaverbrauch im Vergleich zu nicht geimpften Q-Fieber-positiven Herden.

Drittmittelprojekt: Niedersächsische Tierseuchenkasse Landesvereinigung der Milchwirtschaft Niedersachsen, 157.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Ziel des Projekts ist die systematische Erfassung von Aufzuchtbedingungen in niedersächsischen Milchviehbetrieben mit hohen Aufzuchtverlusten und Identifizierung relevanter Risikofaktoren. Weiterhin soll ein Praxis-nahes Score-System erarbeitet werden, mit dem das Aufzuchtmanagement in einem Betrieb bewertet werden kann und welches in der Beratung benutzt werden kann.

Drittmittelprojekt: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW, 164.784 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Geflügel
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Das Versuchsfutter unterscheidet sich in zweierlei Hinsicht deutlich von der bisher üblichen Mischfutterzusammensetzung: Zum einen wird der Rohfasergehalt deutlich angehoben, zum anderen soll auch die Zerkleinerungs-/Vermahlungsintensität zurückgenommen werden und schließlich - entfernt zu diesem Basisfutter - auch täglich eine Aufnahme von ganzen/intakten Getreidekörnern möglich sein.

Resultate:

http://opac.tib.eu/DB=5/SET=9/TTL=5/SHW?FRST=5

Drittmittelprojekt: DFG, 254.000 EUR

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

Projektdetails:
Co-Infektionen im Atemtrakt spielen in der modernen Nutztierhaltung, vor allem beim Schwein, eine dominierende Rolle. Die Bekämpfung von Co-Infektionen ist schwierig, da die Pathogenese wesentlich komplexer ist als die von Monoinfektionen. Die Problematik ist seit vielen Jahren bekannt, dennoch gibt es bisher nur wenige wissenschaftliche Erkenntnisse zu den grundlegenden molekularen Interaktionen zwischen Erregern und Wirt bei Co-Infektionen. Im Tiermodell ist dies nur sehr schwer zu analysieren. Umso wichtiger sind geeignete in vitro Co-Infektionsmodelle, die möglichst nahe an die in vivo Situation heranreichen. Im beantragten Projekt planen wir die Etablierung und den Einsatz solcher Modelle und nutzen dafür zwei sehr wichtige Erreger im porcinen Atemtrakt, Influenzaviren und Streptococcus suis. Beide Erreger spielen zudem auch als Verursacher von Zoonosen beim Menschen eine Rolle; insofern hat das Projekt auch eine humanmedizinische Komponente und trägt dem "One-Medicine"-Konzept Rechnung.
Ziel des Projekts ist die Aufklärung von Wechselwirkungen zwischen Streptokokken und Influenzaviren bei der Co-Infektion porciner Atemwegsepithelzellen. Es geht uns sowohl darum, wie sich eine primäre Infektion mit Influenzaviren auf die Empfänglichkeit des Epithels gegenüber einer Infektion mit S. suis auswirkt, als auch darum, wie eine primäre Infektion mit S. suis eine folgende Infektion mit Influenzaviren beeinflusst. Eine unserer Arbeitshypothesen dazu ist, dass eine Primärinfektion mit Influenzaviren zur Expression von Hämagglutinin auf der Epithelzelloberfläche führt und damit einen Rezeptor für die Adhärenz von S. suis zur Verfügung stellt. Umgekehrt könnte eine Primärinfektion mit S. suis zur Reduzierung der Cilienaktivität und damit zu einer erhöhten Empfänglichkeit der betreffenden Zellen gegenüber Influenzaviren führen. Für beide Hypothesen haben wir bereits Hinweise aus Vorarbeiten.
Die erwarteten Ergebnisse aus dem Projekt werden grundlegende Erkenntnisse darüber liefern, wie sich beide Erreger bei Co-Infektionen des porcinen Atemtrakts gegenseitig beeinflussen.

Resultate:

Derzeit ist ein Verlängerungsantrag in Begutachtung.

 

Bisherige Ergebnisse finden sich in folgenden Publikationen:

Meng F, Wu N-H, Seitz M, Herrler G, Valentin-Weigand P. Efficient suilysin-mediated invasion and apoptosis in porcine respiratory epithelial cells after streptococcal infection under air-liquid interface conditions. Sci Rep 2016 May 27; 6:26748. doi:10.1038/srep26748.

 

Tong J, Fu Y, Wu N-H, Rohde M, Meng F, Valentin-Weigand P*, Herrler G*. Sialic acid-dependent interaction of group B streptococci with influenza virus-infected cells reveals a novel adherence and invasion mechanism. Cell Microbiol. 2018; 20:e12818. https://doi.org/ 10.1111/cmi.12818.*equal contribution

 

Vötsch D, Willenborg M, Weldearegay YB, Valentin-Weigand P. Streptococcus suis - the "two faces" of a pathobiont in the porcine respiratory tract. Front Microbiol 2018 Mar 15;9:480. doi: 10.3389/fmicb.2018.00480. (review article)

 

Tong J, Fu Y, Meng F, Krüger N, Valentin-Weigand P*, Herrler G*. The sialic acid binding activity of human parainfluenza virus 3 and mumps virus glycoproteins enhances the adherence of group B streptococci to HEp-2 cells. Front Cell Infect Microbiol. 2018 Aug 17; 8:280. doi: 10.3389/fcimb.2018.00280. eCollection 2018.*equal contribution

 

Meng F, Tong J, Vötsch J, Willenborg M, Herrler G, Wu N, Valentin-Weigand P. Viral co-infection replaces effects of suilysin on adherence and invasion of Streptococcus suis into respiratory epithelial cells grown under air-liquid interface conditions Infect Immun. 2019 Jul 23;87(8). pii: e00350-19. doi: 10.1128/IAI.00350-19. Print 2019 Aug.