Forschung

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
Die Kryokonservierung von Hundesperma hat in den letzten Jahren sprunghaft an Bedeutung gewonnen und ermöglicht den Hundezüchtern den Zugriff auf einen umfangreichen Genpool. Die neu entwickelten computergestützten Untersuchungsmethoden, welche bereits routinemäßig im Rahmen der Spermakonservierung von Nutztieren Anwendung finden, werden zum großen Teil auch zur Analyse von Hundesperma eingesetzt. Allerdings beeinträchtigt der Einsatz vieler unterschiedlicher Programme mit jeweils individuellen Settings die Vergleichbarkeit von Studienergebnissen. Auch Zentrifugationsprotokolle mit der Zielsetzung, das Seminalplasma von den Spermien zu separieren, werden nach variablen Kriterien ausgeführt. Ziel dieser Studie ist es, ein Kryokonservierungsverfahren zu entwickeln, in welchem durch Zentrifugation und Resuspension die Spermienzahl pro Paillette auf eine definierte Menge eingestellt werden kann. Des Weiteren soll ein Eidotter-freier Verdünner, dessen Hauptbestandteil als Kryoprotektivum ein Low-Density-Lipoprotein ist, vergleichend zum derzeit herkömmlich verwendeten Tris-Eidotter- Medium erprobt werden. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Eignung des Verdünners für die Spermakonservierung und für die computergestützte Spermaanalyse (CASA).
Neue Erkenntnisse werden erwartet hinsichtlich des Einflusses von Zentrifugationsprotokollen auf die funktionelle Integrität und Konservierbarkeit der Spermien. Durch Anwendung computergestützter Analyseverfahren werden Auswirkungen der Einfrier- und Auftauprozesse auf die Motilität, Plasmamembran, Akrosomintegrität und das Mitochondrienmembranpotenzial der Spermien verdeutlicht.

Resultate:

Die Anwendung der Zentrifugationsprotokolle von 700 x g und 1400 x g resultierten in einem höheren Anteil an motilen Spermien im Vergleich zu 300 x g, die Zentrifu-gationszeit von 5 Minuten wirkte sich positiv auf die Integrität von Akrosom- und Plasmamembranen sowie auf das MMP aus. Auch im Vergleich zu nicht zentrifugierten Proben erwies sich die Zentrifugation in Bezug auf die Memb-ranintegrität als vorteilhaft. Die Resuspension der Spermienpellets auf 100 x 106 Spermien/ml zeigte lediglich anhand eines signifikant höheren kurvolinearen Ge-schwindigkeit (VCL) der Samenzellen einen Vorteil gegenüber den auf 200 x 106 eingestellten Proben. Verdünner-abhängige Unterschiede ergaben sich für die Anteile an Spermien mit geschädigter Plasmamembran (Tris-Eidotter < LDL) und mit geschädigter Akrosom- und Plasmamembran (LDL < Tris-Eidotter), jedoch nicht für den Anteil an Spermien mit intakten Membranen. Bezüglich des Alters der Samenspender zeigten die untersuchten Parameter im aufgetauten Sperma keine Unterschiede. Aus dem Einfrieren von Sperma mit einem erhöhten Anteil an formabweichenden Spermien (Teratozoospermie) resultierte nach dem Auftauen ein signifikant geringerer Anteil an membranintakten Spermien als in den Vergleichsproben mit Normospermie gefunden wurden. Anhand der vorliegenden Ergebnisse ist als erster Schritt nach Erstellung des Basisspermiogramms die Zentrifugation der nativen spermienreichen Fraktion bei 700 x g für 5 Minuten und die Resuspension auf 100 x 106 Spermien/ml im Sinne einer Standardisierung zu empfehlen. Das MMP hat sich nicht als geeigneter zusätzlicher Parameter zur Qualitätsbeurteilung von aufgetautem Hundesperma erwiesen. Trotz der geringeren Partikelzahl im LDL Verdünner war bezüglich der Beurteilbarkeit des aufgetauten Spermas mittels computergestützter Verfahren kein Vorteil zum Tris-Eidotter Verdünner zu erkennen.

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

Projektdetails:
Ziel ist es, ein wissenschaftsbasiertes Konzept zur Qualitätssicherung für die spermatologische Diagnostik in Schweinebesamungsstationen zu etablieren. Dabei sollen sowohl Aspekte der internen als auch der externen Qualitätskontrolle berück-sichtigt werden. Neben der Erstellung von Prüfplänen für Laborgeräte und die verschiedenen Untersuchungsmethoden werden der Umfang und der zeitliche Abstand laborintern stattfindender Ringversuche festgelegt und Zielwerte erarbeitet. Des Weiteren soll ein E-Learning-Modul zur Motilitätsuntersuchung erstellt werden, mit dem Ziel, die Variabilität der Schätzwerte dieses wichtigen funktionellen Parameters zu minimieren.

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Probiotic lactic acid bacteria are highly important for human consumption, yet there is only limited information about their genetic diversity, evolutionary relationships and physiology. Pre-requisites for the acceptation as a food additive are identification on the species and sub-species strain level, as lately discussed in the guiding note on Qualified Presumption of Safety (QPS) of the European Union (EU). These requisites are essential for quality assurance reasons (tracing back, testing the purity of cultures, correct identification) and for safety reasons (differentiation from potential pathogenic strains of the same species, e.g. within the genus Enterococcus). The ability to discriminate among closely related strains allows the specific characterisation of each strain, and further determination of their specific technological and probiotic characters.
The current proposal presents a cooperative research that combines physiological characteristics with genomic approach for the assessment of biodiversity of probiotic bacteria cultures providing accurate differentiation among bacterial strains. Such information will allow to correlate between phenotypic and the genotypic characteristics of diverse probiotic bacteria in order to assess safety implications raised by closely related potentially pathogenic strains of the same species. Provided the safety of the strains next part is to ensure quality parameter of which the most important is the concentration of the bacteria in the product. Traditional cultural methods are labour and time consuming and only specialized laboratories are able to perform the enumeration of probiotic strains. A rapid method adapting cell cytometric measures on bacterial counting will be developed in order to provide reliable quality parameter for probiotic products. Combining expertises and techniques of both Israeli and German groups would allow to significantly contribute to the quality and safety of probiotic cultures in food products.

Drittmittelprojekt: Industrie, 72.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Erhebung von Daten zur Entwicklung von aussagekräftigen mikrobiologischen Kriterien für Campylobacter im Geflügelbestand und im Schlachthof.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. L. Ellerbroek, Bundesinstitut für Risikobewertung

Drittmittelprojekt: Institut für Wildtierforschung, 20.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Verbesserung und Beschleunigung des Tierartennachweises und der Identifizierung von Bakterien bei Wildtierendurch molekularbiologische Methoden (z.B. LAMP).

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: 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.

Drittmittelprojekt: DFG, 226.000 EUR

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

Projektdetails:
Viral-bakterielle Co-Infektionen: Auswirkung von Streptococcus suis auf die Influenzavirus-Infektion in differenzierten porzinen Atemwegsepithelzellen

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: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 79.700 EUR

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

Projektdetails:
Der Seehund ist die häufigste heimische Robbenart im niedersächsischen Wattenmeer. Die Seehundbestände wurden in den Jahren 1988/89 und 2002 durch eine Epidemie, die durch das Robbenstaupevirus hervorgerufen wurde, stark dezimiert. 1988 starben fast 60 % der Seehunde im gesamten Wattenmeerbereich, 2002 wurde etwa die Hälfte der heimischen Tiere tot aufgefunden. In 2014 wurden die Seehunde im Wattenmeer das erste Mal von einer Influenza-H10N7-Infektion heimgesucht. Nach diesen Einschnitten erholte sich die Population jeweils wieder. Auch außerhalb der Epidemien können Seehunde an Infektionen erkranken und sind Träger von auf den Menschen übertragbarer Erreger.
Das vom Niedersächsischen Ministersium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz aus der Jagdabgabe finanzierte Projekt, wird von der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover gemeinsam mit der Seehundstation Nationalparkhaus Norden-Norddeich, dem LAVES IFF Cuxhaven und dem LAVES LVI Hannover und der Nationalparkverwaltung Niedersächsisches Wattenmeer Wilhemshaven durchgeführt. Abgeborgene Seehunde sollen auf ihren Gesundheitszustand hin untersucht werden. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf der Erfassung von Zoonose- und Infektionserregern. Ferner sollen Makromüll bei den Tieren registriert und überprüft werden, ob es Hinweise auf Kegelrobbenprädation gibt. Die Ergebnisse sollen in die Entwicklung eines Infektions- und Hygienemanagementplan fließen.

Resultate:

Die Projektergebnisse der Untersuchungen an toten Seehunden in Niedersachsen, die zwischen 2015 und 2017 erfolgten haben gezeigt, dass eine repräsentative Anzahl von Tieren einer Obduktion und weiterführenden Untersuchungen zugeführt werden können. Die Ergebnisse stellen einen wichtigen Beitrag für die Topprädatoren des Wattenmeeres, dem Trilateralen Wattenmeerabkommen, OSPAR und der Meeresschutzrahmenrichtlinie dar. Die Untersuchungen sollten dringend fortgeführt werden und das Strandungstruhennetz ausgebaut werden.

Die Gesundheitsuntersuchungen der Seehunde basierten bei den toten Tieren hauptsächlich auf den Untersuchungen von diesjährigen (70) und vorjährigen (8) Tieren. Dies ist auf die hohe Erkrankungs- und Mortalitätsrate in diesen Altersgruppen zurückzuführen, die in vielen Robbenpopulationen besteht. Allerdings lagen in diesem Zeitraum auch zwei mehrjährige Tiere zur Untersuchung vor, wovon ein Tier einen guten Erhaltungszustand aufwies.

Die Mehrzahl der geschossenen und tot gefundenen Seehunde war in einem schlechten Ernährungszustand, dies kann bei Jungtieren durch Infektionskrankheiten, Lebensschwäche des Tieres oder dem Verlust der Mutter bedingt sein. Die häufigste Todes- beziehungsweise Erkrankungsursache der Tiere des Totfundmonitorings war eine Parasitose des Respirationstraktes, gefolgt von einer Kachexie und Bronchopneumonie.

Insgesamt gibt es bei den bisher untersuchten Seehunden keine Hinweise auf ein erneutes, virusbedingtes Seehundsterben. Bei keinem der untersuchten Tiere konnte Makromüll, z.B. Plastikmüll oder Fischnetze im Magen-Darmtrakt festgestellt werden, Hinweise auf Anzeichen von Verletzungen durch Prädatoren gab es nicht.

Vergleicht man die Untersuchungsergebnisse mit denen von Seehunden aus Schleswig- Holstein, so wird deutlich, dass das Untersuchungsmaterial dort auch von diesjährigen und vorjährigen Tieren dominiert wird. Bei den Tieren, die um den Geburtszeitraum gefunden wurden, waren ebenfalls Lebensschwäche und Kachexie eine Haupterkrankungs- und Todesursache. Bei etwas älteren Tieren kam eine Bronchopneumonie und Septikämie hinzu. Häufig gefundene mikrobielle Erreger waren in Schleswig-Holstein ebenfalls Streptokokken und Escherichia coli/v. haemolytica. Mit Brucellen und Erysipelothrix rhusiopathiae wurden sowohl in Niedersachsen als auch in Schleswig-Holstein potentiell humanpathogene Keime gefunden, die immer wieder an einen sorgsamen Umgang mit toten und lebenden Seehunden ermahnen. Hinweise auf ein seuchenhaftes virologisches Krankheitsgeschehen ergaben sich in den Untersuchungsjahren weder in Niedersachsen noch in Schleswig-Holstein. Die kombinierten Gesundheitsuntersuchungen von toten und lebenden Seehunden in Schleswig- Holstein haben jedoch gezeigt, dass bestimmte Parameter, wie Antikörper und Antigennachweis für Staupe und Influenza auch bei lebenden Tieren angestrebt werden sollte, um auch eine Bewertung älterer Seehunde mit sicherstellen zu können.

Zum Training der Wattenjagdaufseher wurde ein Handout erarbeitet, das im Rahmen der Fortbildungen der Seehundstation Norddeich an sie verteilt werden wird. Die Informationen des Projektes sollen ebenfalls in zukünftige Ausstellungen in der Seehundstation und den Nationalparkhäusern einfließen.

Kooperationspartner:

Seehundstation Nationalparkhaus Norden-Norddeich

LAVES IFF Cuxhaven und LAVES LVI Hannover

Nationalparkamt in Wilhelmshaven