Forschung

Drittmittelprojekt: MWK Niedersachsen / VW Stiftung, 7.400.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Pathologie
Institut für Tiergenomik
Institut für Biochemie
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie
Institut für Immunologie

Projektdetails:
N-RENNT (Niedersachsen Research Network on Neuroinfectiology) aims to start a neuroinfectiology research network in Lower Saxony fostering and boosting this young and important interdisciplinary field. N-RENNT will be established by implementing both focused research projects and an advanced and specific training program for graduate students. Structure-building measures as well as sustainability of the project are guaranteed by lasting support by the Speaker University (University of Veterinary Medicine Hannover, TiHo).

Kooperationspartner:

-Max Planck Institute of Experimental Medicine Göttingen, Clinical Neuroscience, Neurogenetics

-Technical University Braunschweig, Zoological Institute, Division of Cellular Neurobiology

-Institute for Experimental Infection Research, -Twincore -Center for Experimental and Clinical Infection Research -Helmholtz Center for Infection Research,Infection Genetics -University Medical Center Göttingen, Department of Neuroimmunology

- Hannover Medical School, Department for Clinical Immunology and Rheumatology,Department of Neuroanatomy

Institute of Immunology, Institute of Virology, Clinical Neuroanatomy and Neurochemistry

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Die Studie untersucht den Einfluss von Futter auf Fitness und Beweglichkeit bei alten Hunden. Das Futter ist reich an Antioxidantien, Vitamin B12 und L-Carnitin. Diese Inhaltsstoffe gelten ernährungsphysiologisch als förderlich für Gelenke und Muskulatur. Mit der Studie soll geprüft werden, ob ein solches Futter die Bewegungslust und damit die Lebensqualität älterer Hunde verbessern kann. Dies wird anhand von computergestützter Ganganalyse und der Messung des Laktatwertes nach Belastung überprüft. Außerdem wird untersucht, ob die Alterung von Zellen verlangsamt werden kann (Telomerlängenmessung).
Als Untersuchungsgut dienen Schäferhunde. 40 Hunde, die über 8 Jahre alt sind, und für die Kontrollgruppe 40 Hunde zwischen 1 Jahr und 4 Jahren. Diese werden für 6 Monate mit dem zu untersuchenden Futter oder einem Kontrollfutter gefüttert. Bei der Ganganalyse wird auf einem Laufband die Bewegung der Hunde untersucht, dazu werden kinetische und kinematische Aufnahmen gemacht. Außerdem werden eine Allgemeinuntersuchung, eine orthopädische Untersuchung und eine Blutuntersuchung (großes Blutbild, Laktatwertbestimmung, Telomerlängenmessung) durchgeführt. Der Laktatwert wird nach einem Belastungstest erneut bestimmt. Nach 3 und nach 6 Monaten werden die Hunde nochmal kontrolluntersucht.

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Die Beladung von Zellen mit verschiedenen Molekülen für therapeutische Ansätze ist ein wichtiger Bereich der Molekularmedizin. Hierbei bieten besonders Primär- und Stammzellen großes Potential zur Entwicklung therapeutischer Ansätze. Konventionelle Methoden stoßen dabei jedoch besonders bei sensitiven und schwer zu manipulierenden Zellen oftmals an die Grenzen des Möglichen. Daher sind alternative Methoden zur Beladung von Zellen mit verschiedenen Moleküle für therapeutische und diagnostische Zwecke laufend im Fokus der Molekularmedizin, um Zellen für therapeutische Ansätze in einer ausreichenden Zellzahl zu manipulieren.
Mit der am Laser Zentrum Hannover, AG Biophotonische Bildgebung und Manipulation, entwickelte neuartigen Methode der Goldnanopartikelvermittelten (gold nanoparticle mediated; GNOME) Lasertransfektion ist es möglich, diverse bioaktive Moleküle wie z.B. genetisches Material oder Proteine ins Zellinnere zu schleusen. Diese neuartige Methode nutzt für eine transiente Membranpermeabilisierung Plasmonenresonanzen, die durch Laserbestrahlung auf Gold-Nanopartikeln hervorgerufen werden. Durch die Membranpermeabilisierung erfolgt dann direkt die molekulare Beladung von Zellen. Da es sich bei der GNOME-Lasertransfektion um einen physikalischen Prozess handelt und es somit keine aktive Beteiligung der Zelle gibt, ist diese Methode im Gegensatz zu anderen konventionellen Methoden weitestgehend unabhängig vom bearbeiteten Zelltyp. Mit dieser Methode ist es möglich einen hohen Durchsatz mit gleichzeitig einhergehender zellschonender Behandlung zu erreichen und somit genügend Zellen für therapeutische Ansätze in adäquater Zeit zu manipulieren.
In dem vorliegenden Projekt sollen Zellen mit rekombinanten Proteinen wie u.a. dem Mobility Group Box 1 (HMGB1) beladen werden. Hintergrund ist ein therapeutischer Ansatz welcher auf die Vakzinierung mit modifizierten Immunzellen zur Behandlung von Leukämie zielt. Durch die angestrebte Beladung von Zellen mit rekombinantem HMGB1 soll eine gesteigerte Immunreaktion nach der Vakzinierung erreicht werden. Das HMGB1 Protein hat extrazellulär eine proinflammatorische (entzündungsfördernde) Wirkung und soll nach einer Stimulation der manipulierten Zellen lokal immunstimulatorisch auf andere Zellen wirken, welche wiederum aktiv an der Eliminierung von Tumorzellen beteiligt sind.
Zur Überprüfung der Machbarkeit werden Zellen in vitro mittels GNOME-Lasertransfektion mit rekombinantem HMGB1 Protein beladen. Im ersten Schritt der Studie werden Proteine in verschiedenen Konzentrationen in verschiedene eukaryontische Zelllinien eingebracht um eine "therapeutische Dosis" zu evaluieren. Im Folgenden wird eine erfolgreiche Stimulation mit ausgewählten Zytokinen und damit die gesteuerte Abgabe des künstlich eingebrachten rekombinanten HMGB1 in das extrazelluläre Medium angestrebt. Hierfür werden verschiedene Analysemethoden wie Flow Zytometrie, Western Blot und PCR eingesetzt. Ebenfalls können in den ex vivo Versuchen grundlegende Fragestellungen zu den Auswirkungen des HMGB1 Proteins auf Zellen sowie die Stimulation geklärt werden. Fernziel des Projektes ist es, die manipulierten Zellen als Tumorvakzine einzusetzen.

Kooperationspartner:

Biomedizinische Optik, Biophotonische Bildgebung und Manipulation, Laser Zentrum Hannover e.V., Dr. T. Ripken, Dr. H. Meyer, Dr. M. Schomaker

Klinik für Innere Medizin III - Hämatologie, Onkologie, Palliativmedizin, Universität Rostock, Prof. Dr. C. Junghanß

Drittmittelprojekt: MWK Niedersachsen / VW Stiftung , 7.400.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Tiergenomik
Institut für Biochemie
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie
Institut für Immunologie

Projektdetails:
N-RENNT (Niedersachsen Research Network on Neuroinfectiology) aims to start a neuroinfectiology research network in Lower Saxony fostering and boosting this young and important interdisciplinary field. N-RENNT will be established by implementing both focused research projects and an advanced and specific training program for graduate students. Structure-building measures as well as sustainability of the project are guaranteed by lasting support by the Speaker University (University of Veterinary Medicine Hannover, TiHo).

Kooperationspartner:

-Max Planck Institute of Experimental Medicine Göttingen, Clinical Neuroscience, Neurogenetics

-Technical University Braunschweig, Zoological Institute, Division of Cellular Neurobiology

-Institute for Experimental Infection Research, -Twincore -Center for Experimental and Clinical Infection Research -Helmholtz Center for Infection Research,Infection Genetics -University Medical Center Göttingen, Department of Neuroimmunology

- Hannover Medical School, Department for Clinical Immunology and Rheumatology,Department of Neuroanatomy

Institute of Immunology, Institute of Virology, Clinical Neuroanatomy and Neurochemistry

Kliniken/Institute:
Anatomisches Institut

Projektdetails:
In vivo und in vitro Untersuchungen zum Nachweis immunzellvermittelter Ausschüttung von Zytokinen

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Akio Miyamoto, Universität Obihiro, Japan

Drittmittelprojekt: DAAD

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
The Phyllostomidae are the largest, and a highly diverse, bat family in the Neotropics due to an adaptive radiation to different diets ranging from insects to small vertebrates, blood, fruit, pollen, nectar and blossoms. Three common frugivorous bat species, C. perspicillata, C. castanea and C. sowellii, occur sympatrically and feed predominantly on Piperaceae in their natural habitat, which implies that they compete for the same food resources. The present project addresses the microhabitat use of the three species in order to investigate the mechanisms to avoid direct competition. We study the choice of food sources focusing on the effects of food quantity and the accessibility of food resources. In addition, we investigate direct inter- and intraspecific competition during feeding.

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Das maligne Lymphom ist eine der häufigsten Tumorerkrankungen des Hundes. Das canine Lymphom weist eine Reihe von Gemeinsamkeiten mit dem Non-Hodgkin-Lymphom (NHL) des Menschen auf, welche sich über das biologische Verhalten und die Präsentation der dieser Neoplasien erstrecken. Diese tumorcharakteristischen Ähnlichkeiten legen nahe, dass die molekularen und zellulären tumorassoziierten Entstehungsmechanismen ebenfalls ähnlich sind. Das spontane Auftreten und die biologischen Ähnlichkeiten dieser Neoplasien als auch die vergleichbaren Lebensumständen beider Spezies führen dazu, dass dem Hund eine wichtige Rolle als Modellorganismus für das NHL des Menschen zugeschrieben wird.
Die Therapie der Wahl zur Behandlung von Hunden mit malignem Lymphom ist die chemotherapeutische Kombinationschemotherapie mit Vincristin, Cyclophosphamid, Doxorubicin und Prednislon. Die medianen Remissionszeiten liegen bei multizentrischen Lymphomen bei 10 bis 12 Monaten und die medianen Überlebenszeiten zwischen 12 und 17 Monaten. Verschiedene Faktoren wie Stadium, Substadium, Immunophenotyp der Neoplasien weisen eine direkte Korrelation mit der Prognose des Krankheitsverlaufes auf.
In diesem Zusammenhang ist die Charakterisierung von molekularen oder zellulären Biomarker wie Zytokinen oder Oberflächenproteine für diagnostische und prognostische Zwecke sowohl für die veterinärmedizinische als auch für die vergleichende onkologische Forschung von großem Interesse.
Es wird davon ausgegangen, dass es sich beim NHL um eine Störung des Immunsystems handelt, bei der die Tumorzellen selber Zytokine bilden, als auch umgekehrt von Zytokinen in verschiedenster Weise beeinflusst werden. Somit richtet sich der Fokus der Forschung zunehmend auf die vielfältigen Einflüsse der Zytokine, die in einigen Therapieprotokollen bereits zur Behandlung des NHL eingesetzt werden.
Im Vergleich zu den Verhältnissen in der Humanmedizin gibt es für den Hund bislang nur wenige evaluierte molekulare und zelluläre prognostische und diagnostische Marker. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Anzahl der verfügbaren evaluierten Markermoleküle mit steigender Studienanzahl, die sich mit der Charakterisierung und Evaluierung solcher Marker im veterinärmedizinisch onkologischen Bereich beschäftigen, zunimmt. Wünschenswert wäre für zukünftige Analysen dabei vor allem die Möglichkeit, mehrere Parameter gleichzeitig in einem Ansatz zu untersuchen, um damit die Effizienz der Analyse zu optimieren.

Das Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Proteinexpression verschiedener Zytokine beim malignen Lymphom des Hundes nach Zytostatikatherapie mittels der Luminex xMAP Technologie. Die Luminex xMAP-Technology vereinigt die Prinzipien der Durchflusszytometrie und der Bead-basierten Zytometrie miteinander und erlaubt aufgrund des spezifischen Fluoreszenzfarbtons der separat detektierbaren Beads, eine Vielzahl an Analyten parallel zu untersuchen.
Mittels dieses Messverfahrens soll der Zytokinspiegel an verschiedenen Zeitpunkten geprüft werden. Diese Messergebnisse erlauben dann eine Aussage darüber zu treffen, in welcher Höhe die Expression der entsprechenden Zytokine von den neoplastisch veränderten Lymphozyten hochreguliert wird und ob ein Einfluss der Zytokinexpression auf die Prognose feststellbar ist.

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere
Klinik für Pferde
Anatomisches Institut

Projektdetails:
Mit einer Mortalitätsrate von etwa 0,24 % ist die Narkose des Pferdes im Vergleich zur Humanmedizin (narkoseassoziierte Mortalität 0,0001%) um ein Vielfaches risikoreicher. Der Großteil der Komplikationen ist dabei auf eine verminderte Perfusion auch in Kombination mit einer vorliegenden Hypoxie zurückzuführen.
Hämodynamische Parameter wie die Herzfrequenz und der arterielle Blutdruck sind unter Klinikbedingungen wenig-invasiv zu erheben, geben aber auch nur eingeschränkt Informationen über die globale und regionale Perfusion. Besser geeignet scheint hier die Bestimmung des Herzminutenvolumens oder die direkte Messung der peripheren Perfusion. Dies ist jedoch nur unter großem technischem Aufwand möglich.
Verschiedene Studien haben bereits den Einfluss unterschiedlicher Medikamente und Narkosetechniken auf die Kreislaufsituation und die muskuläre Perfusion untersucht jedoch wurde in keiner dieser Studien der Einfluss der Anästhesie auf die Perfusion des Gastrointestinaltraktes untersucht.
Vor allem Beim Pferd gehören die gastrointestinalen Erkrankungen immer noch zu den häufigsten Mortalitätsursachen. Auch nach einer Allgemeinanästhesie kommt es häufig zu Komplikationenin diesem Bereich, die vor allem auf Motilitätsstörungen (z.B. POI) zurückzuführen sind.
Unterschiedliche Anästhesietechniken werden im Rahmen dieser Studien bezüglich ihres Einflusses auf die globale Perfusion (Thermodilution, Lithiumdilution) und die Mikroperfusion (Skelettmuskulatur, Spanchnikusgebiet) mithilfe von Infrarotspektroskopie und Laserdoppler Technik untersucht.

Resultate:

L. Wittenberg-Voges, K. Hopster, S. Kästner (2018)

Effects of alpha-2-agonists with and without the peripheral alpha-2-antagonist MK-467 on microperfusion of the gastrointestinal tract of horses in general anaesthesia.

Vet Anaesth Analg. 2017 Sep 15. pii: S1467-2987(17)30349-5

 

Dancker, Ch., K. Hopster, K. Rohn, S. Kästner (2018)

Effects of dobutamine, dopamine, phenylephrine and noradrenaline on systemic haemodynamics and intestinal perfusion in isoflurane anaesthetised horses. Equine Vet J. 50, (1): 104-110.

 

Hopster, K, Stephan Neudeck, Liza Wittenberg-Voges, Sabine BR. Kästner (2017) The relationship between intestinal and oral mucosa microcirculation in anaesthetized horses. Vet Anaesth Analg. https://doi.org/10.1016/j.vaa.2017.07.005

 

Hopster, K, Liza Wittenberg-Voges, Sabine B.R. Kästner (2017)

Xylazine infusion in isoflurane-anesthetized and ventilated healthy horses: Effects on cardiovascular parameters and intestinal perfusion. Can J Vet Res. 81(4):249-254.

 

Hopster, K., L. Wittenberg-Voges, F. Geburek, Ch. Hopster-Iversen, S.B.R. Kästner (2017) Effects of controlled hypoxemia or hypovolemia on global and intestinal oxygenation and perfusion in isoflurane anesthetized horses receiving an alpha-2-agonist infusion. BMC Veterinary Research 2017 13:361.

Kooperationspartner:

Prof Outi Vaino, Universität Helsinki

Dr Marja Raekallio, Universität Helsinki

Drittmittelprojekt: University of Tripoli, Libya; Institut für Pathologie, TiHo

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Die extrazelluläre Matrix (EZM) des zentralen Nervensystems (ZNS) unterscheidet sich in mehrfacher Hinsicht von der anderer Organe. Während Kollagene, Fibronektin und Laminin in den meisten Geweben die Hauptmasse der Extrazellularsubstanz ausmachen, finden sich diese Moleküle in Gehirn und Rückenmark nur in relativ geringem Ausmaß. Allerdings sind sie im ZNS in Form von Basalmembranen maßgeblicher Bestandteil der so genannten Blut-Hirn- Schranke, deren Integrität für die Aufrechterhaltung der Organ-Homöostase ausschlaggebend ist. Quellen für die EZM-Moleküle können generell alle ortsständigen neuronalen und glialen Zellen sein, gerade für die Produktion der faserförmigen, an Basalmembranen beteiligten Glykoproteine spielen jedoch auch Endothelzellen eine wichtige Rolle. Die demyelinisierende Staupeenzephalitis stellt aufgrund morphologischer und teils pathogenetischer Kriterien ein wichtiges Tiermodell für humane demyelinisierende Erkrankungen des ZNS dar. So zeigen viele Komponenten der EZM im Rahmen der Multiplen Sklerose charakteristische Veränderungen in ihrem Syntheseumfang und Verteilungsmuster. Dabei können unterschiedliche Reaktionen in Abhängigkeit von der Plaqueform bzw. dem Stadium der MS-Läsion beobachtet werden. Über die Zusammensetzung und die Alterationen des EZM im Verlaufe einer Staupeenzephalitis ist jedoch nur wenig bekannt. Mittels dieser Studie sollen daher Rückschlüsse auf die Bedeutung einzelner EZM-Komponenten und ihrer Alterationen für pathogenetischeProzesse im Rahmen der Staupeenzephalitis gezogen werden.

Kooperationspartner:

University of Tripoli, Libya;

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Dystonia musculorum (DM) ist eine neurodegenerative Erkrankung, welche durch eine Mutation im Dystonin-Gen entsteht. Die Erkrankung tritt beim Menschen und bei der Maus auf und wird auch als hereditäre sensorische autonome Neuropathie bezeichnet. Mäuse mit einer solchen Genmutation zeigen starke Bewegungsstörungen und versterben in einem Alter von 3 bis 4 Wochen.
In dieser Studie soll eine neue, spontan aufgetretene Mutation bei C57BL/6N-Mäusen klinisch und morphologisch sowie auf DNA- und Proteinebene charakterisiert werden.
Die Untersuchungen werden an 13 bis 22 Tage alten Tieren durchgeführt. Es soll die Identifizierung und molekulare Charakterisierung des betroffenen Genomabschnitts erfolgen. Zudem soll mittels eines polyklonalen Antikörpers im Western Blot das Dystonin-Protein bei erkrankten Mäusen und Kontrolltieren im Hirnstamm detektiert werden. Die degenerativen Veränderungen im Gehirn und Rückenmark wird mit Antikörpern, die gegen das Amyloidvorläuferprotein (amyloid precursor protein, APP), phosphoryliertes (pNF) und nicht-phosphoryliertes (nNF) Neurofilament gerichtet sind, immunhistologisch auf axonale Schäden untersucht. Zudem soll eine transmissionselektronenmikroskopische Untersuchung Aufschluss über mögliche ultrastrukturelle Veränderungen geben. Die Phänotypisierung der Mäuse beinhaltet zudem eine histologische Untersuchung der peripheren Organe (inkl. lymphatischer Organe, endokriner Organe sowie Organe des Gastrointestinaltrakts sowie des Urogenital- und Respirationstrakts).

Kooperationspartner:

Dr. Ulrike Teichmann; Max Planck Institute for Biophysical Chemistry; Am Fassberg 11; 37077 Göttingen