Forschung

Drittmittelprojekt: MWK über Universität Göttingen, 29.423 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie
Institut für Biochemie
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Schwere COVID-19-Krankheitsfälle sind durch das Auftreten einer schweren Lungenentzündung charakterisiert, die häufig einen Krankenhausaufenthalt erfordern. Bis zu einem Drittel der hospitalisierten Patienten entwickeln kritische Komplikationen, wie einen diffusen Alveolarschaden, welcher zum akuten Atemnotsyndroms (ARDS) führt. Ein detailliertes Verständnis der komplexen Pathogenese und der daraus resultierenden Krankheitskomplikationen ist dringend erforderlich, um wirksame Behandlungsstrategien für die SARS-CoV-2-Infektion zu entwickeln. Mehrere erfolgreiche Präventionsstrategien wie Impfstoffe wurden entwickelt und für ihre Anwendung beim Menschen zugelassen. Wir sind jedoch noch weit von einer Eindämmung der Krankheit entfernt und könnten mit dem vermehrten Auftreten von Virusvarianten vor zusätzlichen Herausforderungen stehen. Zwar ist bereits viel über die Pathogenese und Behandlung der akuten COVID-19 Erkrankung bekannt, jedoch wissen wir immer noch sehr wenig über die potentiellen Langzeitfolgen. Es wird immer deutlicher, dass eine protrahierte Genesung ein häufiges Merkmal COVID-19 ist, ein Phänomen, das allgemein als "Long-COVID"" oder Post-COVID-Syndrom bezeichnet wird. 30-60% der Personen leiden nach der Genesung von einer akuten Virusinfektion an anhaltenden Symptomen wie Müdigkeit, Kurzatmigkeit und verringerter Belastbarkeit. Dieses Projekt soll dazu beitragen, die Mechanismen von ""Long-COVID"" besser zu verstehen und daraus neue Behandlungsstrategien abzuleiten. "

Drittmittelprojekt: MWK über Universität Göttingen, 24.805 EUR

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

Projektdetails:
Die Zusammensetzung und Reaktivität des lungenspezifischen Immunsystems wird durch verschiedene Mechanismen gesteuert. Wichtig ist hierbei insbesondere die körpereigene, genetische Disposition des Individuums. Genetische Varianten sind wichtige Determinanten der kindlichen Asthma- und Virusinfektionsanfälligkeit . Aber auch äußere Faktoren wie Infektionen, Rauchen oder Umweltgifte können das Immunsystem des Lungengewebes prägen. Neuste Studien zeigen, dass auch dem Lungenmikrobiom eine bedeutende Rolle bei der Regulierung und Aktivität des Lungenimmunsystems zukommt. Das Lungenmikrobiom wurde spät entdeckt, da man lange Zeit davon ausging, dass die Lunge eine pathogenfreie, sterile Umgebung darstellt. In diesem Projekt soll der Einfluss der Lungemikrobioms auf die Schwere einer SARS-CoV-2 Infektion untersucht werden.

Drittmittelprojekt: DFG-Deutsche Forschungsgemeinschaft, 210.700 EUR

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

Projektdetails:
Marine Säugetiere sind mit Endo- und Ektoparasiten infiziert, die bei der Koevolution mit ihrem Wirt vor vielfältigen Herausforderungen stehen. Parasitische Arthropoden mariner Säugetiere haben ihre Anatomie angepasst und ausgefeilte Strategien entwickelt, um ihre Haftung auf aquatischen Wirten und ihre Übertragung im marinen Milieu zu gewährleisten. In diesem Projekt werden drei Arthropoden untersucht, die sich unterschiedlich an ihre marinen Wirte angepasst haben: Seehundläuse, als blutsaugende Insekten terrestrischen Ursprungs und Walläuse als Krebstiere marinen Ursprungs sowie Atemwegsmilben aus dem Respirationstrakt von Robben. Durch Adaptionen am Material und Design ihres Exoskeletts haben sie sich an die vagile und tauchende Lebensweise der Meeressäuger angepasst. Allerdings weiß man wenig über die physikalischen Aspekte ihres Lebens im marinen Milieu. Neuartige Ansätze sind erforderlich, um mehr Einblick in ihr strukturelles Design und die mechanischen Eigenschaften sowie die physikalischen Prinzipien ihrer Anhaftung und Fortbewegung zu erhalten. Hochmoderne Instrumente wie Micro-CT, konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie und Cryo-REM liefern grundlegende Kenntnisse über morphologische Anpassungen von Parasiten, die ihre Haftung an Wirten bei Tauchgängen und in turbulentem Wasser, sowie in Ruhephasen und während sozialer Interaktionen an Land ermöglichen. Die Beweglichkeit der Larvenstadien auf verschiedenen Oberflächen und die Charakteristika von Insekten-, Krebs- und Spinnentierarten werden verglichen, um die physikalischen Prinzipien ihres Bewegungsapparates zu verstehen. Parasiten verringern die Fitness ihres Wirts am offensichtlichsten an der Schnittstelle zwischen Parasit und Wirt. Walläuse behindern Heilungsprozesse von Hautwunden und Seehundläuse sind Überträger für Filarien- und Viruserkrankungen. Die Wirt-Parasit-Schnittstelle wird anhand von histopathologischen Untersuchungen der infizierten Gewebe untersucht, um die strukturelle Schädigung des Wirtsgewebes zu definieren. Die Reibungs- und Adhäsionskräfte, die von den verschiedenen Parasitenarten ausgehen, werden mit maßgeschneiderten Mikrokraft-Testgeräten untersucht. Das angestrebte Projekt wird Kenntnisse über die Beziehungen zwischen Struktur, Materialeigenschaften und Befestigungsleistung der ausgewählten Parasitenspezies liefern. Daten zu ihrer Fortbewegung und Rekrutierungsdynamik werden zum ersten Mal untersucht und die Ergebnisse werden möglicherweise neue Wege für die Entwicklung biologisch inspirierter Oberflächen und Systeme eröffnen, die auf die Verbesserung oder Reduzierung von Reibungs- oder Haftkräften spezialisiert sind. Neue Daten zu den Eigenschaften von Zwischenstadien und ihrer Rolle im Lebenszyklus werden veterinärmedizinische Aspekte aufzeigen.

Resultate:

Dissertation: Prevalence, adaptation and impact of arthropod parasites on seals in the German North and Baltic Sea

https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:95-121230

Drittmittelprojekt: DFG (VIPER GRK)

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

Projektdetails:
Die genauen Pathomechanismen, die zur Entstehung von Langzeitfolgen nach einer akuten SARS-CoV-2-Infektion - auch als long-COVID bekannt - führen, sind noch weitgehend unklar. Da nur begrenzt Probenmaterial von überlebenden Patienten mit long-COVID verfügbar ist, ist die Nutzung eines geeigneten Tiermodells essenziell, um die zugrundeliegenden Mechanismen zu erforschen. Im Rahmen dieses Projekts wurde der syrische Goldhamster als Modelltier etabliert, um die Pathogenese von long-COVID zu untersuchen. Zunächst wurde eine Kurzzeitstudie zur Untersuchung der alveolären Regenerationsmechanismen durchgeführt, bei dem eine morphologische Homologie zu den Prozessen in der humanen Lunge nach einer SARS-CoV-2 Infektion festgestellt wurde. In einer weiterführenden Langzeitstudie über vier Monate wurden morphologische, molekularbiologische und lungenfunktionelle Analysen kombiniert. Der Krankheitsverlauf der Tiere zeigte drei Phasen: akut, subakut und chronisch. Während die akute Phase durch starke Atemeinschränkungen gekennzeichnet war, traten diese in späteren Phasen nur nach Belastung auf, wobei eine totale Erholung nach 6 Wochen eintrat. Histologisch zeigte sich eine persistierende Fibrose sowie eine alveoläre Bronchiolisation mit Keulenzell-Proliferation. Die Transkriptomanalyse zeigte unter anderem eine Aufregulierung von pro-fibrotischen Genen. Zukünftig sollen Langzeitfolgen im Gehirn vor allem molekularbiologisch untersucht, und die Rolle des pulmonalen Neuroendokriniums, das über afferente Nervenfasern mit dem zentralen Nervensystem verbunden ist, näher betrachtet werden.

Resultate:

Paper 1: https://www.nature.com/articles/s41467-023-39049-5, Nature Communications, 2023

 

Paper 2: https://www.researchsquare.com/article/rs-4681343/v1, (preprint Version), akzeptiert bei Nature Communications, 2025

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Etruscan shrews need to constantly hunt to meet their energy requirements; because of their small body size, their relative energy consumption is very large. To efficiently hunt in close range, these animals rely especially on tactile sensory cues. However, for long-range detection of prey these animals likely use their well-developed hearing. Due to their small body and head size, these animals are expected to hear in frqeuncy range above 5 kHz and therefore are an ideal model system to investigate high frequency hearing and adaptations to miniaturization of mammalian neuronal circuits. We attempt to describe their auditory brainstem strucutes by applying structural and functional markers. After the initial anatomical characterization we will use electrophysiological techniques to comparatively study the properties of adutiory brainstem neurons. Thereby we will focus on biophysical and synaptic size adaptations within conserved neuronal circuits.

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Neurons in the dorsal nucleus of the lateral lemniscus (DNLL) are relevant for binaural processing especially during reverberations. Their basic biophysical and synaptic properties have been documented, but are not understood on the cellular and molecular level. It remains so far unclear what voltage gated ion channels (VGIC) underly their functional specifications and how synaptic inputs are modulated. One specific question that will be answered his how different VGIC (potassium and sodium channels) interact to allow these neurons to generate high firing frequencies at high temporal precision. This biophysical phenotype indicates that these features are differently solved compared to other auditory brainstem neurons with similar tasks. Thus, this project aims to understand the moleculare organisaiton of the postsynaptic integration and spike generation mechanism. Since, the GABAergic DNLL neurons are reziprocally connected substantial GABA is liberated onto each neuron. GABA not only leads to fast inhibitory singalling but also is well-documented to generally be an important neuromodulator in the auditory brainstem. Therefore, the action of GABA mediated neuromodulation will be investigated by characterizing its effect on synaptic inputs and VGIC.

Resultate:

Javadova A, Felmy F.: GABAB receptor-mediated modulation in the developing dorsal nucleus of the lateral lemniscus. European Journal of Neuroscience (2024) Jan 5. doi: 10.1111/ejn.16246.

Drittmittelprojekt: Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 273.008 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Derzeitige Broilerställe sind im Regelfall als Gebäude mit einer Außenhülle ausgeführt. Problematisch bei dieser Stallausführung ist insbesondere die Gewährleistung einer ausreichenden Menge an Zuluft sowie ein hoher Energie- und Wasserbedarf. Falls Geschwindigkeit und Menge der einströmenden Luft nicht ausreichend sind, fällt die kalte Luft direkt in den Tierbereich, was sowohl eine Unterkühlung der Tiere als auch eine Erhöhung der Einstreufeuchte zur Folge hat. Hauptverantwortlich für nicht ausreichende Zuluft ist ein zu geringer Unterdruck, der einerseits durch Lecke in der Außenhülle des Stalls und andererseits durch den vermehrten Einsatz von Gaskanonen mit Warmluftgebläse - insbesondere in den Tagen nach dem Einstallen - verursacht wird.
Im Rahmen des Projektes soll ein Stallgebäude gebaut und getestet werden, welches mit zwei Hüllen ausgeführt ist. Dieses neuartige Gebäude soll ein optimales, konstantes Stallklima ermöglichen, so dass die Tiere keinen starken klimatischen Schwankungen ausgesetzt sind. Des weiteren ermöglichen die Bauausführung und das konstantere Stallklima erhebliche Einsparungen von Gas, Strom und Wasser.

Kooperationspartner:

Stalltuning GmbH

Praxisbetrieb

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, 252.002 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Die kurzzeitige Erhitzung von Luftströmen könnte ein probates Mittel sein, um luftgetragene Viren zu inaktivieren. Das rein physikalische Desinfektionsverfahren der Erhitzung erzeugt keine problematischen chemischen Substanzen oder toxische Abfälle. Das eine kurzeitige Erhitzung (< 1 Sekunde bei 72 °C) Coroanviren
abtöten kann, ist kürzlich in ersten Untersuchungen gezeigt worden. Über Einflüsse von hohen Temperaturen auf luftgetragene Viren in Luftströmen existieren allerdings nur sehr wenige Informationen. Hier besteht eindeutig Forschungsbedarf. Zudem sind mögliche synergistische Effekte durch Erhöhung des Druckes in Lüftungssystemen bislang nicht untersucht worden.
Ziel dieses Teilvorhabens ist die Untersuchung des Einflusses von Temperatur und Druck auf die Aktivität luftgetragener Testviren in einem energieeffizienten System zur Behandlung virenbelasteter Luft in Innenräumen.

Kooperationspartner:

SCHEER Heizsysteme & Produktionstechnik GmbH

Chausseestraße 6, D-25797 Wöhrden

Projektkoordinator: Prof. Dr.-Ing. Constantin Kinias

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), 554.060 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Durchfallerkrankungen des Schweins durch Brachyspiren, wie B. hyodysenteriae und B. pilosicoli, haben
große wirtschaftliche Bedeutung, beeinträchtigen das Tierwohl in allen Altersklassen und tragen zum
Antibiotikaeinsatz in Schweinebeständen und damit auch zum Eintrag dieser Wirkstoffe und ihrer
Stoffwechselprodukte in die Umwelt bei. Trotzdem ist die Pathogenese dieser Erkrankungen kaum
erforscht. Insbesondere die Bedeutung von Unterschieden im krankmachenden Potenzial verschiedener
Bakterienisolate in Abhängigkeit vom genetischen Hintergrund der Schweine ist unklar. Dies verhindert
effiziente für eine moderne Nutztierhaltung angemessene Bekämpfungsansätze sowie die Entwicklung von
Konzepten zur Prophylaxe wie Impfungen oder die Zucht auf Krankheitsresistenz.
Ziel des beantragten Projektes ist es, mit Hilfe eines innovativen, auf andere Darmerreger übertragbaren in
vitro Organoid-Modells des Schweinedarms die Pathogenität von Brachyspiren-Infektionen besser zu
verstehen. Die Erkenntnisse sollen einer Neubewertung dieser Infektionen dienen und damit innerhalb
einer modernen, tiergerechten Schweinehaltung zur Verbesserung des Tierwohls sowie zur Reduktion des
Antibiotikaeinsatzes.

Drittmittelprojekt: DFG, 255.550 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Die Bovine Virusdiarrhoe/ Mucosal Disease (BVD/ MD) ist eine wirtschaftlich bedeutende anzeigepflichtige Tierseuche des Rindes. Der Erreger, das BVD-Virus (BVDV), ist ein Plusstrang-RNA Virus aus der Familie Flaviviridae, Genus Pestivirus. Für BVDV ist bekannt, dass es oronasal und über die Atemwege eindringt und sich von dort auf verschiedene Organe und Gewebe ausbreitet. Das Anfangsstadium der Infektion ist kaum erforscht. Im Rahmen von Vorarbeiten zum beantragten Forschungsvorhaben konnte gezeigt werden, dass nicht differenzierte, polarisierte respiratorische Epithelzellen stark empfänglich für die apikale und basolaterale Infektion mit BVDV sind, eine Virusfreisetzung aber nur über die apikale Seite der Zellen erfolgt. Somit bleibt unbekannt, wie Pestiviren die Barriere des Atemwegsepithels überwinden. Es ist jedoch gut belegt, dass BVDV einen starken Tropismus für Immunzellen hat. Deshalb ist es ein wichtiges Ziel dieses Projekts, zu erforschen, auf welchem Weg BVDV die Barriere des respiratorischen Epithels überwindet und sich von dort auf Immunzellen ausbreitet.
Im ersten Teil des Projekts soll die Infektion von Atemwegsepithelzellen (Tracheal-/Bronchialepithelzellen) untersucht werden. Für die Analyse enddifferenzierter Zellen stehen zwei am Institut für Virologie etablierte Zellkultursysteme zur Verfügung: Air-liquid-interface (ALI)-Kulturen und Präzisionslungenschnitte (PCLS). Im Anschluss sollen Zellen untersucht werden, die die Differenzierung noch nicht abgeschlossen haben bzw. Zellen, die sich nach einer Verletzung des Epithels in der Regenerierungsphase befinden. Schließlich wird analysiert, ob BVDV die Epithelbarriere auf parazellulärem Weg überwinden kann, indem es undichte Stellen zwischen den Zellen nutzt. Um herauszufinden, ob das unterschiedliche Infektionsverhalten in den verschiedenen Kultursystemen und unter den verschiedenen Infektionsbedingungen in Abhängigkeit vom Differenzierungsgrad mit dem Vorkommen des zellulären Rezeptors korreliert bzw. erklärt werden kann, soll die Expression des zellulären Rezeptors für BVDV, CD46, analysiert werden. Für den Nachweis von CD46 steht ein monoklonaler Antikörper zur Verfügung, der am Institut für Virologie hergestellt wurde. Ein weiterer Fokus werden Untersuchungen zur Infektion von Makrophagen sein. Es sollen Co-Kulturen von Makrophagen und Atemwegsepithelzellen verwendet werden, um herauszufinden, ob die Makrophagen-Infektion zur Überwindung der Epithelbarriere genutzt werden kann.
Weitere interessante Perspektiven für sich anschließende Projekte sind die Rolle der angeborenen zellulären Immunität für die Infektion des respiratorischen Epithels mit BVDV, und viral-virale bzw. viral-bakterielle Co-infektionen.