Forschung

Drittmittelprojekt: MEKUN, 229.320 EUR

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

Projektdetails:
Die Belastung des Habitats der Schweinswale in den schleswig-holsteinischen Gewässern der Nord- und Ostsee nimmt aufgrund anthropogener Aktivitäten weiter zu. Hierzu gehören Konstruktionen von Offshore-Windkraftanlagen, Fehmarnbeltquerung, militärische und zivile Sprengungen (Munitionsaltlasten), Fischerei, sowie der Einsatz von PAL-Systemen, touristische Aktivitäten, chemische und pharmazeutische Belastungen, Müll, Habitatverlust und anderweitige Störungen.
Untersuchungen zur Reproduktion und der Altersstruktur tot gefundener Schweinswale aus den Gewässern Schleswig-Holsteins haben gezeigt, dass die Tiere im Allgemeinen sehr jung sterben und insbesondere die Weibchen wenig Zeit zur Fortpflanzung haben. Die Altersstruktur der Totfunde ergibt Hinweise, dass viele Weibchen bereits vor oder kurz nach Erreichen der Geschlechtsreife sterben. Im Untersuchungsjahr 2021 wurde außerdem eine erhöhte Anzahl tragender Weibchen tot aufgefunden. Weitere Datenerhebungen sind erforderlich, um Zusammenhänge zu erschließen, die u. U. zu einer Änderung dieser Entwicklung beitragen können. Erste Untersuchungen zu der Hörfähigkeit und den Schadstoffbelastungen bei Schweinswalen haben zusätzlich gezeigt, dass die Tiere zum Teil mit beträchtlichen Mengen persistenter organischer Schadstoffe (POPs) und Quecksilber belastet sind und bei einigen Tieren Gehörschäden festzustellen sind. Die Zusammenhänge zwischen Gehörschäden und der Belastung mit Schadstoffen sowie deren Bedeutung auf Populationsebene gilt es weiter zu untersuchen. Die systematischen Untersuchungen der Schweinswale sind extrem wichtig, um die Entwicklung der biologischen Grunddaten (geschätztes Alter, Geschlecht, Gewicht, Fundort, -datum, Art), sowie den Gesundheitszustand und Todesursachen beurteilen zu können. Diese Daten sind elementar, da sie an ASCOBANS, ICES, HELCOM, OSPAR und die IWC weitergeleitet werden.
Im Rahmen des Projektes sollen frischtote Schweinswale aus der schleswig-holsteinischen Nord- und Ostsee eingehend auf ihren Gesundheitszustand überprüft werden. Es sollen histologische, immunhistochemische und mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt werden. Die Parasitenfauna und ihre Prävalenz kann wichtige Informationen über ihren Einfluss auf den Schweinswal, aber auch das gesamte Ökosystem in der Ostsee geben, da in verschiedenen trophischen Ebenen Zwischenwirte für die Übertragung wichtig sind. Diese weiterführenden Untersuchungen sollen für die Bewertungsparameter in Nordsee und Ostsee für die Entwicklung des GES (Good Environmental Status) zukünftig genutzt und für OSPAR, HELCOM und die Meeresschutzrahmenrichtlinie angewendet werden. Insbesondere wenn Schweinswaltotfunde sich häufen, soll mit sofortigen Untersuchungen die mögliche Ursache beleuchtet und Zusammenhänge aufgedeckt werden. Anhand der Ergebnisse sollen ferner Empfehlungen entwickelt werden, in welchen Bereichen erhöhte Konfliktpotentiale vorhanden und somit weitere Habitatuntersuchungen notwendig sind. So sollen auch bei frischen Strandfunden Ohren asserviert und für weiterführende Untersuchungen bereitgestellt werden, um zu überprüfen, welche Veränderungen bei Beifängen im Vergleich zu Strandfunden auftreten, sowie die Effekte von Sprengungen, akustische und chemische Belastung beurteilen zu können. Ebenso sollen bei den Obduktionen Materialien für toxikologische Untersuchungen, die im Rahmen weiterer Projekte analysiert werden können, genommen werden.

Drittmittelprojekt: UBA/BFG, 350.135 EUR

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

Projektdetails:
Biozide unterliegen in der Europäischen Union einer Zulassungspflicht nach der Biozidverordnung (EU) Nr. 528/2012. Bisher wurden im Rahmen der europäischen Wirkstoffgenehmigung folgende acht Antikoagulanzien bewertet und zur Verwendung in Rodentiziden in der EU genehmigt: Warfarin, Chlorophacinon, Coumatetralyl, Bromadiolon, Difenacoum, Brodifacoum, Difethialon und Flocoumafen. Während die drei erstgenannten Wirkstoffe zur 1. Generation von Antikoagulanzien gezählt werden, stellen die fünf letztgenannten Stoffe die 2. Generation von Antikoagulanzien dar. Antikoagulante Rodentizide (AR) der 2. Generation wurden als persistent, bioakkumulierend und toxisch (PBT- bzw. vPvB-Stoffe) identifiziert und lediglich aus Mangel an Alternativen zur wirksamen Bekämpfung von Schadnagern unter strengen Auflagen als Biozid-Wirkstoffe zugelassen.
Aufbauend auf den Ergebnissen vorangegangener Forschungsvorhaben zur Untersuchung der Belastung von Fischen mit AR und Auswirkungen von AR auf die aquatische Umwelt, soll im Rahmen dieses Forschungs- und Entwicklungsvorhabens (FuE) anhand des regulatorischen Instruments "Biotamonitoring" überprüft werden, ob die in der Zulassung festgelegten Risikominderungsmaßnahmen (RMM) geeignet sind, die festgestellte Gewässerbelastung mit Antikoagulanzien sukzessive zu reduzieren. Zu diesem Zweck sollen ein strategisches, bundesweites Fischottermonitoring (Eurasischer Fischotter, Lutra lutra) zur Bewertung der Wirksamkeit der RMM durchgeführt und relevante Expositionsfaktoren für aquatische und semi-aquatische Top-Prädatoren ermittelt werden, sowie der Transfer der Wirkstoffe entlang der aquatischen Nahrungskette und die Metabolisierung von Antikoagulanzien in Fischen untersucht werden.
Die durch das FuE-Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse zur aquatischen Umweltbelastung mit AR und zur Wirksamkeit der bisherigen RMM sollen dem Forschungsauftraggebenden ermöglichen, wissenschaftlich fundierte Entscheidungen im Biozidvollzug hinsichtlich der Anwendung von AR zu treffen, bzw. bereits getroffene Entscheidungen zu revidieren oder entsprechend nachzusteuern.

Drittmittelprojekt: MEKUN, 132.092 EUR

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

Projektdetails:
Kegelrobben sind sowohl an der Nord- wie auch der Ostseeküste Schleswig-Holstein wieder vermehrt anzutreffen.
Mit den zunehmenden Beständen steigt auch die Dringlichkeit, diese Meeressäuger auf ihren Gesundheitszustand hin zu untersuchen, denn es wird vermutet, dass sie insbesondere aufgrund ihres ausgedehnten Wanderverhaltens eine Rolle bei der Ausbreitung von Infektionskrankheiten des Seehundes wie z.B. Staupe spielen können. Zudem sind auch gerade an der Ostsee immer wieder individuelle Tiere mit schweren Krankheitsverläufen zu registrieren. In beiden Gewässern ist es besonders wichtig, die Tiere als Überträger von zoonotischen Infektionskrankheiten auf ihren Gesundheitszustand zu untersuchen, insbesondere da sich in der Vergangenheit Personen mit Kontakt zu Kadavern mit Erregern angesteckt haben. Des Weiteren gilt es zum Schutz der Tierbestände potenzielle anthropogene Einflüsse auf Krankheitsgeschehen zu untersuchen.
Mit steigenden Beständen nehmen auch die Übergriffe der Kegelrobben auf Artgenossen, aber auch Seehunde und Schweinswale zu. Dies kann einerseits durch Prädation, aber auch durch Paarungsverhalten mit Seehunden und jungen Kegelrobben beiden Geschlechts passieren. Dabei sind sowohl negative Bestandseffekte möglich als auch Auswirkungen auf die Gesundheit der Meeressäuger fressenden Kegelrobben, da sie nämlich auf einem höheren trophischen Level als ihre Artgenossen, vergleichbar mit Eisbären oder Orcas, jagen. Erste Fälle von Influenza sowohl bei Seehunden, aber auch bei den Kegelrobben haben gezeigt, dass Robben für dieses Virus empfänglich sind und hier sowohl als Reservoir als auch als "Spillover" dieser potentiellen Zoonose genau untersucht werden müssen. Zudem nehmen weiterhin anthropogene Aktivitäten im Lebensraum der Kegelrobben zu, was nicht nur verschiedene Einflüsse auf den Gesundheitszustand, sondern auch auf die Habitatnutzung der Tiere haben kann.

In dem hier beantragten Forschungsprojekt sollen der Gesundheitszustand und die Todesursachen der Kegelrobben, die in den schleswig-holsteinischen Gewässern versterben, untersucht werden. Es soll überprüft werden, ob sich die parasitäre, virale und mikrobielle Belastung bei den Kegelrobben, insbesondere auch die von zoonotischen Erregern, verändert. Hierzu sollen die Kegelrobben, die in den Jahren 2023 bis 2026 geborgen und zur Untersuchung an das ITAW gebracht werden, vollständig seziert werden. Es werden histologische, parasitologische, virologische und mikrobiologische Untersuchungen durchgeführt. Zudem wird ein Vergleich mit den Ergebnissen der letzten Jahre durchgeführt, um die Entwicklung des Gesundheitszustandes zu bewerten.
Ferner soll die Entwicklung der Kegelrobbenpopulationen in der Nord- und Ostsee erforscht und bewertet werden. Da Kegelrobben äußerst mobile marine Säuger sind, sollen die Daten mit den Nachbarländern ausgetauscht werden. Eine besondere Rolle spielt hierbei das Trilaterale Wattenmeersekretariat (CWSS) und die Trilaterale Meeressäugerexpertengruppe (EGMama), sowie die Marine Mammal Health Group der HELCOM für den Ostseeraum und die Marine Säuger Arbeitsgruppe von OSPAR in der Nordsee. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden dringend für die Arbeiten zur Meeresschutzrahmenrichtlinie und den vorhergenannten Abkommen benötigt.

Drittmittelprojekt: Umweltbundesamt, 306.051 EUR

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

Projektdetails:
Die Plastikverschmutzung ist mittlerweile weltweit bekannt und stellt ein allgegenwärtiges Problem für jedes Ökosystem dar. 2021 lag die jährliche Kunststoffproduktion bei 390,7 Millionen Tonnen. Man unterscheidet zwischen Makroplastik (> 5 mm), Mikroplastik (MP; < 5 mm) und Nanoplastik (im Nanometerbereich).
Diese Kunststoffpartikel gelangen über verschiedene Wege in die Meeresumwelt, z. B. über Abwässer, atmosphärischen Transport, Meeresströmungen, Deponien und Fischerei-aktivitäten. Einmal in der Umwelt, wird Makromüll in kleinere Partikel zerlegt, weil die Polymerstruktur durch Photodegradation (UV), Hydrolyse, mechanischen Abrieb, biologischen Abbau (Mikroorganismen) oder Biofouling (Besiedlung von Kunststoffen durch Mikroben) geschwächt wird.
Die Polargebiete galten lange als vom Menschen weitgehend unbeeinflusste Regionen der Erde. Auch wenn es sich um eine nicht stark besiedelte Region handelt, wurden in diesem Ökosystem in einer Vielzahl von Kompartimenten wie der Wassersäule, dem Schnee, dem Meereis und den Tiefseesedimenten MP nachgewiesen. Die Erhöhung der Temperatur im Zuge des Klimawandels und die damit verbundene Eisschmelze bringen diverse Probleme mit sich - neben dem Anstieg des Meeresspiegels, führt die zunehmende Abnahme des Meereises dazu, dass das Mikroplastik wieder freigesetzt wird, welches durch die Eisvorkommen bis dato gebunden war. Dieses ist nun "verfügbar" und gelangt in das sensible Ökosystem - die Folgen sind noch nicht abschätzbar. Das Vorkommen von Mikroplastik in der Arktis führt dazu, dass Arten der Polregion nun vermehrt einem anthropogen verursachten Problem konfrontiert sind - das Vorkommen von Meeresmüll bzw. Mikroplastik und seine Folgen. Dies beinhaltet auch arktische Völker, deren Nahrungsgrundlage ebenfalls das Fleisch- und Fettgewebe von Meeressäugetieren umfasst.
Ziel des Projektes ist es, valide Daten zur Mikroplastik- und assoziierte Schadstoffbelastung von Meeressäugetieren aus arktischen Gewässern zu erhalten und somit den Kenntnisstand in diesem sensiblen Lebensraum zu verbessern. Die erworbenen Kenntnisse sind der Grundstein für erforderliche, zukünftige Trendanalysen, die nötig sind, um ein effektives MP-Monitoring in arktischen Gewässern zu ermöglichen. Dabei werden die folgenden für die Arktis charakteristischen Arten untersucht: Schweinswale (Phocoena phocoena), Ringelrobbe (Pusa hispida), Kegelrobbe (Halichoerus grypus), Seehund (Phoca vitulina), Klappmütze (Cystophora cristata) Bartrobbe (Erignathus barbatus) und Eisbär (Ursus maritimus). Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Etablierung einer Methode zur Sichtbarmachung von MPs im Gewebe. Dazu werden Gewebestücke von Magen-Darm-Trakt präpariert und sowohl histologisch als auch mittels konfokalem Mikroskop untersucht. Mit Hilfe verschiedener Färbetechniken wird dann potentielles Mikroplastik im Gewebe identifiziert. Ein wichtiger Schritt, um die Transportwege vom Mikroplastik besser nachvollziehen zu können und Eintragspfade zu verifizieren.
Die Proben stammen von verschiedenen Kooperationspartnern wie zum Beispiel der Universität Island und dem norwegischem Polarinstitut. Die Schadstoffanalyse wird von der Universität Siena durchgeführt.

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 625.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Solange Tierversuche nicht vollständig ersetzt werden können, wird sich die Frage stellen, an welchen Tieren geforscht werden soll. In diesem Projekt will eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe der ELSA-relevanten Frage nachgehen, nach welchen Kriterien die Auswahl von Versuchstiermodellen erfolgt oder erfolgen sollte. Ziel des Vorhabens ist es, die vielfältigen Gründe für die Auswahl bestimmter Versuchstiere zu ermitteln; der Prozess ist im wahrsten Sinne des Wortes interdisziplinär und setzt die unterschiedlichen Rationalitäten in einen fundierten Zusammenhang. Die Fragestellung fasst mehrere offene und wichtige Fragen zum Umgang mit Tieren zusammen. In jeder der beteiligten Disziplinen, zwischen ihnen und schließlich in ihrem Verbund ist zu prüfen, ob es möglich ist, einen kohärenten Kriterienkatalog zu erstellen, der auch Klarheit für die tierexperimentelle Praxis schafft, sowohl für den Forschungsalltag als auch an der Schnittstelle zu Gesetzgebung und Vollzug. Dies ist wichtig vor dem Hintergrund sich rasch ändernder gesellschaftlicher Werturteile über Tiere, die auch hier zu permanenten Spannungen führen. In diesem Projekt wollen wir die ELSA-relevante Frage nach den Kriterien für die Auswahl von Versuchstiermodellen untersuchen. Dabei verfolgen wir einen interdisziplinären Ansatz, der durch folgende Kooperationspartner repräsentiert wird: Seine Mitglieder sind: Prof. Dr. Peter Kunzmann (Ethik), Prof. Dr. Bernhard Hiebl (Versuchstierkunde), Prof. Dr. Maren von Köckritz-Blickwede (Infektionsforschung) (alle TiHo Hannover) und der Rechtswissenschaftler Prof. Dr. Dr. Tade Spranger (Universität Bonn).

Kooperationspartner:

Tade Spranger, Rechts- und Staatswissenschaftliche Fakultät, Bonn

Drittmittelprojekt: The International Human Frontier Science Program Organization (HFSP), 1.106.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Insektenzellmembranen unterscheiden sich von Säugetiermembranen durch Verformbarkeit, Lipidgehalt und Verteilung. Umhüllte Viren, die von Insekten übertragen werden, benötigen enge Wechselwirkungen mit Zellmembranen, um in Zellen einzudringen, ihre Genome in Zellen zu replizieren und aus Zellen auszutreten. Trotz grundlegender biophysikalischer Unterschiede zwischen Insekten- und Säugetiermembranen können Viren produktiv Zellen aus beiden Phyla infizieren. In jahrzehntelangen Studien über Insektenviren wurde der Mechanismus der Deformation von Insektenmembranen und seine Ausnutzung durch Viren nicht untersucht. Unser neu gebildetes Team arbeitet an der Schnittstelle zwischen Insektengenetik, Biophysik und Infektionsbiologie und hat innovative Technologien zusammengestellt, um diese Barriere zu durchbrechen. Durch das kombinierte Fachwissen der PIs werden wir: 1. Einsatz von Gen-Editing-Bibliotheken in Insektenzellen zur Identifizierung von Wirtsfaktoren, die die Wechselwirkungen zwischen Virus und Membran steuern; 2. hochauflösende Darstellung der Membrandeformation; 3. Bewertung der Auswirkungen der Membrandeformation auf die Durchlässigkeit für Viren, die von Insekten übertragen werden. Diese Studien werden einen Einblick in die Mechanismen geben, die die Membranform von Insekten steuern, und unser Verständnis der Virusanpassung bei grundlegend verschiedenen Arten revolutionieren.

Kooperationspartner:

Dr. Nicholas Ariotti, Institute for Molecular Bioscience, Australia

Dr. Norbert Perrimon, Harvard Medical School, USA

Drittmittelprojekt: DFG, 498.400 EUR

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

Projektdetails:
Die equine rezidivierende Uveitis beim Pferd (ERU) ist die Hauptursache für Erblindungen bei Pferden und 10 % der europäischen Pferde sind davon betroffen. Da die klinischen und immunpathologischen Merkmale von ERU denen der Autoimmun-Uveitis des Menschen sehr ähnlich sind, wird ERU als ein wichtiges Modell für diese angesehen. Als Ursache für ERU werden in der Literatur verschiedene Hypothesen beschrieben. Zum einen werden Infektionen mit Leptospira interrogans, aber auch andere bakterielle, parasitäre oder virale Infektionen diskutiert. Unabhängig von der auslösenden Ursache gibt es zahlreiche Hinweise, dass es sich bei ERU um eine immunvermittelte Erkrankung handelt. Im Körper kommt es nach der Bekämpfung der Primärinfektion zu einer Überreaktion des Immunsystems als Antwort auf aktivierte Immunzellen. Neben Lymphozyten können diese Immunzellen auch neutrophile Granulozyten sein. Neutrophile Granulozyten haben verschiedene antimikrobielle Funktionen, wozu auch die Fähigkeit zählt, neutrophile extrazelluläre DNA-Netze (NETs) freizusetzen. NETs sind extrazelluläre DNA-Fasern mit assoziierten Proteasen und antimikrobiellen Peptiden, die von aktivierten Neutrophilen freigesetzt werden. NETs ermöglichen das Einfangen eindringender Krankheitserreger, können aber bei massiver Freisetzung auch zu schädlichen Autoimmunreaktionen des Wirts beitragen.
Das hier vorgestellte Forschungsprojekt soll wesentliche Erkenntnisse über die Beteiligung von NETs an der Pathogenese der ERU liefern. Aus den Ergebnissen des ersten Teiles unsere Studie haben wir Hinweise auf eine Beteiligung von NETs an der Pathogenese von ERU mit schädlichen Auswirkungen ableiten können. Insgesamt konnten wir zeigen, dass NETs mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren, die Blutzellen der Netzhaut zu schädigen scheinen und Autoantikörper gegen NET-Proteine induziert werden. Wir stellen die Hypothese auf, dass diese Autoantikörper die NETs vor dem Abbau durch DNasen schützen könnten, was zu ihrer Persistenz und möglicherweise zu neuen Krankheitsschüben führt. Im aktuellen Projekt wollen wir daher untersuchen, ob und wie die Phase der Erkrankung (klinischen, entzündungsfreien Phasen und akuten, entzündlichen Phasen) die zelluläre Beteiligung und die Freisetzung extrazellulärer DNA beeinflusst. Auf der Grundlage unserer bisherigen Daten stellen wir außerdem die Hypothese auf, dass neben den Neutrophilen auch andere Zelltypen eine Rolle bei der Freisetzung extrazellulärer DNA während des Fortschreitens der ERU spielen, was ein Zusammenspiel zwischen verschiedenen Immunzellen ermöglicht. Daher werden wir die Freisetzung von ETs (extrazelluläre DNA-Netze) durch andere Immunzellen als Neutrophilen und ihr Zusammenspiel mit adaptiven Immunzellen untersuchen. Da die Verwendung von Gentamicin bei der Behandlung von ERU-Patienten gut etabliert ist, soll außerdem der Einfluss von Gentamicin in unterschiedlichen Konzentrationen und in Verbindung mit verschiedenen Stimuli auf die Immunzellen von Pferden bestimmt werden, wobei der Schwerpunkt auf der ET-Freisetzung liegt.

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK), 324.000 EUR

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

Projektdetails:
Ziel dieses Teilprojektes ist die Weiterentwicklung und Optimierung eines 3D-Lungenepithel-Zellkulturmodells
zur Untersuchung von viralen und bakteriellen Infektionen und die Wirkungsweise von immunmodulatorischen Substanzen auf Infektionsverlauf und zellbiochemische Prozesse. Eine erhöhte
Komplexität des Modellsystems unter Anwendung physiologischer bzw. pathophysiologischen
Sauerstoffbedingungen und mikrofluidischer Systeme ermöglicht die Annäherung des in vitro-Systems
an die in vivo Situation und wird nachhaltig helfen die Versuchstieranzahl zu reduzieren. Die
Komplexität des Infektionsmodells wird durch physiologisch relevante Sauerstoffbedingungen (definierte
gewebsspezifische hypoxische Bedingungen) und durch 3D-Co-Kultivierung von humanen
oder tierischen pulmonalen Epithelzellen und Neutrophilen Granulozyten erheblich erhöht. Zusätzlich
soll der Einsatz von Primärzellen sowie induzierten pluripotenten Stammzellen eine langfristige
Optimierung liefern.

Drittmittelprojekt: MWK Niedersachsen, 184.200 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Die Kryokonservierung von ex vivo und in vitro Kultursystemen des Respirationstraktes verschiedener Spezies ist eine bislang wenig erforschte Methode, welche den Nutzen dieser Modelle als Ersatz und Ergänzung von Tierversuchen aber deutlich steigern könnte. Daher sollen im vorliegenden Teilprojekt primäre Zell- und Gewebekulturen wie Nasenschleimhaut-Explantate, Air-Liquid Interface Kulturen aus trachealen Epithelzellen und Lungenpräzisionsschnitte von ausgewählten Spezies wie Frettchen, Hund, Maus und Schwein mittels verschiedener Gefriermedien kryokonserviert und nach dem Auftauen morphologisch, funktionell sowie anhand einer Transkriptomanalyse untersucht und mit nicht kryokonservierten Kulturen verglichen werden. Insbesondere die Zilienmorphologie und funktionalität der Kultursysteme soll dabei im Mittelpunkt stehen und durch softwaregestützte Videoanalysen näher charakterisiert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sowie die generierten Kulturen sollen Projektpartnern des Verbundes und darüber hinaus anderen Arbeitsgruppen über die gesamte Förderperiode zur Verfügung stehen.

Kooperationspartner:

Forschungskooperation mit der Medizinischen Hochschule Hannover: "Mikro-Replace-Systeme"

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) , 404.650 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Das Genus Pestivirus gehört zur Virusfamilie Flaviviridae und beinhaltet RNA Viren von herausragender Relevanz, wie zum Beispiel das Virus der Bovinen Virusdiarrhöe (BVDV) und das Virus der Klassischen Schweinepest (KSPV), die Auslöser für anzeigepflichtige Tierseuchen sind. Über viele Jahrzehnte ist man davon ausgegangen, dass Pestiviren ausschließlich Paarhufer (Ungulaten) infizieren können. In den letzten Jahren sind jedoch auch bei Nicht-Ungulaten Wirten neuartige Pestiviren gefunden worden. Diese Viren besitzen den für klassische Pestiviren typischen Genomaufbau, sind jedoch genetisch sehr unterschiedlich. Offenbar handelt es sich hierbei um eine ganze Gruppe neuartiger Pestiviren über deren biologische Eigenschaften bislang keine Erkenntnisse vorliegen. Auch in Schweinen konnte ein solch neuartiger Erreger identifiziert werden und wird als "atypisches porzines Pestivirus" (APPV) bezeichnet. APPV verursacht eine neurologische Erkrankung bei neugeborenen Ferkeln (kongenitaler Tremor) und eine Beteiligung an weiteren Erkrankungen (z.B. Unfruchtbarkeit, Abort, neonatalen Missbildungen) erscheint wahrscheinlich.
Es im Rahmen des Forschungsprojekts gelungen, APPV an Zellkulturbedingungen zu adaptieren und zu vermehren. Die Verfügbarkeit eines Virusisolates lieferte die Voraussetzung für weitere Studien zur Charakterisierung der biologischen Eigenschaften des Pathogens. Unsere Arbeiten konnten zeigen, dass es offenbar maßgebliche Unterschiede im Zelleintritt von APPV und KSPV gibt. Nach dem lange vermutet worden ist, dass das Komplement-regulierende Protein CD46 für Pestiviren der Schlüssel ist um in die Wirtszelle eindringen, konnten unsere Arbeiten zeigen, dass einige Pestiviren - darunter auch KSPV - einen CD46 unabhängigen Mechanismus zum Zelleintritt nutzen. Welche zellulären Oberflächenstrukturen stattdessen für den Zelleintritt gebraucht werden, ist bislang unklar und wird Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten sein.
Die Studie soll Einsichten in den komplexen, wahrscheinlich mehrstufigen Prozess des Zelleintritts liefern. Innerhalb dieses Projektes ist es das Ziel, die molekularen Determinanten des Zelleintritts von Pestiviren zu identifizieren und näher zu charakterisieren. Es wurden bereits mehrere Wirtszellfaktoren identifiziert, die wahrscheinlich während früher Phasen der viralen Replikation mit den viralen Hüllproteinen interagieren und die Virusvermehrung beeinflussen können. Es soll zunächst geklärt werden, ob diese Faktoren direkt mit den Viren interagieren oder ob es sich um indirekte Effekte handelt, z.B. durch Bindung an andere zelluläre Proteine oder auch durch einen veränderten Zell-Metabolismus verursacht. Die Kenntnis der Schlüsselfaktoren für den Eintritt von porzinen Pestiviren in die Wirtszelle kann einen wertvollen Beitrag leisten, die Biologie des neuartigen und in der Schweinepopulation weit verbreiteten Pathogens APPV, aber auch die Eigenschaften des lange bekannten Tierseuchenerregers KSPV zu verstehen.