Forschung

Drittmittelprojekt: Hirsch foundation, 50.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
Decellularized heart valve tissues can be used to replace a malfunctioning heart valve. This option is particularly suitable for young patients, because decellularized tissues have regeneration potential. We have pioneered in developing methods for dry preservation of mammalian cells and tissues and demonstrated that this can be done using disaccharides such as sucrose or trehalose which can be found at high concentrations in anhydrobiotic organisms that naturally survive drying. Drying of decellularized heart valves may alter the properties of the extracellular matrix and impair their in vivo efficacy. The central aim of this project is to test if sucrose can be used for dry preservation of heart valves so that they can be safely used for transplantation. We already established methods to freeze-dry heart valves, but their storage stability needs to be demonstrated. In this project we plan to evaluate if vacuum-drying, which lacks a damaging freezing step, can be used as an alternative drying method. The second objective is to study the effects of (freeze-)drying on scaffold structure, and matrix biomolecules directly after drying as well during storage under normal (4°C or room temperate) and accelerated aging (37°C/high relative humidity) storage conditions. The general tissue architecture will be studied on hematoxylin-eosin stained tissue sections, whereas Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) will be used to obtain spectral fingerprints of tissues during storage. For the latter principal component analysis of the spectra will be used to evaluate tissue modifications during storage. Furthermore, accumulation of oxidative damage will be determined. We postulate that overall tissue structural appearance, and therewith functionality, are compromised by ice crystals, and that this can be minimized by reducing the tissue water content prior to freezing, or to avoid ice formation by using vacuum drying.

Drittmittelprojekt: BMBF, 261.911 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Inflammation und assoziierte Lungenschädigung, wie z. B. das acute respiratory distress syndrome (ARDS) sind wesentliche Ursachen für Morbidität und Mortalität in COVID-19. Der Nrf2 Transkriptionsfaktor aktiviert ein umfassendes zellschützendes und entzündungshemmendes Programm. Aus Mausmodellen ist bekannt, dass pharmakologische Aktivierung von Nrf2 und Induktion dieses Programms die Tiere vor LPS-induziertem ARDS schützt. In einem auf Zelllinien basierten Screening für Wirkstoffe gegen COVID-19 haben wir 2 Nrf2 Aktivatoren gefunden, die den zytopathischen Effekt von SARS-CoV-2 in nicht-toxischer Dosis verhindern. Die Ziele des vorliegenden Projektes sind daher,
- die Etablierung von Infektionsmodellen auf der Basis von
humanen Atemwegsepithelzellen, einem Modell für die alveolare
Epithelzellbarriere, und ex vivo Kultur von Lungenexplantaten,
- Evaluierung der Bedeutung des endogenen Nrf2 Programms für die
zelluläre Antwort gegen SARS-CoV-2, und
- die bereits identifizierten 2 Nrf2 Aktivatoren zu verifizieren
und über ein umfassendes Screening von bekannten Nrf2
Aktivatoren weitere protektive Wirkstoffe zu identifizieren.

Kooperationspartner:

PD Dr. Frank Pessler, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Hannover

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Anatomisches Institut

Projektdetails:
Ziel dieser Arbeit ist es, die Menge und das Vorkommen von Östrogen-, Progesteron-, Oxytocin- und Prostaglandin F2α-Rezeptoren im Uterus zum Zeitpunkt der Geburt und im Puerperium immunhistochemisch und molekularbiologisch zu bestimmen. Es soll gezeigt werden, ob Unterschiede zwischen den Uteri mit und ohne Metritis bzw. zwischen den verschiedenen Entnahmezeitpunkten bestehen.

Drittmittelprojekt: BMBF-DLR, 368.953 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
Humane Q-Fieber Erkrankungen werden durch das Bakterium Coxiella burnetii hervorgerufen. In Deutschland gehen Infektionen beim Menschen meist von infizierten Schafen während der Lammzeit aus. Betroffene Tiere scheiden bei der Geburt große Mengen an Coxiellen mit dem Fruchtwasser und der Nachgeburt aus. Durch das Einatmen erregerhaltiger Tröpfchen oder Stäube können sich auch Menschen infizieren, selbst wenn sie keinen direkten Kontakt mit den Tieren haben. Infizierte Schafe sind häufig symptomlos, bei Rind und Ziege kann die Infektion zu Aborten und Reproduktionsstörungen führen. An Q-Fieber erkrankte Personen leiden unter Fieber, Kopfschmerzen und anderen unspezifischen Symptomen. Im weiteren Verlauf kann es zu einer Lungenentzündung und in seltenen Fällen sogar zu einer Herzmuskelentzündung kommen. Bundesweit treten immer wieder örtlich begrenzte Epidemien auf.
Im Rahmen des Q-GAPS-Zoonoseverbundes werden im Teilprojekt (TP) 1 epidemiologische Studien zur Verbreitung von Coxiella burnetii in Herden kleiner Wiederkäuer durchgeführt. Scheiden- und Vorhauttupfer von Schafen und Ziegen werden mittels PCR auf erregerspezifische Gensequenzen untersucht. Diese molekularbiologische Methode identifiziert das Bakterium, bzw. Teile des Bakteriums und gibt auch Hinweise auf die Intensität der Erregerausscheidung. Parallel dazu werden auch Blutproben dieser Tiere auf Antikörper gegen Coxiella burnetii getestet. Weitere Studien beschäftigen sich mit der Ausscheidung des Erregers in milchproduzierenden Schaf- und Ziegenherden (Longitudinalstudie), den wirtschaftlichen Auswirkungen einer Coxiellen-Infektion speziell in Schafherden (Kohortenstudie) und den Effekten einer Impfung auf die Reproduktionsleistung sowie die Erregerausscheidung (Interventionsstudie) in betroffenen Herden.
Im TP 2 wird ein konzeptionelles Design für ein aktives Monitoring- und Surveillance-System (MOSS) zur Detektion und Charakterisierung von C. burnetii in Herden kleiner Wiederkäuer in Deutschland erstellt und die beste Kombination von Detektionsmethoden und Probenmatrizes für C. burnetii in Herden kleiner Wiederkäuer in Deutschland identifiziert. Außerdem werden die Anwendbarkeit eines angepassten latenten Klasse-Regressionsmodells auf diagnostische Testergebnisse von multiplen Matrizes sowie die Anwendbarkeit eines angepassten latenten Transitionsmodells auf die perpetuierte Ausscheidung von C. burnetii in Herden kleiner Wiederkäuer evaluiert. Des Weiteren wird eine Stakeholderanalyse zu den Bedürfnissen und Erwartungen von Human- und Veterinärmedizinern zu Informationen über C. burnetii durchgeführt. Gemeinsam mit Projektpartnern aus Q-GAPS werden das Risiko für das chronische Müdigkeitssyndrom nach einem Q-Fieberausbruch in der menschlichen Bevölkerung analysiert und eine Blaupause zur übergreifenden sekundären Analyse von Meldedaten von Ausbrüchen in Tierpopulationen und der menschlichen Bevölkerung erstellt.

Resultate:

https://q-gaps.de

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Martin Runge, Lebensmittel- und Veterinärinstiut in Hannover (LAVES) (TP1);

PD Dr. Katja Mertens-Scholz, Friedrich-Loeffler-Institut (FLI), Institut für bakterielle Infektionen und Zoonosen (IBIZ), Nationales Referenzlabor für Q-Fieber (TP3);

Dr. Katharina Sabotta, Universitätsklinikum Jena, Institut für Medizinische Mikrobiologie (TP4);

PD Dr. Dimitrios Frangoulidis, Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr (TP5);

PD Dr. Michael R. Knittler, FLI, Institut für Immunologie (TP6);

Dr. rer. nat. Christian Berens, FLI, Institut für molekulare Pathogenese (TP6);

PD. Dr. rer. nat. Anja Lührmann, Universitätsklinikum Erlangen, Institut für Klinische Mikrobiologie Immunologie und Hygiene (TP7, Verbundkoordination);

Prof. Dr. Silke Fischer, Regierungspräsidium Stuttgart, Abt. 9 Landesgesundheitsamt

Referatsleitung 93, Allgemeine Hygiene und Infektionsschutz und Konsilliarlabor Coxiella burnetii (TP8);

Drittmittelprojekt: Gesellschaft für kynologische Forschung, 25.596 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Ziel der Studie ist es, über den Therapienotstand in der Behandlung von Übelkeit als Symptom des Vestibularsyndroms des Hundes hinwegzuhelfen. Während es gute medikamentöse Behandlungsstrategien gegen Erbrechen gibt, wird die damit zusammenhängende Übelkeit häufig übersehen und bleibt unbehandelt. In unserer Studie testen wir daher ein neues Medikament gegen Übelkeit und etablieren einen Biomarker, um sie besser erkennen und objektiv evaluieren zu können.

Resultate:

https://bmcvetres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12917-021-02931-9

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Wir untersuchen den Einfluss von Darm-Organismen auf die Symptome und Komorbiditäten der Epilepsie. Es gibt stets mehr Hinweise darauf, dass die Darm-Hirn-Achse eine wichtige Rolle für die Hirngesundheit spielt. Zur Therapie wird ergänzend einmal tgl. ein Probiotikum gegeben, welches die Lebensqualität verbessern und ggf. Anfälle reduzieren soll, die pharmakologisch nur schlecht kontrollierbar sind.

Drittmittelprojekt: Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein (StN); Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein (MELUND); Behörde für Umwelt und Energie der Freien und Hansestadt Hamburg (BUE), 109.436 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Das Ziel des Projektes besteht darin, unter artgemäßen Bedingungen auf einer Weide festzustellen, welchen Einfluss die Schafbeweidung einer Dauergrünlandfläche mit einem hohen Anteil an Jakobs-Greiskraut auf die Vegetationszusammensetzung hat, inwieweit Greiskraut von den Schafen aufgenommen wird und inwieweit diese Aufnahme einen Einfluss auf die Tiergesundheit hat.

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), 669.373 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung
Institut für Tiergenomik
Klinik für Geflügel

Projektdetails:
Ziel des Projektes ist es, bereits vorhandene wissenschaftliche Erkenntnisse und Verfahren zur Verbesserung des Tierschutzes in der Masthühnerhaltung in die Praxis zu übertragen, deren Praxistauglichkeit zu prüfen und die Erfahrungen durch neuartige Formen und Medien für ein breites Fachpublikum aufzuarbeiten und zu demonstrieren.
Im Projekt soll geprüft werden, ob durch ein neuartiges kontinuierlich arbeitendes digitales System die Betreuung der Tierbestände unterstützt und verbessert werden kann. Ungewöhnliches Tierverhalten, Identifikation toter Tiere, feuchter Einstreu, tropfender Tränken und Grenzwertüberschreitungen wichtiger Parameter (Temperatur, Luftfeuchte, CO2, etc.) werden direkt an den Tierbetreuer gemeldet, so dass dieser zeitnahe und zielgerichtete Maßnahmen ergreifen kann. Außerdem sollen durch das System die auszuprobierenden innovativen Stallmodifikationen (Aufbaummöglichkeiten, Sandgabe) zur Verbesserung des Tierschutzes evaluiert werden.

Es ist vorgesehen das Vorhaben auf dem Lehr- und Versuchsgut Ruthe und auf insgesamt fünf bundesweit verteilten Praxisbetrieben durchzuführen.
Regelmäßige Projektreffen und digitale Medien werden zum Informationsaustausch und zur Vernetzung der teilnehmenden Landwirte genutzt. Außerdem sind Vorführungen und Schulungen sowie Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, Internetauftritte sowie Teilnahmen an Tagungen zum Wissenstransfer vorgesehen.
Das Vorhaben ist Teil eines Verbundes. Das Verbundprojekt wird in Zusammenarbeit mit masthühnerhaltenden Praxisbetrieben durchgeführt. Für die Koordination ist die Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover federführend verantwortlich (Koordination: Prof. Dr. Distl).
Zum Projektende werden alle Ergebnisse frei zur Verfügung gestellt und auch auf dieser Homepage der MuD Tierschutz veröffentlicht. Zudem wird am Ende der Projektlaufzeit eine Abschlussveranstaltung zur Verbreitung der Ergebnisse stattfinden.

Drittmittelprojekt: KWS Lochow GmbH, 82.107 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
-

Drittmittelprojekt: Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein Eschenbrook 4 24113 Molfsee Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft (BUKEA) Neuenfelder Straße 19 21109 Hamburg Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein (MELUND) Mercatorstr. 3 24106 Kiel, 156.504 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Artenreiche Weiden enthalten natürlicherweise potenziell toxische Pflanzen wie das Jakobs-Kreuzkraut (JKK, Senecio jacobaea L.). Dessen Pyrrolizidinalkaloide (PAs) stellen ein potenzielles Risiko für Nutztiere dar. Die Kontrolle und das Management von JKK kann daher eine wichtige Aufgabe sein, insbesondere auf Grünlandflächen, deren Aufwuchs als Tierfutter genutzt werden soll. Es gibt mehrere Möglichkeiten, das JKK zu bekämpfen. Dabei ist ein gutes Grünlandmanagement mit dem Ziel, eine lückenlose und konkurrenzfähige Grasnarbe zu erreichen, der beste Schutz gegen JKK. Da dieses Ziel kaum landesweit erreichbar und aus ökologischer Sicht auch nicht erwünscht ist, werden andere Bekämpfungsmechanismen eingesetzt wie z. B. die mechanische oder manuelle Entfernung, die chemische Bekämpfung sowie die biologische Bekämpfung durch Insekten wie den Jakobs-Kreuzkrautbär (Tyria jacobaeae), den Jakobs-Kreuzkrautflohkäfer (Longitarsus jacobaeae) und die Jakobs-Kreuzkrautblumenfliege (Pegohylemyia seneciella). Der Einsatz von Herbiziden sowie der Umbruch der betreffenden Flächen sind ebenfalls wirksame Bekämpfungsmaßnahmen, führen aber schlagartig zu einem weitgehenden Verlust an Artenvielfalt. Daher ist auch ein an-gemessenes Grünlandmanagement, etwa das Vermeiden einer Überweidung oder eine Narbenpflege, unerlässlich.
Eine weitere Option zur Reduktion des JKK sind Schafe. Diese Tierart scheint aufgrund der hohen Entgiftungskapazität durch verschiedene Organe und hepatischen mikrosomalen Enzymaktivität, welche die Hydrolyse von Senecio-PAs umfassend katalysiert, weniger empfindlich oder gar immun gegen PAs zu sein. Da es hierzulande keine Daten aus der Praxis gibt, die zeigen, ob Schafe JKK reduzieren können oder nicht, haben wir im Rahmen einer zweijährigen Feldstudie das Fressverhalten von Schafen und dessen Auswirkungen auf die Vegetation und die Tiergesundheit auf JKK-dominierten Weiden untersucht.

Resultate:

In einer über zwei Jahre angelegten Feldstudie mit 70 Schafen auf einer JKK-reichen Weide wurde dokumentiert, in welchem Umfang Schafe das JKK freiwillig fressen und welche Auswirkungen die Aufnahme des JKK auf die Vegetation und die Tiergesund-heit hat. Die Studie wurde über zwei Weidesaisons (Mai bis Oktober 2020 und 2021) auf einer 5,25 ha großen Weidefläche im Naturschutzgebiet "Stellmoorer Tunneltal" in Hamburg durchgeführt. Die Gesamtfläche wurde in neun gleichgroße Teilflächen unter-teilt, auf denen jeweils neun Dauerflächen (sechs Verbissplots und drei Botanikplots) eingerichtet wurden. Auf den Verbissplots wurde im Zweiwochenrhythmus das Fressverhalten der Schafe sowie die Aufnahme der JKK-Biomasse durch Zählen (zeitweise auch Schätzen der verbliebenen Biomasse) aufgenommener Blätter, Blütenknospen, Triebe und Stängel dokumentiert. Auf den Botanikplots wurden im sechswöchigen Rhythmus Vegetationsaufnahmen durchgeführt, Blühhorizonte abgeschätzt und die Ertragsanteile der Gräser, Kräuter und des JKK ermittelt. Proben von Vegetation und JKK für das Labor dienten dazu, die Futtermittelqualität (Faser-, Protein- und Zuckergehalt) analytisch zu bestimmen. Einmal pro Weidesaison erfolgte eine Analyse der Makro- und Mikroelemente im Aufwuchs. Zu Projektbeginn wurden sieben zufällig ausgewählte Schafe als Kontrollgruppe geschlachtet und die übrigen 63 Tiere auf die Versuchsfläche gebracht. Alle sechs Wochen wurden weitere sieben zufällig ausgewählte Tiere geschlachtet. Am Ende der ersten Weidesaison wurden die verbliebenen 35 Schafe von der Versuchsfläche auf eine JKK-freie Winterweide gebracht. Zu Beginn der zweiten Weidesaison wurde wiederum eine Kontrollgruppe von sieben Tieren geschlachtet und die Beweidung der Versuchsfläche mit den verbleibenden 28 Schafen fortgesetzt. Parallel zu jeder Tierentnahme wurde die Projektfläche um eine Teilfläche verkleinert, um eine konstante Besatzdichte von 12 Schafen/ha zu erhalten. Bei jeder Schlachtung wurden Blut- und Lebergewebeproben entnommen. Im Blut wurden hämatologische Parameter und die Enzymaktivitäten, im Lebergewebe der Kupfergehalt bestimmt. Das Lebergewebe wurde zusätzlich histopa-thologisch untersucht. Die Schafe wurden während der gesamten Versuchsdauer täglich kontrolliert und wöchentlich einem tierärztlichen Check-up unterzogen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Schafe kontinuierlich erhebliche Mengen an frischem JKK aufnahmen, obschon auf der Weide zu jeder Zeit ein ausreichendes Alternativangebot vorhanden war: Der Ertragsanteil anderer Kräuter und Gräser lag in beiden Jahren über dem des JKK, und den Tieren stand zusätzlich durchgehend eine Raufe mit JKK-freiem Heu ad libitum zur Verfügung. Die aufgenommene JKK-Menge korrelierte positiv mit der vom JKK gebildeten Biomasse und dessen Zuckergehalt. Zucker ist offenbar die entscheidende Variable für die Attraktivität des JKK; im zweiten Jahr wurde diese möglicherweise durch einen erhöhten Proteingehalt verstärkt. Insbesondere im Hochsommer, wenn der übrige Weideaufwuchs trocken wurde, erwies sich das JKK als nähr-stoffreiches und wertvolles Futtermittel für die Schafe.

Trotz der intensiven und kontinuierlichen JKK-Aufnahme wurden keine gesundheitlichen Auswirkungen festgestellt. Das Verhalten und die Körperkonstitution der Schafe blieben unabhängig von der Dauer der JKK-Exposition unverändert, und der Körper-konditionsindex (Body Condition Score, BCS) blieb während des Versuchsverlauf im Idealbereich und lag zum Versuchsende sogar an der oberen Grenze. Insbesondere zeigten die Schafe keine der in der Literatur beschriebenen typischen Anzeichen einer PA-Intoxikation wie z. B. das sinusoidale Obstruktionssyndrom (SOS), bei dem sich kleine Zweige der Lebervenen verschließen und zu Aszites, Ödemen, reduzierter Urinabgabe und schließlich auch zur Leberzirrhose und dem Tod führen können (2), oder andere typische Symptome wie akutes Leberversagen, Anorexie, Depression oder Ikterus. Auch für eine Photosensibilisierung, die als klassisches Symptom einer PA-Vergiftung bei Weidetieren gilt, fanden sich keine Anzeichen, obgleich bewusst weiße und entsprechend sensible Schafe für den Versuch ausgewählt wurden.

Die Schafbeweidung führte in beiden Jahren zu einer erheblichen Reduzierung des durchschnittlichen JKK-Ertragsanteils auf der Grünlandfläche: von rund 48 % auf 10 % in der ersten Weidesaison und von rund 37 % auf 7 % in der zweiten. Zudem reduzierte der kontinuierliche Verbiss des JKK die Ausbildung von Blüten und damit Früchten. Der Ertragsanteil der anderen Kräuter nahm hingegen vom ersten zum zweiten Versuchsjahr zu. Grundsätzlich könnte eine Beweidung mit Schafen auch aus ökologischer Sicht geeignet sein, JKK-Bestände auf Grünlandflächen zu regulieren, ohne einen negativen Einfluss auf die anderen krautigen Arten befürchten zu müssen. Der hier beschriebene Weideversuch ist somit aus tiergesundheitlicher und naturschutzfachlicher Sicht als vielversprechender Anfang zu werten. In weiteren Studien sollten die Auswirkungen einer längerfristigen und intensiveren Beweidung auf Tiergesundheit und Grasnarbe untersucht werden, um Tierhaltern eine praxistaugliche und umweltfreundliche Lösung für die unerwünschte Ausbreitung von JKK auf Wirtschaftsgrünland anbieten zu können. Aktuell gibt es noch offene Fragen zur Fertilität und zur möglichen Anreicherung von PAs oder deren Metaboliten im tierischen Gewebe. Weitere Studien sollten zudem andere Schafrassen und Standorte mit anderen naturräumlichen Ausstattungen umfassen.

Kooperationspartner:

Universität Hamburg

Abteilung Angewandte Pflanzenökologie

Ohnhorststr. 18

22609 Hamburg

Dr. Aiko Huckauf

Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein

Eschenbrook 4

24113 Molfsee