Forschung

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 199.450 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Institut für Virologie

Projektdetails:
Der Respirationstrakt ist eine häufige Eintrittspforte für Krankheitserreger. Das Hundestaupevirus (CDV) sowie das nahverwandte Masernvirus müssen die Barriere des Atemwegsepithels überwinden, um zu ihren Zielzellen, den Immunzellen, zu gelangen. Nectin-4, der einzige bekannte Rezeptor für beide Viren auf Epithelzellen, ist ein basolaterales Protein. Nach Aufnahme werden die Morbilliviren von polarisierten Zellen des respiratorischen Epithels über die apikale Membran freigesetzt, gelangen in die Luftwege und können so den Wirt verlassen. Es ist bislang nicht bekannt wie das CDV im Anfangsstadium der Infektion die Barriere des Atemwegsepithels überwindet und in den Wirt eindringt. In dem geplanten Projekt soll daher mittels Präzisionslungenschnitten und Air-liquid-interface-Kulturen differenzierter respiratorischer Zellen analysiert werden, wie CDV das respiratorische Epithel überwindet und subepitheliale Zielzellen infiziert. Hierbei werden die infizierten Zelltypen, der Infektionsverlauf, zytopathogene Effekte und die Regeneration des Epithels in beiden Kultursystemen näher charakterisiert. Der Einsatz von CDV-Mutanten, die Defekte in der Rezeptorerkennung aufweisen (SLAM-blinde und Epithelzell-Rezeptor-blinde CDV), ermöglicht hierbei gezielte Aussagen über das Spektrum der infizierbaren Zellen und die Effizienz der Infektion. Als zweite Möglichkeit des Überwindens der Epithelbarriere wird untersucht, ob CDV über die parazelluläre Route eindringen kann. Außerdem wird der Einfluss verschiedener Umweltfaktoren, von denen bekannt ist, dass sie die Verbindung zwischen Epithelzellen (tight junctions) öffnen, auf den Infektionsverlauf ermittelt. Zusätzlich soll geklärt werden, ob infizierte Makrophagen oder dendritische Zellen bei der Überwindung der Epithelzellbarriere als Vektoren fungieren und so bei der Ausbreitung der Infektion behilflich sind. In weiteren in vitro-Experimenten wird mittels Zytokinexpressionsanalysen bestimmt, welche Auswirkung die CDV-Infektion auf immunologische Funktionen in der Lunge hat. Im Rahmen der CDV-Infektion des Atemwegepithels soll außerdem der Einfluss einer Co-Infektion (Bordetella bronchiseptica) untersucht werden. Das Projekt wird entscheidend für das Verständnis der Pathogenese der CDV-Infektion beitragen. Es wird auch hilfreich sein für das Verständnis anderer Viren, die den Respirationstrakt als Durchgangsstation benutzen, um in ihren Wirt einzudringen.

Drittmittelprojekt: Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH, 16.666 EUR

Kliniken/Institute:
Außenstelle für Epidemiologie (Bakum)
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Zeitgleiche Isolierung und Charakterisierung von S. suis und PRRSV aus Organsystemen sezierter Schweine. Charakterisierung der Effizienz der Immunausweichmechanismen von S. suis Isolaten.

Kliniken/Institute:
Außenstelle für Epidemiologie (Bakum)

Projektdetails:
Atemwegserkrankungen, meist multifaktoriell bedingt, führen weltweit zu Problemen in Schweinepopulationen. Infektiöse Ursachen, wie das Porzine Circovirus Typ 2 (PCV2) und Mycoplasma hyopneumoniae (M. hyopneumoniae) können neben Management-, Haltungs- und Umweltfaktoren an der Krankheitsentstehung beteiligt sein. In einem konventionell wirtschaftenden, kombinierten Betrieb in Niedersachsen, auf dem die Ferkel nicht gegen PCV2 geimpft wurden, soll überprüft werden, inwiefern die Einführung einer Impfung gegen PCV2 einen Effekt auf die Tiergesundheit hat und wie die Wirkung des verwendeten Kombinationsimpfstoffes im Vergleich zu simultan verabreichten Monoimpfstoffen gegen PCV2 und M. hyopneumoniae zu bewerten ist.
In einem zweiphasigen Versuch werden 524 (Phase 1) bzw. 521 (Phase 2) klinisch gesunde Ferkel in der ersten Lebenswoche eingeschlossen. In der ersten Phase werden Leistungsparameter bei Tieren verglichen, die nur gegen M. hyopneumoniae (Gruppe A) bzw. gegen PCV2 und M. hyopneumoniae (Gruppe B) geimpft werden. In Phase 2 werden Impfungen gegen PCV2 und M. hyopneumoniae mit unterschiedlichen Impfstoffen verglichen (Gruppen C und D). Die erfassten Leistungsparameter umfassen die Verluste über die gesamte Lebensdauer der Tiere, die täglichen Zunahmen in der Säugephase, Aufzucht und Mast, sowie die stichprobenartig erfasste Erregerlast im Serum (PCV2) oder im Tracheobronchialsekret (M. hyopneumoniae). Zusätzlich wird eine Beurteilung der Schlachtlungen durchgeführt.

Drittmittelprojekt: DFG, 449.000 EUR

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

Projektdetails:
In diesem Forschungsprojektes sollen die Wirkungen einer Infektion mit Ascaris suum beim Schwein auf den intestinalen Nähstofftransport untersucht werden. Dies erfolgt über In-vitro-Messungen am intakten Epithel über den elektrophysiologischen Response nach mukosaler Zugabe der Nährstoffe sowie als Fluxstudien unter Verwendung radioaktiv markierter Substrate sowie als uptake-Studien in Membranvesikel der luminalen und basolateralen Membran von Enterozyten. Diese funktionellen Studien werden durch molekularbiologische Studien zur Expression der Transportsysteme (Quantitative RT-PCR, Western-blot und Immunhistochemie) komplettiert.

Resultate:

Koehler, S., Springer, A., Issel, N., Klinger, S., Wendt, M., Breves, G., Strube, C. (2023) Effects of adult Ascaris suum and their antigens (total and trans-cuticular excretory-secretory antigen, cuticular somatic antigen) on intestinal nutrient transport in vivo. Parasitology 150, 78-87

 

Koehler, S., Springer, A., Issel, N., Klinger, S., Wendt, M., Breves, G., Strube, C. (2021) Ascaris suum nutrient uptake and metabolic release, and modulation of host intestinal nutrient transport by excretory-secretory and cuticle antigens in vitro. Pathogens 10, 1419

 

Koehler, S., Springer, A., Issel, N., Klinger, S., Strube, C., Breves, G. (2021) Changes in porcine nutrient transport physiology in response to Ascaris suum infection. Parasite & Vectors 14, 533

Drittmittelprojekt: Alexander von Humboldt Stiftung AvH, 5.000.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Immunvirologische Forschung

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 682.563 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Unter standardisierten Versuchsbedingungen mit Einzeltierhaltung werden Akzeptanz und Verdaulichkeit sowie Auswirkungen auf die Magen-Darm-Gesundheit junger Mastschweine geprüft, in deren Mischfutter die Komponente Weizen (ca. 70 %) in zunehmenden Anteilen durch Roggen ersetzt wurde. Damit wird eine vergleichende Bewertung der beiden Schwergetreidearten in der Mastschweinefütterung ermöglicht.

Kooperationspartner:

Institut für Tierernährung, Freie Universität Berlin

Institut für Tierernährung, Universität Bonn

KWS LOCHOW GmbH, Bergen/Wohlde

Drittmittelprojekt: BMBF, 1.351.062 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Zoonotic flaviviruses, such as TBEV and JEV, can infect a number of different vertebrate hosts, but cause clinical disease only in some species while others remain unaffected. Moreover, many flaviviruses that are pathogenic in humans cause clinical symptoms in only a small fraction of infected individuals, of which only a portion will go on to develop severe complications, such as encephalitis, hemorrhagic disease or auto-immune disorders. The determinants of these dramatically different disease outcomes between host species and individuals from the same species are currently not well understood. Molecular mechanisms at the cellular level could play a role in the observed differences between susceptible host species. Advanced techniques, such as mRNA-Seq, real-time RT-PCR, and surface plasmon resonance will be applied for the comparative analysis of virus-host interactions at molecular and cellular levels in different host species to identify host-dependent factors that restrict or facilitate flavivirus infection.
Virus-specific antibodies play a major role in the protection from infection by neutralization of infectious viral particles or mediation of immune effector functions. However, virus-specific antibodies can also lead to the enhancement of flavivirus infections, especially in the case of secondary infections, and antibody-induced immune effector functions can contribute to the often observed immunopathogenesis in viral infections. Second-generation serological assays and functional immune effector studies can be used to measure individual antibody profiles against the complete viral proteome. Antibody profiles may vary between asymptomatic and symptomatic individuals and across different host species, and can contribute to the identification of biomarkers and predictors of disease outcome.

Drittmittelprojekt: Ministry of Science and Culture of Lower Saxony, 186.057 EUR

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

Projektdetails:
The worldwide occurrence of resistant bacteria limits the efficiency of antibiotic-based treatment concepts. Therefore, new promising therapeutic approaches are needed, such as the strengthening of the host's defense by stimulating the immune system. Since the complex host-pathogen interactions are still poorly understood, detailed knowledge is required to apply therapeutic strategies based on the innate immune system. However, animal-free in vitro model systems for infection and interaction studies as well as for drug screenings are only a real alternative if the results obtained can be reliably transferred to the in vivo situation. However, due to lack of complexity, incorrect cell differentiation status, and lack of physiological conditions, in vitro systems do not sufficiently accurately simulate the in vivo situation during infection or inflammatory response.
The project aims to characterize the innate immune response with focus on lung epithelial cells against respiratory bacteria such as the human pathogen Staphylococcus aureus or the zoonotic pathogen Streptococcus suis in vitro and ex vivo. The complexity of the infection model is significantly increased by physiologically relevant oxygen conditions (defined hypoxic conditions, <10% O2 by means of a hypoxia glove box) and by 3D co-cultivation of human and porcine pulmonary epithelial cells and neutrophils.
This study will help to minimize false negative results in screening potential protective immunomodulators or antibiotics that are found to be effective in vitro but ineffective in vivo. Increased complexity of the model system also allows the in vitro system to approach the in vivo situation and will help to reduce the number of animals.

Resultate:

Influence of Oxygen on Function and Cholesterol Composition of Murine Bone Marrow-Derived Neutrophils.

Branitzki-Heinemann K, Brogden G, von Köckritz-Blickwede M.

Methods Mol Biol. 2020;2087:223-233. doi: 10.1007/978-1-0716-0154-9_17.

 

Differentiation and Functionality of Bone Marrow-Derived Mast Cells Depend on Varying Physiologic Oxygen Conditions.

Möllerherm H, Meier K, Schmies K, Fuhrmann H, Naim HY, von Köckritz-Blickwede M, Branitzki-Heinemann K.

Front Immunol. 2017 Nov 30;8:1665. doi: 10.3389/fimmu.2017.01665. eCollection 2017.

Kooperationspartner:

Prof. A. Bleich, PhD - MHH, Institut für Versuchstierkunde

Prof. Dr. M. Stiesch - MHH, Klinik für Zahnärztliche Prothetik und Biomedizinische Werkstoffkunde

Prof. Dr. Gerhard Breves - TiHo, Physiologisches Institut

Prof. Dr. Pablo Steinberg - TiHo, Institut für Lebensmitteltoxikologie und Chemische Analytik

Prof. Dr. med. Tim Sparwasser - Dr. Luciana Berod

Twincore, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung GmbH, Institut für Infektionsimmunologie,

Dr. Jörn Tongers - MHH, Klinik für Kardiologie und Angiologie

Prof. Dr. Jürgen Wienands, Dr. Niklas Engels -

Universitätsmedizin Göttingen, Institut für Zelluläre & Molekulare Immunologie

Prof. A. Bleich, PhD - MHH, Institut für Versuchstierkunde

Prof. Dr. Tobias Cantz - MHH, Exzellenzcluster REBIRTH, Klinik für Gas-troenterologie, Hepatologie und Endokrinologie

Dr. Tanja Hansen- Fraunhofer ITEM, Klinische Chemie und ADME

Dr. Andres Hilfiker - MHH, Klinik für Herz, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie, LEBAO

Prof. Dr. Ulrich Martin, Dr. Ruth Olmer

MHH, Klinik für Herz, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie, LEBAO

Prof. Dr. Axel Schambach, PhD, Dr. Michael Rothe - MHH, Institut für Experimentelle Hämatologie

Prof. Dr. Wolfgang Baumgartner - TiHo, Institut für Pathologie

Prof. Dr. Albert Osterhaus - TiHo, Research Center for Emerging Infections and Zoonoses (RIZ)

Prof. Dr. M. von Köckritz-Blickwede - TiHo, Research Center for Emerging Infections and Zoonoses (RIZ)/Institut für Physiologische Chemie

Prof. Dr. Dr. Daniel Strech - MHH, Institut für Geschichte, Ethik und Philosophie der Medizin

Prof. Dr. Nils Hoppe - Leibniz Universität Hannover, Leibniz Forschungsinitiative CELLS: Centre for Ethics and Law in the Life Sciences (CELLS-LUH)

Prof. A. Bleich, PhD - MHH, Institut für Versuchstierkunde

Drittmittelprojekt: Niedersächsische Tierseuchenkasse, Hannover, 72.750 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Virologie

Projektdetails:
Vereinzelt wurden im Blut von Milchkühen aus Betrieben Niedersachsens Hemoplasmen (Mykoplasma wenyonii, Cand Mykoplasma hemobos) sowie Hepaciviren nachgewiesen. Bislang sind Prävalenz, Bedeutung für die Milchviehgesundheitheit und Übertragungswege von Hemoplasmen nicht hinreichend bekannt. Auch sind die Übertragungswege von Hepaciviren nicht untersucht. Ziel der Studie ist daher die Prävalenz von Hemoplasmen und deren Bedeutung für die Gesundheit von Milchkühen abzuschätzen. Ferner soll geprüft werden, ob bei infizierten Tieren intrauterine Übertragungen von Hepaciviren und Hemoplasmen auf die Nachkommen vorkommen.

Kooperationspartner:

Dr. Bernd Hoffmann, Institut für Virusdiagnostik, Friedrich Loeffler Institut, Insel Riems

Dr. Mark Holsteg, Rindergesundheitsdienst Nordrhein-Westalen, Bad Sassendorf

Prof. Dr. Wolfgang Hölzle,Fakultät Agrarwissenschaften der Universität Hohenheim, Infektions- und Umwelthygiene bei Nutztieren, Stuttgart/Hohenheim

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Untersuchungen zur Verbesserung der kulturellen Re-Isolierung des Erregers Mycoplasma hyopneumoniae aus Lungengewebeproben des Schweins mittels polyklonaler Antikörper und Verifizierung der Modifikationen in einem standardisierten Infektionsmodell.