Forschung

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 325.373 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Angesichts der Pharmakoresistenz von häufigen Hirnerkrankungen wie Epilepsie oder Depressionen gegenüber gängigen Therapieverfahren und der potentiellen Bedeutung von Efflux-Transportern wie P-Glykoprotein (Pgp) für Resistenzmechanismen sind die Entschlüsselung der Regulationsmechanismen von Pgp an der Blut-Hirn-Schranke (BHS) sowie die Suche nach innovativen Therapieeinsätzen von grundlegender Bedeutung. Die bisherigen Untersuchungen zur Regulation von Pgp konzentrierten sich hauptsächlich auf transkriptionelle Anpassungen (Veränderungen der Aktivität von Transkriptionsfaktoren und der Pgp-Expression), post-transkriptionelle Modifikationen (Veränderungen des Pgp-Proteins und Regulation der Translation der Pgp-mRNA durch mikroRNAs), Pgp-Trafficking-Mechanismen von bereits exprimiertem Pgp von intrazellulären Kompartimenten zur apikalen Membran, sowie Pgp-modulierende Signaltransduktion. Eine gänzlich neue Betrachtungsweise in der BHS-Forschung wird durch den im Rahmen dieses Projekts neu entdeckten Zell-Zell-Pgp-Transfer von Zellen mit hoher Pgp-Expression zu Zellen mit niedriger Pgp-Expression bedingt, die zu einer Erhöhung der apikalen Pgp-Expression und -Funktionalität führt. Dabei wird der Pgp-Transfer in den Hirnendothelzellen über direkten Zell-Zell-Kontakt und/oder über Exosomen vermittelt, in denen wir Pgp identifiziert haben. Ein weiterer überraschender und originärer Befund des bisherigen Projekts ist, dass neben den bekannten Funktionen des apikal in der Zellmembran lokalierten Pgp dieser Transporter potentiell toxische Xenobiotika intrazellulär in Lysosomen von Endothelzellen sequestrieren kann. Die lysosomalen Vesikel wandern anschließend durch einen noch unbekannten Prozess zur Zellmembran und verlassen die Zelle, um an der apikalen Membran zu extrazellulär anhaftenden traubenförmigen Vesikelkonglomeraten ("Barrier Bodies") zu werden, die von neutrophilen Granulozyten phagozytiert und damit entsorgt werden. Im Rahmen des Fortsetzungsantrages soll die arzneimittel-induzierte Barrier Body-Bildung in der BHS verschiedener Spezies (Mensch, Schwein, Ratte) sowie die Interaktion zwischen Neutrophilen und Hirnkapillarendothelzellen weiter charakterisiert. Des Weiteren soll die Bedeutung der Barrier Body-Bildung für die Entwicklung von Resistenz gegenüber Neuropharmaka und Chemotherapeutika untersucht werden. Außerdem soll an Labornagern versucht werden, die In-vitro-Befunde zur Barrier Body-Bildung auf die In-vivo-Situation zu übertragen. Wir erwarten, dass die von uns charakterisierten neuen Regulationsmechanismen von Pgp an der BHS neue innovative Strategien des pharmakologischen Eingriffs in Resistenzmechanismen von Hirnerkrankungen ermöglichen werden.

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 386.653 EUR

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

Projektdetails:
Niederwildbesätze, Lebensraum und Biotopverbesserung
Biotopverbesserungsmaßnahmen im Rahmen von Agrarumweltprogrammen oder Greening sowie die Anlage von Blühflächen und anderen Maßnahmen von Jägern und Naturschützern leisten einen wichtigen Beitrag zum Erhalt der Niederwildbesätze und Agrarvögel; es ist jedoch anzunehmen, dass die bislang realisierten Anteile an naturnahen Flächen (Bracheflächen, Blühstreifen, Feld- und Grabenränder, Hecken sowie Gehölze) für eine umfassende Erholung der Niederwildbesätze nicht ausreichen und höhere Flächenanteile zu fordern sind.
In diesem Projekt sind folgende Maßnahmen geplant:

- Erstellung einer zusammenfassenden Übersicht der bisher realisierten verschiedenen Maßnahmenflächen als auch der naturnahen, permanenten Habitatstrukturen auf regionaler und lokaler Ebene im Verhältnis zu den konventionell (und ökologisch) bewirtschaften Agrarflächen
- Modellierung des Zusammenhanges der Populationsentwicklungen der letzten 10 - 20 Jahre und der Populationsdichten von Hase, Fasan und Rebhuhn in Zusammenhang mit den Lebensraumfaktoren (Anbaukulturen etc.), der Habitatstrukturen (Grenzlinien, Habitatstrukturen, Diversität etc.) auf regionaler Ebene in Niedersachsen
- Bewertung der Effektivität von Agrarumweltprogrammen, Greening- und anderen Biotopverbesserungsmaßnahmen auf die Niederwildpopulationen unter Berücksichtigung der Witterung anhand von Wetterdaten (z.B. Temperatur, Niederschlag, Frosttage, Extremwetterlagen etc.) des Deutschen Wetterdienstes
- Habitatstruktur- und Bodennutzungskartierungen sowie die Scheinwerferzählungen erfolgen in ausgewählten und teils seit 1994 beteiligten Referenzreviere verteilt über Niedersachsen,
- in Gebieten mit einem höheren Anteil an Maßnahmenflächen werden neue Referenzreviere akquiriert und kartiert, speziell Pilotprojektgebiete für das Niederwild werden bevorzugt als Referenzgebiete eingerichtet,
- angestrebt wird die Bearbeitung und Einrichtung von 30-50 Referenzreviere, die nach Projektende selbstständig unter Anleitung durch Mitarbeiter der Landesjägerschaft Niedersachsen im Rahmen der Wildtiererfassung und des bundesweiten Wildtier-Informationssystems der Länder Deutschlands weiterhin Scheinwerferzählungen durchführen sollen.

Drittmittelprojekt: DFG, 216.332 EUR

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

Projektdetails:
Virus detection, pathogenesis and intervention

Drittmittelprojekt: Akademie für Tiergesundheit, 24.000 EUR

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

Projektdetails:
Trotz der intensiven Bemühungen die Tiergesundheit zu verbessern, erkranken Schweine
immer noch häufig an Pneumonien. Diese führen zu großen wirtschaftlichen Verlusten.
Ursachen können sowohl Viren als auch Bakterien sein. In den meisten Fällen handelt es
sich jedoch um komplexe Faktorenkrankheiten, an denen mehr als ein Erreger sowie die
komplexe Stressreaktion des Wirtes bzw. die Wirtsimmunantwort beteiligt sind.
Das Ziel dieser Studie ist es zu erforschen, welche Wirkung bakterielle Co-Infektionen und
Faktoren des Wirtes auf den Verlauf einer Pneumonie beim Schwein haben. Zunächst soll
das bakterielle Wachstumsverhalten in Co-Kulturen von Actinobacillus pleuropneumoniae,
Streptococcus suis und Haemophilus parasuis analysiert werden. Darauf aufbauend soll
dann der Einfluss von Wirtsfaktoren auf die Vermehrung und Virulenz von den Bakterien
untersucht werden. Als Wirtsfaktoren sollen Komponenten des angeborenen Immunsystems
sowie Stresshormone berücksichtigt werden. Als erste Zelle bei Infektionen wandern
neutrophile Granulozyten ein. Dabei stellt die Ausbildung von extrazellulären DNA-Netzen
einen wichtigen Abwehrmechanismus dar. Diese können Pathogene binden und durch die
Einlagerung von Komponenten wie Histonen und antimikrobiellen Peptiden (AMP) abtöten.
AMP spielen sowohl in DNA-Netzen eingelagert als auch durch direkte antimikrobielle
Wirkung eine Rolle. Zu den AMP gehören in der Familie der porcinen Cathelicidine z.B. PR-
39 und PMAP-37. Der Einfluss von AMP und DNA-Netzen auf die drei Pathogene soll in
Einzelkulturen vergleichend zu Ko-Kulturen untersucht werden. Zum anderen soll der
Einfluss von Kurzzeit- und Langzeitstress auf Bakterien, AMP Wirkung und DNA-Netze
durch die Inkubation mit Stresshormonen analysiert werden. Als Kurzzeitstresshormone
sollen Adrenalin und Noradrenalin und als Langzeitstresshormon Kortisol verwendet werden.
Alle Hormone gehören zu den Katecholaminen. Die erhobenen Daten sollen im Anschluss
an das beantragte Projekt für die Testung in einem Zellkultursystem der Lunge verwendet
werden. Dort soll das Zusammenspiel aller Komponenten für umfassende Rückschlüsse auf,
die in vivo Situation erforscht werden.

Resultate:

Bonilla MC, Fingerhut L, Alfonso-Castro A, Mergani A, Schwennen C, von Köckritz-Blickwede M, de Buhr N. 2020. How Long Does a Neutrophil Live?—The Effect of 24 h Whole Blood Storage on Neutrophil Functions in Pigs. Biomedicines 8:278.

Drittmittelprojekt: DFG, 176.898 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Abwehrschwächen gegenüber Infektionen und ihre Kontrolle

Drittmittelprojekt: Internationale Gesellschaft zur Funktionsverbesserung der Pferdezähne e.V., 10.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde

Projektdetails:
Die Equine Odontoclastic Tooth Resorption and Hypercementosis (EOTRH) ist eine schmerzhafte und progressive Erkrankung der Schneide- und Eckzähne von älteren Pferden. Die wahrscheinlich multifaktorielle Ätiologie der Erkrankung ist weiterhin nicht umfassend geklärt, auch wenn mechanische, entzündliche und mikrobiologische Faktoren im Bereich der Reservekrone eine Rolle zu spielen scheinen. Zudem werden betroffene Pferde meist erst in fortgeschrittenen Krankheitsstadien vorgestellt, sodass frühe Läsionen selten beobachtet werden können. Neben der klinischen Untersuchung spielt vor allem die Röntgenbildgebung eine wichtige Rolle in der Diagnostik von EOTRH. Bis dato gibt es keine zahnerhaltende Therapie, sodass die Extraktion der betroffenen Zähne der beste Weg ist, den Patienten wieder eine schmerzfreie Futteraufnahme zu ermöglichen.
Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Früherkennung von EOTRH-bedingten Läsionen zu verbessern, um weiterführend eine Abgrenzung zwischen physiologischen, altersbedingten Zahnveränderungen und frühen pathologischen Prozessen zu ermöglichen.
Für diese Untersuchungen werden Kadaverköpfe von geschlachteten oder (aufgrund von anderen Erkrankungen) euthanasierten Pferden genutzt.
Von diesen Köpfen werden Röntgenbilder und computertomographische Scans (CT) in der Klinik angefertigt. Nach Extraktion der Schneidezähne werden diese weitergehend im Micro-CT (µCT) der Diagnostischen und Interventionellen Radiologie der UMG untersucht. Das µCT bietet im Vergleich zum klinisch genutzten CT ein deutlich höheres Auflösungsvermögen, allerdings können nur einzelne Zähne im µCT untersucht werden. Im Vergleich der verschiedenen Bildgebungsverfahren sollen jedoch Rückschlüsse vom µCT über das klinische CT bis zum Röntgen getroffen werden.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Untersuchung extrahierter Zähne von Pferden, die an EOTRH erkrankt sind. Hierbei werden vor allem die Pulpenhöhlen und die diese umgebenden Zahnhartsubstanzen untersucht, um eine endodontische Komponente der Pathogenese von EOTRH näher zu beleuchten.
Auch wird die Morphologie der Pulpen mit denen gesunder Pferde im gleichen Alter verglichen.

Insgesamt sollen durch die aufgeführten Untersuchungen die frühe Diagnostik von EOTRH verbessert werden und weitere Hinweise über die Ätiologie gefunden werden, um mögliche Ansätze für eine zahnerhaltende Therapie zu entwickeln.

Kooperationspartner:

PD Dr. habil Christian Dullin, Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsmedizin Göttingen (UMG)

Jonas Albers,BSc, Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsmedizin Göttingen (UMG)

Prof. Dr. Carsten Staszyk, Institut für Veterinär-Anatomie, -Histologie und -Embryologie der Justus-Liebig-Universität Gießen

Drittmittelprojekt: Industrie (Futtermittelhersteller), 355.786 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Drittmittelprojekt: Gesellschaft für kynologische Forschung, Verband für das Deutsche Hundewesen, 20.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
Brachycephale Hunde leiden im Zusammenhang mit ihrem kurzen Schädel in vielen Fällen an schwerwiegenden gesundheitlichen Problemen. Die Schwere der in Zusammenhang mit dem brachyzephalen Atemsyndrom auftretenden Symptome scheint im Laufe der letzten Jahre eher schwerer als leichter zu werden. Neben der Atemnot bestehen bei vielen Hunden insbesondere schwerwiegende Probleme bezüglich der Thermoregulation. Trotzdem hat die Zahl der in Deutschland geborenen Mopswelpen seit dem Jahr 2000 deutlich zugenommen.

Drittmittelprojekt: Förderverein Bioökonomieforschung (FBF e.V.), 39.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
Richtlinien für spermatologische Mindestanforderungen über die Qualität von Ebersperma berücksichtigen bisher nicht die Spermienzahl in der Besamungsportion. Es ist bekannt, dass bestimmte Defizite in der Spermaqualität durch eine erhöhte Spermienzahl in der Besamungsportion kompensierbar sind. Die Kompensierbarkeit ist abhängig von der Art der Abweichung und der Anzahl betroffener Spermien im Ejakulat. Im Ebersperma stellen Plasmatropfen (PT) die häufigste morphologische Fehlform dar. Derzeit liegt der zulässige Grenzwert für diese Abweichung bei 15 % (BRS Richtlinie 2005).Ziel ist es, befruchtungsrelevante Fähigkeiten von Spermien mit und ohne PT vergleichend zu untersuchen. Basierend darauf wird die Kompensierbarkeit von Plasmatropfen durch eine Erhöhung der Spermienzahl in der Besamungsdosis geprüft. Die Erkenntnisse sollen gegebenenfalls bei Anpassung der BRS-Richtlinie berücksichtigt werden.

Resultate:

Animals 2021, 11, 2570. https://doi.org/ 10.3390/ani11092570; https://doi.org/10.3390/ani12202892

Kooperationspartner:

Dr. Heiko Henning, Friedrich-Loeffler Institut Mariensee

Prof. Martin Schulze, Institut für Fortpflanzung landwirtschaftlicher Nutztiere, Schönow

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Gesundheit, 203.916 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
Das Projekt fokussiert auf das Schwerpunktthema "Erreger mit speziellen Resisten-zen". Die Hauptziele liegen dabei in (i) der Bewertung von komplexen Ausbruchs-szenarien mit dem Fokus auf horizontale Resistenzübertragung unter Einbeziehung der Ergebnisse moderner Sequenz-basierter Typisierverfahren, (ii) der Ableitung allgemeingültiger Standards und essentieller Voraussetzungen für eine valide Da-tenauswertung, (iii) einer Identifizierung von begünstigenden Faktoren und von Hinderungsgründen für eine zügige Umsetzung dieser; (iv) der Entwicklung von Strategien einer Zusammenführung klinisch-epidemiologischer Informationen mit Genomdaten und (v) einem Wissenstransfer in die qualifizierte Fachöffentlichkeit.
In einem sektorübergreifenden Ansatz werden zwei ausgewählte Antibiotikaresis-tenzen mit sehr hoher Public Health-Relevanz bearbeitet. Es geht zum einen um einen wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn mit unmittelbarem Public Health-Bezug, d.h. konkret um eine bessere Einschätzung des Gefährdungspotenzials (i) mcr-vermittelter Colistinresistenz bei Isolaten von Tieren und Lebensmitteln und deren Bedeutung für human-pathogene Isolate sowie (ii) carbapenemaseproduzie-render Enterobacterales in Tieren und Lebensmitteln als ein mögliches Reservoir der Resistenzentwicklung bei humanen Isolaten. Zum anderen wird mit dem Pro-jekt modellhaft die dringend notwenige Implementierung einer Kerntechnologie für eine genombasierte Erreger- und Resistenzsurveillance in Leitinstitutionen des Public Health und Veterinary Public Health und der epidemiologisch adäquaten Aus- und Bewertung realisiert.

Kooperationspartner:

Abteilung Infektionskrankheiten, Robert Koch Institut, Wernigerode

Abteilung für Medizinische Mikrobiologie Ruhr-Universität Bochum

FG Epidemiologie, Zoonosen und Antibiotikaresistenz, Abteilung Biologische Sicherheit, Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin