Forschung

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: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), 134.128 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Die Verbesserung der Biosicherheit und der Gesamthygiene von Masthuhnbetrieben, Verbesserung der Tiergesundheit von Masthühnern, Minimierung des Einsatzes von Antibiotika, Wissenstransfer zwischen Masthuhnbetrieben mit niedrigem und hohem ABE und Optimierung von Risikobereichen anhand des Wissenstransfers.
Es soll ein intensiver Austausch von Erfahrungen zwischen Landwirten, die einen unterschiedlich hohen ABE haben erfolgen. Somit sollen Betriebe, die zu Beginn des Projektes eine hohe Notwendigkeit des Einsatzes von Antibiotika haben, lernen, welche Parameter sie optimieren können und sollten, um die Tiergesundheit zu verbessern und den Einsatz von Antibiotika zu minimieren. Faktoren des Betriebsmanagements, die einen potentiellen Einfluss auf die Tiergesundheit und daraus folgenden notwendigen ABE haben, werden in den praktischen Phasen des Projektes evaluiert und erhoben. Diese Faktoren gliedern sich in jeweilige Arbeitspakete (AP), hierzu gehören die Biosicherheit des Betriebes und das Hygienemanagement (bearbeitet von FLI & UROS), die Reinigung und Desinfektion (UROS), die Tiergesundheit und Stall- bzw. Herdenmanagement (TiHo und LMU), sowie der Wissenstransfer (UROS).
In dem Projekt werden somit Betriebe eingebunden, die bereits durch innovative Maßnahmen, einem optimierten Management und einer Verbesserung der Haltungsbedingungen ihren Antibiotikaeinsatz minimieren konnten. Zusätzlich werden Betriebe aufgefordert sich zu beteiligen, die Interesse an einer Verbesserung der Tiergesundheit und der Minimierung des Antibiotikaeinsatzes haben und von anderen Betrieben lernen möchten.

Kooperationspartner:

Uni ROS; Prof. Helen Louton

LMU München; PD Dr. Elke Rauch

FLI Insel Riems; PD Dr. Nicolai Denzin

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"""

Kliniken/Institute:
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
Im Hofgut Neumühle werden kontinuierlich Daten zur Gesundheit und Leistung von Milchkühen erhoben und in verschiedenen elektronischen Datenhaltungssystemen gelagert. Es kommen immer wieder wissenschaftliche Fragestellungen auf, die mit Hilfe einer Analyse der vorliegenden Daten geklärt werden sollen (sog. Sekun-därdatenanalyse). Bevor diese Datenanalyse möglich ist, soll eine Übersicht über die zur Verfügung stehenden Datenquellen, den primären Erhebungszielen, den enthaltenen Daten sowie den Metadaten, die die vorhandenen Daten beschreiben, erstellt werden.
Dazu wird zunächst vor Ort die Entstehung der Daten nachvollzogenen sowie verstanden und dokumentiert, zu welchem (ursprünglichen/primären) Zweck sie er-hoben werden. Es werden Auszüge aus den Datenquellen erstellt, die der Erstellung o.g. Übersicht dienen sollen. Diese Auszüge werden weiter analysiert anhand von Anwendungsbeispielen. Als ein wichtiger Aspekt der Arbeit sollen die Implikationen für nachfolgende Sekundärdatenanalysen dargelegt und diskutiert werden.

Kooperationspartner:

Hofgut Neumühle (Theresa Scheu)

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), 164.593 EUR

Kliniken/Institute:
Zentrum für klinische Fertigkeiten - Clinical Skills Lab
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
Ziel des Projektes "InUtero"" ist es, einen lebensechten Simulator für die Geburtshilfe beim kleinen Wiederkäuer zu entwickeln und diesen in der Lehre von Studierenden und der Ausbildung von Landwirten und Landwirtinnen zu implementieren. Hierbei übernimmt das Clinical Skills Lab zusammen mit der Klinik für kleine Klauentiere die Entwicklung und Validierung des Simulators sowie die Ausarbeitung der begleitenden Lehrunterlagen inkl. Lehrvideo. Die Tierhaltungsschule der Landwirtschaftlichen Lehranstalt Triesdorf und des Landwirtschaftliches Bildungszentrum Echem werden diesen Simulator im Rahmen des geburtshilflichen Unterrichtes ihrer Auszubildenden sowie im Rahmen von Seminaren und Workshops in der Erwachsenenbildung einsetzen und evaluieren. Die enge Zusammenarbeit der Projektpartner ermöglicht eine stetige Anpassung und Modifizierung des Simulators, sodass am Ende der Projektphase ein an die Ansprüche und Bedürfnisse sowohl der Lehrenden als auch der Lernenden optimierter, lebensechter Simulator für die Geburtshilfe bei kleinen Wiederkäuer zur Verfügung steht. "

Kooperationspartner:

Landwirtschaftliches Bildungszentrum Echem

Landwirtschaftliche Lehranstalt Triesdorf

Drittmittelprojekt: cofinanziert durch die Europäische Kommission, 107.187 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Dieses Projekt zielt darauf ab, eine entscheidende Lücke in der Bewertung von Neurotoxizität zu schließen, indem es eine neuartige in vitro Methodik entwickelt, die gezielt auf die Myelintoxizität abzielt - einen entscheidenden Faktor, der periphere sensorische und motorische Funktionen beeinflusst. Aufbauend auf etablierten Wirkmechanismen (MoA) in der Neurotoxizität werden humane induzierte pluripotente Stammzellen zur Differenzierung in reife Motor- und sensorische Neuronen sowie Schwann-Zellen verwendet. Die neu zu entwickelnde Methode hebt sich von bestehenden In vitro-Methoden ab, indem sie sich auf die Myelintoxizität konzentriert, die bisher nicht in bestehenden In vitro-Ansätze integriert ist und somit zur Bewertung der Neurotoxizität herangezogen werden kann.
Im Bewusstsein der regulatorischen Notwendigkeit für schnellere und praxisrelevantere Bewertungen der Neurotoxizität strebt das Projekt an, eine effektive Methode zur Beurteilung der Myelintoxizität bereitzustellen. Die Methodik umfasst die Ko-Kultivierung von sensorischen oder motorischen Neuronen mit Schwann-Zellen in sowohl 3D-Sphären als auch 2D-Konfigurationen. Der Plan beinhaltet die Charakterisierung von Zelltypen und die Untersuchung der Myelinbildung mittels immunzytochemischer Färbungen und RT-qPCR nach 4-8 Wochen in der Kultur. Ein entscheidender Aspekt der Studie ist die Erkundung optimaler Bedingungen für Hochdurchsatztests.
Meilensteine umfassen die Expression von Neuronen- und Schwann-Zellmarkern, die Bestimmung der optimalen 2D- oder 3D-Konfiguration für automatisierte Hochdurchsatz-Myelinquantifizierung und die wissenschaftliche Validierung der Testmethode. Das ultimative Ziel besteht darin, ein robustes Instrument zur Beurteilung der Myelintoxizität bereitzustellen, unter Verwendung eines Trainingssatzes von Testsubstanzen.
Abschließend führt dieses Projekt einen innovativen Ansatz ein, um die Lücke in der Myelintoxizitätstestung innerhalb der In vitro-Bewertung der Neurotoxizität zu schließen. Durch die Nutzung von humanen induzierten pluripotenten Stammzellen und fortgeschrittenen Ko-Kultivierungstechniken strebt die Studie an, einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung einer umfassenderen und effektiveren Bewertung der Neurotoxizität für regulatorische Zwecke zu leisten.

Resultate:

https://www.eu-parc.eu/

Drittmittelprojekt: Drittmittelprojekt, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)., 269.600 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Bacillus cereus ist ein häufig vorkommendes Bodenbakterium und verantwortlich für zwei Arten von gastrointestinalen Erkrankungen, die durch Lebensmittel übertragen werden. Die emetische Variante führt zu Lebensmittelvergiftungen und äußert sich in Übelkeit und Erbrechen, während Infektionen mit enteropathogenen Stämmen Durchfall und Bauchschmerzen verursachen. Diese Krankheitsbilder werden durch verschiedene Toxine hervorgerufen, darunter das zyklische Dodecadepsipeptid Cereulid sowie die proteinbasierten Enterotoxine Hämolysin BL (Hbl), nicht-hämolytisches Enterotoxin (Nhe) und Zytotoxin K (CytK).
In einem Vorläuferprojekt wurde das Wirkungsprinzip des porenbildenden Dreikomponenten-Toxins Hbl im Detail untersucht. Komplexbildung der drei Protein-Komponenten in Lösung, die Bindungsreihenfolge an die Zielzellen, das optimale Konzentrationsverhältnis für schnellstmögliche Porenbildung und maximale Zytotoxizität, sowie die Wirkung einer vierten Protein-Komponente wurden ermittelt. Während der Fokus der Vorarbeiten auf dem Toxin selbst lag, werden in diesem Projekt die Auswirkungen der Porenbildung auf den Wirt untersucht.
Dieses Vorhaben liefert Antworten auf die zelluläre Reaktion des primären Ziels der B. cereus Enterotoxine, nämlich humane Zellen des Magen-Darm-Trakts. Es werden zunächst relevante Toxinkonzentrationen und Expositionszeiten für das Überleben der Darmzellen oder das Einsetzen von Apoptose ermittelt. Außerdem wird das Einsetzen möglicher Reparaturmechanismen innerhalb der Zielzellen untersucht. Diese ersten Daten liefern bereits in ein Modell für den Beginn der durch enteropathogene B. cereus hervorgerufenen Durchfallerkrankung. Im Anschluss an diese Untersuchungen wird die Interaktion von B. cereus und seinen Enterotoxinen mit komplexeren Strukturen, nämlich humanen intestinalen Organoiden, erforscht. Der Einsatz von Organoid-Kultursystemen ermöglicht elaboriertere Studien zu Wechselwirkungen zwischen Wirt und Mikroorganismus. Es werden verschiedene Aspekte untersucht, darunter Genexpression, Ionen-Transport und die Aktivierung von Signalwegen innerhalb der Zielzellen und -strukturen.
Erwartet werden wichtige neue Erkenntnisse über die physiologischen Prozesse, die zu Enterotoxin-induzierten Durchfallerkrankungen führen.

Drittmittelprojekt: Gefördert durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Bonn/BMEL, 369.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit
Institut für Tierernährung
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie
Wissenschaft für innovative und nachhaltige Geflügelhaltung

Projektdetails:
Der innovative Ansatz dieses Projektes zielt darauf ab, aus der Produktionskette isolierte Phagen als nachhaltige prophylaktische Maßnahme in der Geflügelproduktion zu etablieren.
Es sollen im Rahmen eines Zweistufenkonzepts maßgeschneiderte Phagenprodukte entwickelt werden.

Kooperationspartner:

Tierärztliche Gemeinschaftspraxis WEK, Miavit GmbH

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.