Forschung

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 153.474 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Das Tierwohl in der Nutztierhaltung ist einer der wichtigsten Qualitätsindikatoren für viele Verbraucher und von stark wachsender gesellschaftlicher Relevanz. Dabei lässt sich das Tierwohl messtechnisch nur schwer erfassen. Ein wichtiger Indikator für das Tierwohl in der Rinderhaltung ist die Erkennung von Lahmheiten, welche durch Erkrankungen der Klauen und Gliedmaßen entstehen. Ziel dieses Projekts ist es daher, ein System zur automatisierten Frühdiagnostik von Klauenerkrankungen von Rindern zu entwickeln. Der modulare Aufbau des geplanten Systems, welches aus einer Messplattform und einer Auswertungseinheit besteht, ermöglicht eine Anpassung an alle praxisrelevanten Haltungsformen. So sollen sowohl mobile Teststände mit daran angekoppelten Handgeräten oder Smartphone Apps für flexible Messungen, als auch ein Festeinbau in marktübliche Ställe umgesetzt werden. Die von den Systemen erfassten Geräusche sollen direkt über eine eigene Analysesoftware für den Landwirt aufbereitet und Managementoptionen angeboten werden.
Gefördert durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Resultate:

https://www.mdpi.com/2076-2615/9/3/78

Kooperationspartner:

Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik

Hölschner+Leuschner GmbH&Co.KG

Drittmittelprojekt: NABU DBU, 22.564 EUR

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

Projektdetails:
Infectious diseases are a worldwide problem, sometimes causing declines and extinctions in wild populations and species. An alarming situation is the infestation of amphibians by a chytrid fungus: Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) has infected over 520 species worldwide. This fungus grows in the skin surface of amphibians and keratinizes cells; this difficults the transport of ions, and therefore osmoregulation, which in many cases leads to death by cardiac arrest and massive mortalities. Habitat fragmentation, within other factors including diseases, has lead amphibians to be the most threatened vertebrate group. In Europe, the yellow bellied toad (Bombina variegata) is classified as endangered, and is one of the few anurans with a high Bd infection prevalence. In Germany, yellow bellied toads have been recorded to have a Bd infection rate around 14%, however no Bd massive mortalities due to chytridiomycosis have been reported. In spite of that, Bd infection could entail a fitness reduction. Currently the yellow bellied toad is listed at the German red list as endangered and within some regions of Germany as threatened with extinction. For this reason the NABU started a native habitat management and connection project, which includes reintroductions. As Bd is present in Germany, this project aims to understand better the threat Bd is posing to yellow bellied toad populations. At the northernmost distribution of the yellow bellied toad, NABU is monitoring 16 populations and in four of them toads have been reintroduced. These populations were sampled three times in spring and summer 2016 (May, July and September) to determine the difference in infection rate in relation to temperature, population size and genetic diversity. The quantification of Bd infection rate is determined by real-time qPCR. The technique was established at RIZ-TiHo by Dr. Bourke together with de Buhr, PhD. Up to now, 593 DNA samples have been extracted, the qPCR technique set up and Bd infection quantified.

Kooperationspartner:

M.Sc. Pia Oswald, Universität Bielefeld

Dr. Holger Buschmann, NABU

Dr. Norman Wagner, Universität Trier

Drittmittelprojekt: NABU DBU, 22.564 EUR

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

Projektdetails:
Infectious diseases are a worldwide problem, sometimes causing declines and extinctions in wild populations and species. An alarming situation is the infestation of amphibians by a chytrid fungus: Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) has infected over 520 species worldwide. This fungus grows in the skin surface of amphibians and keratinizes cells; this difficults the transport of ions, and therefore osmoregulation, which in many cases leads to death by cardiac arrest and massive mortalities. Habitat fragmentation, within other factors including diseases, has lead amphibians to be the most threatened vertebrate group. In Europe, the yellow bellied toad (Bombina variegata) is classified as endangered, and is one of the few anurans with a high Bd infection prevalence. In Germany, yellow bellied toads have been recorded to have a Bd infection rate around 14%, however no Bd massive mortalities due to chytridiomycosis have been reported. In spite of that, Bd infection could entail a fitness reduction. Currently the yellow bellied toad is listed at the German red list as endangered and within some regions of Germany as threatened with extinction. For this reason the NABU started a native habitat management and connection project, which includes reintroductions. As Bd is present in Germany, this project aims to understand better the threat Bd is posing to yellow bellied toad populations. At the northernmost distribution of the yellow bellied toad, NABU is monitoring 16 populations and in four of them toads have been reintroduced. These populations were sampled three times in spring and summer 2016 (May, July and September) to determine the difference in infection rate in relation to temperature, population size and genetic diversity. The quantification of Bd infection rate is determined by real-time qPCR. The technique was established at RIZ-TiHo by Dr. Bourke together with de Buhr, PhD. Up to now, 593 DNA samples have been extracted, the qPCR technique set up and Bd infection quantified.

Resultate:

Oswald P, Rodríguez A, Bourke J, Wagner N, de Buhr N, Buschmann H, Köckritz-Blickwede M, Pröhl H (2020) Locality, time and heterozygosity affect chytrid infection in yellow-bellied toads. Diseases of Aquatic Organisms 142: 225-237

Kooperationspartner:

M.Sc. Pia Oswald, Universität Bielefeld

Dr. Holger Buschmann, NABU

Dr. Norman Wagner, Universität Trier

Drittmittelprojekt: ETH Zürich Tierphysiologie Institut für Agrarwissenschaften, Universitätstrasse 2 / LFW B57.1 CH-8092 Zürich, 42.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Untersuchung lokaler immunologischer und endokriner Faktoren und ihr Zusammenhang mit der Variabilität der uterinen Involution post partum.

Kooperationspartner:

ETH Zürich

Tierphysiologie

Institut für Agrarwissenschaften,

Universitätstrasse 2 / LFW B57.1

CH-8092 Zürich

Drittmittelprojekt: ETH Zürich Tierphysiologie Institut für Agrarwissenschaften, vertreten durch Prof. Susanne E. Ulbrich, 42.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Das Puerperium ist ein wichtiger Zeitraum im Reproduktionsablauf des Rindes. Eine ungestörte uterine Involution nach der Abkalbung legt den Grundstein für eine erfolgreiche Konzeption. Die Uterusinvolution wird durch zahlreiche physiologische und pathologische Faktoren beeinflusst und unterliegt einer hohen interindividuellen Variabilität. Gerade inflammatorische Erkrankungen des Uterus im Puerperium, wie Metritiden und Endometritiden, können eine verzögerten Uterusinvolution zur Folge haben. Bei diesen Erkrankungen wurde eine erhöhte Expression von proinflammatorischen Zytokinen (Interleukin (IL)-1α und β, IL8 und Tumornekrosefaktor (TNF)-α) im Endometrium nachgewiesen. Auch im peripheren Blut zeigten sich erhöhte Werte von proinflammatorischen Zytokinen bei Tieren mit Endometritis. Die Befunde von Endometriumsproben spiegeln allerdings nur eine Momentaufnahme des Involutionsprozesses wider. Periphere Blutproben können durch Elimination bzw. Herkunft der immunologischen Faktoren aus anderen Körperteilen eine falsche Aussage liefern.
Die Katheterisierung der V. ovarica (Ohtani et al., 1998) ermöglicht es, die aktuelle Ausschüttung von hormonellen und immunologischen Faktoren im Puerperium direkt aus dem Genitalapparat kontinuierlich zu erfassen und so in Relation zur Uterusinvolution zu setzen.
Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob immunologische und endokrine Faktoren für die Variabilität der uterinen Involution post partum verantwortlich sind.

Kooperationspartner:

ETH Zürich

Tierphysiologie

Institut für Agrarwissenschaften,

vertreten durch Prof. Susanne E. Ulbrich

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 167.100 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Eine diätetische Stickstoff (N)-Reduktion führt bei wachsenden Ziegen zu einer verminderten intestinalen Calcium (Ca)-Absorption und somit zur Reduktion der Plasma-Ca-Spiegel. Ursache für die verminderte intestinale Ca-Aufnahme ist eine Reduktion von Ca-transportierenden Strukturen aufgrund von verminderten Plasma-Calcitriol-Konzentrationen. Grund für die reduzierten Calcitriol-Spiegel während einer N-Reduktion sind verminderte Insulin-like-growth-factor-1(IGF1)-Konzentrationen. Ziel ist es, die zugrunde liegenden Mechanismen der Modulation der renalen Calcitriolsynthese und der hepatischen IGF1-Bildung bei wachsenden Ziegen mit diätetischer N-Reduktion zu charakterisieren. Hierfür werden die Expressionsmengen der am Calcidiol-Aufbau beteiligten hepatischen 25-Hydroxylase bzw. der am Calcitriol-Aufbau beteiligten renalen 1alpha-Hydroxylase sowie der für die Inaktivierung von Calcitriol verantwortlichen renalen 24-Hydroxylase mittels molekularbiologischer Methoden bestimmt. Da IGF1 ein Bestandteil der somatotropen Achse ist, werden Teile dieser untersucht, um Ursachen für die reduzierten IGF1-Spiegel zu identifizieren. Es erfolgt die Bestimmung der hypophysären Sekretionsmenge, Amplitude und Pulsationsfrequenz des Wachstumshormons (GH) während einer diätetischen N-Reduktion. Diese Daten sollen Hinweise liefern, welchen Einfluss das GH auf die IGF1-Synthese hat und ob eine Entkopplung dieser Achse während einer N-Reduktion bei wachsenden Ziegen stattfindet. Um Aufschluss darüber zu erhalten, ob eine Modulation der GH-Rezeptormengen Grund für den bekannten Plasma-IGF1-Abfall ist, wird die Expression des hepatischen GH-Rezeptors detektiert. Zudem sollen die Expressionsmengen der an der intrazellulären GH-Signalvermittlung beteiligten Proteine in der Leber untersucht werden, um festzustellen, ob dieser Signalweg beeinflusst wird. Die Expression von renalen IGF1-Rezeptoren wird bestimmt, um zu überprüfen, ob es während einer N-Reduktion zu einer Anpassung der Rezeptormengen kommt, um verminderte IGF1-Spiegel zu kompensieren. Zudem wird die Konzentration an IGF1-Bindungsproteinen im Plasma ermittelt, um abzuschätzen, ob eine diätetische N-Reduktion einen Einfluss auf deren Mengen hat und dadurch die biologische Wirksamkeit und Verteilung von IGF1 im Körper beeinflusst wird. Die geplanten Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis möglicher Veränderungen des hypothalamisch-hypophysär kontrollierten Hormonhaushalts (insbesondere GH und IGF1) als potentiell zugrunde liegende Mechanismen der bereits bekannten Veränderungen der Calcitriolsynthese bei wachsenden Ziegen unter N-reduzierter Diät beitragen. Durch die molekularbiologischen Untersuchungen der möglichen Modulatoren der Calcitriol- und IGF1-Synthese, können die Folgen der reduzierten Calcitriolspiegel, wie die verminderte intestinale Ca-Aufnahme und die daraus resultierende Abnahme der Plasma-Ca-Spiegel, die u.a. am Knochen modulierend wirken können, besser verstanden werden.

Resultate:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31775916

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30394334

Drittmittelprojekt: Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 39.900 EUR

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

Projektdetails:
Der Seehund ist die häufigste heimische Robbenart im schleswig-holsteinischen Wattenmeer. Die Seehundbestände wurden in den Jahren 1988/89 und 2002 durch eine Staupeepidemie und im Jahr 2014 durch eine Influenzaepidemie stark dezimiert. Viele sensible Parameter, die zur Beurteilung des Zustandes der Seehundpopulation im Nationalparkwattenmeer wichtig sind, können am toten Tier nicht mehr beurteilt werden. Hierzu gehören beispielsweise Blutuntersuchungen sowie immunologische und enzymatische Untersuchungen. Daher wurde initiiert neben den toten Seehunden auch die lebenden Tiere auf den Seehundbänken zu untersuchen.
Im Rahmen des Robben-Lebendmonitoring werden Seehunde im schleswig-holsteinischen Wattenmeer mit Netzen gefangen. Neben Mitarbeitern der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover wird diese Aktion mit Hilfe von Mitarbeitern des Landesamtes für Küsten- und Naturschutz, der Seehundjäger und weiteren Helfern durchgeführt. Die Seehunde werden vermessen und gewogen. Es werden Blut-, Haar- und Kotproben sowie Tupfer zur Bakteriologie entnommen. Aufgrund der Proben werden Blutbilder erstellt, blutchemische, zytologische, mikrobiologische, virologische und serologische Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit dem Research Center for Emerging and Infectious Diseases und dem Institut für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover sowie dem Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Justus-Liebig-Universität Gießen durchgeführt. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen werden im Rahmen von anderen Forschungsprojekten und Doktorarbeiten Robben auch mit Telemetriegeräten ausgestattet und auditorisch evozierte Potentiale aufgezeichnet.

Resultate:

Alljährlich finden die zwei Seehundwildfänge auf der Lorenzensplate statt. Diese Fänge werden vom Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN) finanziert, um den Gesundheitszustand der lebenden Seehunde in Schleswig-Holstein zu ermitteln. Im Wesentlichen werden Blutproben aus dem extraduralen intravertebralen Venensinus entnommen, um anschließend das Blutbild- und das Blutchemie-Profil für jedes beprobte Tier zu erstellen, zudem werden die Blutproben serologisch auf Staupe- und Influenza-Antikörper (Influenza zusätzlich mit Nasen-/Maultupfer) mittels Virusneutralisationstests untersucht. Außerdem werden die Tiere auf Antikörper gegen Brucellen, Rotlaufbakterien und Leptospiren-Serovare getestet.

Die Blutwerte der Tiere wiesen in den letzten Jahren insgesamt keine gravierenden Auffälligkeiten auf und lassen den Rückschluss auf eine gesunde Population zu.

Einige Tiere weisen noch Antikörper gegen PDV auf, diese liegen aber nicht mehr im protektiven Bereich. Alle Tiere sind zwar meist äußerlich und nach Untersuchung mittels PCR negativ für Staupe, aber diese Ergebnisse und die der letzten Jahre weisen darauf hin, dass die Population kaum noch protektive Antikörpertiter aufweist und daher bei einem erneuten Staupeausbruch anfällig für diese Krankheit ist. Die aktuellsten serologischen Untersuchungen der Seehunde ergaben, dass zudem einige wenige beprobte Tiere Antikörper gegen Influenza aufweisen und dass zusätzlich die meisten beprobten Tiere Antikörper gegen phocine Herpesviren zeigen. Dies bestätigt einmal mehr, dass das Herpesvirus in der Seehundpopulation im Freiland weit verbreitet ist, es jedoch nicht zu Erkrankungen kommt.

Von den untersuchten Tieren weisen aktuell einige Seehunde Antikörper gegen Rotlauf und Brucellose auf, alle sind jedoch meist negativ für Leptospirose.

Die hohen Seehundbestände, insbesondere in der Nordsee, und die geringe Anzahl an protektivem Antikörpertiter gegen das Staupevirus und das Influenzavirus zeigen, dass jährliche Untersuchungen wichtig sind, um den Gesundheitszustand der Population zu kontrollieren, um im Falle eines auftretenden Massensterbens vorbereitet zu sein und gegebenenfalls protektive Maßnahmen für Tier und Mensch ergreifen zu können.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 152.825 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmitteltoxikologie

Projektdetails:
Colitis Ulcerosa (UC) ist eine chronisch entzündliche Erkrankung des Darms. Behandlungsstrategien sind meist symptomatisch mit dem Ziel die Entzündung zu kontrollieren, aber in vielen Fällen nicht erfolgreich. Ein zentraler Signalweg der endogenen Regulierung von Entzündungsreaktionen ist die Arachidonsäure (AA)-Kaskade. Diese ird direkt durch die Mehrheit aller verkauften antiinflamatorischen Arzneimittel beeinflusst. Unsere experimentellen Arbeiten in Colitis-Nagermodellen zeigen starke protektive Effekte von mehrfach ungesättigten omega-3 Fettsäuren (n-3-PUFA). Hier korreliert das endogene n3/6-PUFA-Verhältnis mit den beobachteten antiinflammatorischen Effekten. Zwar sind die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen noch nicht verstanden, jedoch deutet vieles darauf hin, dass ein relevanter Teil dieser Wirkung durch die aus n-3-PUFA gebildeten Lipidmediatoren vermittelt wird. Dies macht diese Substanzklasse zu einem interessanten Ziel für die Behandlung von UC. Unsere humanen Ernährungsstudien zeigen, dass eine Supplementation mit Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA) zu einem massiven Anstieg der durch Cytochrom-P450 Monooxygenasen gebildeten n-3-Epoxyfettsäuren im Plasma führt. Epoxyfettsäuren, die auf gleiche Weise aus AA gebildet werden, haben starke antiinflammatorische Effekte. Unter Berücksichtigung neuer Studienergebnisse, die stärkere schmerzlindernde und vasodilatorische Effekte für Epoxide aus DHA oder EPA zeigen, ergibt sich direkt die zentrale Hypothese des beantragten Projektes: Ein/der relevanter Teil der antiinflammatorischen Wirkung von DHA und EPA in Colitis wird durch n-3-PUFA-Epoxide vermittelt.

Kooperationspartner:

PD Dr. Dr. Weylandt

Charité Centrum Innere Medizin mit Gastroenterologie und Nephrologie

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bonn, 142.850 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Virologie

Projektdetails:
Ein in der Veterinärmedizin akzeptiertes Konzept besagt, dass es sich bei Infektionskrankheiten von Tieren häufig um ein multifaktorielles Geschehen handelt. Die Auswirkung einer monokausalen Infektion wird dabei nicht nur durch exogene Faktoren wie schlechte Haltungsbedingungen oder Transportstress erschwert, sondern auch durch Sekundärinfektionen. Ein wichtiges Beispiel bei Atemwegserkrankungen von Rindern ist die viral-bakterielle Co-Infektion bei der Enzootischen Bronchopneumonie. Um die molekularen Vorgänge beim Zusammenwirken der viralen und bakteriellen Infektionserreger aufzuklären, wird die Co-Infektion mit den eigentlichen Zielzellen, den differenzierten Atemwegsepithelzellen, analysiert.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft Bonn, 205.150 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Bats are considered a major host reservoir for different virus families, including paramyxoviruses. Highly pathogenic paramyxoviruses are the henipaviruses Nipah virus (NiV) and Hendra virus. Their natural reservoir are bats of the family Pteropodidae that are prevalent in Southeast Asia. Genomic henipavirus RNA has recently been detected in bat of the species Eidolon helvum. Though infectious henipaviruses have so far not been isolated from African bats, humans that have contact to African bats have been shown to be seropositive for antigen from Asian henipaviruses. To estimate the zoonotic risk of virus transmission from bats to human, it is necessary to isolate infectious virus and analyze the replication. To understand the host specificity and cell tropism of these viruses it is essential to analyze the biological activities of the viral surface glycoproteins that mediate attachment to the cell surface and entry into cells by a fusion event between the viral and the cellular membrane.
Aim of the project is to characterize the surface proteins G and F of the African henipavirus M74. In preliminary work it has been shown that the proteins are less efficient in is to elucidate the interactions between influenza viruses and streptococci during co-infections of porcine airway epithelial cells. This a very focussed project, and thus, we will analyze only how the bacterial pathogen affects the virus infection. As the capsular polysaccharide of S. suis contains 2,6-linked sialic acid, SIV can bind to S. suis via the sialic acid-binding activity of the viral surface protein, haemagglutinin. We will determine the variations in these interactions by comparing different strains and variants of the two agents. Furthermore, it will be analyzed under which conditions and to what extent, the SIV-infection is affected by the SIV-S. suis interaction. This will be investigated not only with immortalized porcine tracheal cells but also with the actual target cells of the two pathogens, i.e. with differentiated airway epithelial cells. The latter will be cultivated as precision-cut lung slices or as air-liquid-interface cultures. In this way, the cells are accessible for reagents to elucidate molecular mechanisms such as the importance of sialic acid by pretreatment with neuraminidase. Apart from the capsular sialic acid, it will also be analyzed whether proteases of S. suis affect the course of the influenza virus infection by enhancing the proteolytic activation of the haemagglutinin which is a prerequisite of the viral fusion activity.

The expected results will increase our understanding how S. suis affects in a co-infection scenario the SIV infection in the porcine respiratory tract. Based on this knowledge it will be possible to investigate in a follow-up project the indirect effects of one pathogen on the other, e.g. by inducing cytokine reactions in epithelial cells or immune cells like macrophages.