Das Projekt "Funktionelle Analyse von non-Resistenzfaktoren der pandemischen Extended-Spektrum Beta-Laktamase bildenden Escherichia coli-Sequenztypen ST131 und ST648" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Tiere durchgeführt. Im letzten Jahrzehnt nahm die Prävalenz Extended-Spektrum Beta-Laktamase (ESBL) (1)- bildender Escherichia coli in Human- und neuerdings auch Tiermedizin dramatisch zu. Phylogenetische Analysen mittels Multilokus-Sequenztypisierung belegen eine Assoziation dieser multiresistenten Bakterien mit bestimmten Sequenztypen (STs). Innerhalb dieser ESBL-STs existieren pandemische klonale Linien, die in unterschiedlichsten Habitaten auftreten. Sie werden in klinischen aber auch in Wildtier- und Umwelt-proben nachgewiesen, somit unabhängig von einem konstanten Antibiotika-Selektionsdruck. Die ESBL-Linien ST131 und ST648 zeigen eine für E. coli ungewöhnliche Kombination von Resistenz und Virulenz. Dies kann der entscheidende Faktor für die pandemische Ausbreitung dieser Sequenztypen sein. Im vorliegenden Antrag sollen die zugrundeliegenden Mechanismen dieses Phänomens anhand folgender Hypothesen aufgeklärt werden: Stämme der Linien ST131 und ST648 besitzen (i) eine erhöhte-Plasmidaufnahme-Aktivität; (ii) ein phylogenetisch determiniertes Kerngenom, dessen Interaktion mit dem Plasmidgenom in erhöhter Virulenz oder Virulenz-unabhängiger Adaptation an bestimmte Habitate resultiert; (iii) im Kern- bzw. akzessorischen Genom unabhängig vom aufgenommenen Plasmid definierte Metabolismus-/Virulenzfunktionen, die eine erweiterte Habitatfunktion bedingen. Die Veri- bzw. Falsifizierung der Hypothesen erfolgt zunächst auf Basis von in silico-Analysen der DNA-Sequenzen von Plasmiden und Genomen dieser pandemischen ESBL-STs. Mit Hilfe eines in vivo Screenings im natürlichen Habitat Vogeldarm werden Wildtypstämme der ESBL-STs ausgewählt bei denen anschließend Kandidatengene aus den Bereichen Metabolismus und Virulenz deletiert werden. Die Auswahl dieser Kandidatengene wiederum erfolgt auf Transkriptom- (RNA-Sequencing) und Phänotyp-Ebene (phänotypischer Makroarray) sowie basierend auf der Genomanalyse und den in vivo Screenings. Abschließend werden diese Gene auf ihre in vivo-Relevanz mittels Deletionsmutanten in demselben Hühner-Infektionsmodell funktionell analysiert.
Das Projekt "T-Zell-abhängige Immunreaktionen in Knochenfischen - Untersuchungen am Modell Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Löffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Institut für Infektionsmedizin, Standort Insel Riems durchgeführt. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Untersuchung der Funktion von T-Lymphozyten in der Immunantwort bei phylogenetisch alten Vertebraten am Modell der Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss). Im Projekt sollen insbesondere die Funktion des TCR/CD3-Komplexes bei der Antigenerkennung durch T-Lymphozyten, die Funktion des CD8-Moleküls bei der Interaktion mit MHC I, sowie die Funktion des CD4-Moleküls bei der Interaktion mit MHC II untersucht werden. Die Existenz dieser Moleküle wurde bereits auf mRNA-Ebene nachgewiesen, deren Transkription sowie die Expression auf der Zellmembran und die funktionelle Interaktion dieser Moleküle (CD8 - MHCI; CD4 - MHC II) ist aber bislang nicht charakterisiert worden.Im Rahmen des Projektes sollen monoklonale Antikörper gegen die o.g. Moleküle hergestellt und damit die Expression dieser Moleküle auf T-Zellen, ontogenetisch und funktionsabhängig, charakterisiert werden. Die Funktion von CD8+ bzw. CD4+ T-Lymphozyten soll nach deren Anreicherung in Funktionsassays in vitro untersucht werden. Außerdem soll die Funktion dieser Zellen nach adoptivem Transfer von stimulierten Forellen (Immunisierung mit Modellantigenen, allogene Stimulation, Virusinfektion) auf naive Rezipienten in vivo charakterisiert werden.
Das Projekt "Expression von Steroidrezeptoren und steroidogener Enzyme in der Rinderplazenta und deren Bedeutung für die terminale Differenzierung der Plazentome" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Andrologie der Groß- und Kleintiere mit Tierärztlicher Ambulanz durchgeführt. In den Untersuchungen des Vorantrages wurden Progesteron- bzw. Östrogenrezeptoren (PR, ER) in den unmittelbaren feto-maternalen Kontaktstellen der Rinderplazenta, den Plazentomen, nachgewiesen. Hierdurch ergeben sich beim Rind erstmalig konkrete Hinweise auf eine Rolle der plazentaren Steroide als lokale Regulatoren von Wachstum und Differenzierung. Im Folgeantrag sollen zunächst die ER und PR der Plazentome als Grundlage für deren funktionelles Verständnis näher hinsichtlich des Vorkommens von Varianten bzw. Isoformen charakterisiert sowie eine Bestandsaufnahme der vorhandenen ER- bzw. PR-assoziierten Co-Aktivatoren und -Repressoren durchgeführt werden. Weiterhin soll die Expression ER- bzw. PR abhängiger Regulatoren mit Bedeutung für Wachstum und Differenzierung charakterisiert werden. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes sind die unmittelbaren präpartalen Vorgänge in den Rinderplazentomen. Wie u. a. in eigenen Vorarbeiten gezeigt wurde, finden dort in den letzten Graviditätstagen sowohl erhebliche Umstrukturierungen der Plazentomarchitektur als auch ausgeprägte Veränderungen endokriner Plazentafunktionen statt, deren Dynamik bisher kaum erfaßt wurde. Durch die beabsichtigten Untersuchungen sollen grundlegende Erkenntnisse über die Rolle der Plazentome als Quelle und Ziel parakriner Signale, über die Geburtsvorbereitungen der Plazenta sowie über die Geburtsinduktion beim Rind gewonnen werden.
Das Projekt "Konsequenzen sozialer Stressbelastung für die Immunabwehr: Modelluntersuchungen zum Absetzen von Ferkeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut für die Biologie landwirtschaftlicher Nutztiere durchgeführt. In der Bewertung von Belastungssituationen in der Tierhaltung sind psychosoziale Faktoren bisher kaum berücksichtigt worden, können aber gerade bei landwirtschaftlichen Nutztieren, die in einem temporären Sozialgefüge leben, von besonderer Bedeutung hinsichtlich Krankheitsanfälligkeit und damit verbundener Leistungsdepression sein. Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes besteht daher in Untersuchungen zu neuroendokrinen, immunologischen und verhaltensbiologischen Interaktionen nach psychosozialem Stress bei experimenteller Simulation des Absetzprozesses von Ferkeln und in Untersuchungen zur Beeinflussung dieser Regelkreise über sozialkommunikative Prozesse (-social support-). Des weiteren soll in in vitro Modellen die Regulation von Immunzellfunktionen durch Glucocorticoide und deren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Immunsystems in Abhängigkeit von der Stressbelastung untersucht werden. Die Effekte des psychischen Stresses auf neuroendokrine und neuroimmunologische Regelmechanismen werden sowohl auf funktionaler Ebene als auch auf Ebene der Genexpression von relevanten Signalmolekülen dieser Interaktionen analysiert. Zur Einschätzung möglicher Auswirkungen der psychosozialen Komponente beim Absetzen auf die Infektanfälligkeit wird zusätzlich ein immunologischer Stressor (E. coli) eingesetzt und dabei auftretende gegenseitige Sensibilisierungen von neuroendokrinen und immunologischen Signalwegen untersucht. Es werden grundlegende Erkenntnisse in der Regulation von psychosozialem Stress beim Schwein bezüglich Krankheitsanfälligkeit und Leistungsbereitschaft erwartet.
Das Projekt "Glutamaterge interzelluläre Kommunikation in der Säugerepiphyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Zoologie durchgeführt. Die Epiphyse ist das Endorgan des photoneuroendokrinen Systems und spielt mit seinem Hormon Melatonin für Reproduktionsrhythmen und saisonale Anpassungsvorgänge bei Säugetieren eine wichtige Rolle. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß die endokrinen Pinealocyten der Epiphyse von Säugetieren kleine Vesikel enthalten, die synaptischen Vesikeln von Nervenzellen ähneln. Diese sogenannten synaptoiden Mikrovesikel haben offenbar eine sekretorische Funktion und sind als Bestandteil eines ausgedehnten parakrinen Kommunikationssystems innerhalb der Epiphyse aufzufassen. Aus den Mikrovesikeln freigesetzte Aminosäuren wie L-Glutamat dienen bei der Ratte nach dem derzeitigen Kenntnisstand als parakrine Botensubstanzen und hemmen über eine Aktivierung metabotroper Rezeptoren die Melatoninbiosynthese in benachbarten Pinealocyten. Die jetzt geplanten Arbeiten sollen in Zellkulturexperimenten zeigen, ob dieses erste Modell einer glutamatergen interzellulären Kommunikation außerhalb des Nervensystems auch bei Epiphysen anderer Säugetierspezies Gültigkeit besitzt. Um detaillierte Erkenntnisse über die Wirkmechanismen und Zielzellen der mikrovesikulären Botenstoffe zu gewinnen, sind außerdem weitere Untersuchungen zum Nachweis und zur genauen zellulären Lokalisation von metabotropen Aminosäurerezeptoren auf Protein- bzw. mRNA-Ebene vorgesehen.