Mikrobiology, Virology, Animal Hygiene, Animal Disease Control
Projects
Aufklärung der Endokarditis-Pathogenese des caninen Pathogens Streptococcus canis
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Streptococcus canis löst als opportunistischer Erreger vorwiegend bei älteren Hunden Endokarditiden aus die mit einer massiven Bakterienbesiedelung der Herzklappe einhergehen und von hoher Morbidität und Mortalität gekennzeichnet sind Während die klinische Diagnostik in diesem Bereich auch in der Veterinärmedizin bereits fortgeschritten ist ist über die molekular-pathogenetischen Mechanismen bis dato nur wenig bekannt Eigene immunfluoreszenz- und elektronenmikroskopische Vorarbeiten zeigen dass S canis in Zellkulturinfektionsstudien effektiv an primäre Endokardzellen adhäriert Im Rahmen eines synergistischen Projektes basierend auf zwei sich ergänzenden Promotionsarbeiten soll die initiale Phase der bakteriellen Endokarditis-Pathogenese aufgeklärt werden Dazu verwenden wir die sogenannte TraDIS (Transposon directed insertion site sequencing) Technologie eine auf einer negativen Selektion basierende Transposonmutagenese Im Rahmen dieses Projekts wird diese Mutagenese- Technologie erstmalig mit zwei verschiedenen Zellkulturinfektionsmethoden kombiniert die eine detaillierte Interaktionsanalyse sowohl unter statischen Kulturbedingungen als auch unter definierten Strömungsbedingungen in einem Mikrofluidiksystem ermöglichen In Ergänzung zur molekularbiologischen und biochemischen Charakterisierung der bakteriellen Interaktionsfaktoren wird dieses System ebenfalls zur Identifikation der an der Bakterienadhärenz beteiligten mechano-responsiven Zellrezeptoren des caninen Endokards eingesetzt Zur Bewertung der Relevanz der identifizierten bakteriellen Interaktionsfaktoren für die S canis-Virulenz im komplexen physiologischen Gewebeverbund erfolgen zudem ex vivo Infektionsstudien mit caninen Herzklappenexplantaten Bei diesem Projekt handelt es sich um eine innovative Forschungsstrategie die auf einer neuartigen Verknüpfung bereits erfolgreich etablierter Einzeltechnologien sowie auf Basis einer idealen Expertisen-Kombination der Porjektleitung beruht Die methodische Synergie beider Projektteile generiert ein umfassendes Bild der Pathogen-Wirt-Interaktion während der initialen Phase der Endokarditis-Pathogenese
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Die porcinen endogenen Retroviren (PERV) sind in das Genom aller Schweine integriert. PERV-A und PERV-B sind in der Lage, menschliche Zellen zu infizieren, während PERV-C nur Schweinezellen infiziert. Darüber hinaus wurden rekombinante Hochtiter-PERV-A/C gefunden, die auch menschliche Zellen infizieren. Da PERV nicht durch frühzeitiges Absetzen, Kolostrumabgabe, antivirale Mittel, Impfstoffe oder Embryotransfer aus den Spenderschweinen eliminiert werden können, stellen sie ein Risiko für die Xenotransplantation dar. Die Impfung ist ein hervorragendes Mittel zur Verhinderung einer Virusinfektion. Obwohl die Impfung gegen das humane Immundefizienzvirus (HIV) immer noch erfolglos ist, hat sich die Impfung gegen einfache Retroviren wie die Gammaretroviren als sehr erfolgreich erwiesen. Impfstoffe gegen das Katzenleukämievirus (FeLV) sind seit Jahrzehnten auf dem Markt. FeLV ist eng mit PERV verwandt. Daher werden wir PERV-Impfstoffe erforschen, entwickeln und sie in vitro und in vivo testen.
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Das Gesamtziel des Projekts ENVIRE besteht darin, die Ausbreitung von antimikrobiellen Resistenzen (AMR) bei Masthühnern und die Übertragung von Hühnerfarmen auf die Umwelt und letztlich auf den Menschen zu reduzieren. In verschiedenen Interventionsstudien wird das Potenzial verschiedener Maßnahmen untersucht: i) Antibiotika-freie Hühnerhaltung, ii) Phytotherapie als Alternative zu Antibiotika, iii) Impfung gegen E. coli, iv) Anwendung von Bakteriophagen, v) Behandlung und Lagerung von Hühnermist, und vi) Reinigung von Betriebsabwässern zur Entfernung von Antibiotikarückständen. Die experimentellen Studien werden nach Möglichkeit durch Feldstudien ergänzt. Der Schwerpunkt wird auf ESBL-Escherichia coli und Enterobacteriacea sowie auf der Resistenz gegen Fluorchinolone und Colistin liegen. Es wird ein quantitatives Risikobewertungsmodell entwickelt, um die Wirksamkeit der Minderungsmaßnahmen, sowie potenzielle Synergieeffekte der einzelnen Interventionen zu bewerten. Somit soll die AMR-Exposition des Menschen durch Lebensmittel, Arbeitsplatz und Umwelt verringert werden. Die für die teilnehmenden Länder bereits verfügbaren Daten werden in das Modell mit einbezogen, und neue Daten werden im Rahmen der Studien generiert. Als Ergebnis werden sowohl spezifische als auch allgemeine Maßnahmen identifiziert, die das Potenzial haben, AMR bei Hühnern und in der Umwelt von Hühnerfarmen in Europa und darüber hinaus zu reduzieren. Um dies zu erreichen, wird im Sinne des One-Health Ansatzes das Fachwissen von sechs exzellenten Partnern aus Deutschland, Frankreich, Litauen, Polen und Tunesien gebündelt.
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Das Gesamtziel des Projekts ENVIRE besteht darin, zur Verringerung der Selektion und der Ausbreitung der Antibiotikaresistenz bei Masthühnern und der Übertragung von Hühnerfarmen auf die Umwelt und letztlich auf den Menschen beizutragen. In verschiedenen Interventionsstudien wird das Potenzial verschiedener Maßnahmen in den Betrieben untersucht: i) Antibiotika-freie Hühnerhaltung, ii) Phytotherapie als Alternative zu Antibiotika, iii) Impfung gegen E. coli, iv) Anwendung von Bakteriophagen, v) Behandlung oder Lagerung von Dung, vi) Reinigung von Betriebsabwässern zur Entfernung von Antibiotika und deren Rückständen. Die experimentellen Studien werden nach Möglichkeit durch Feldstudien ergänzt. Der Schwerpunkt wird auf ESBL-Escherichia coli und Enterobacteriaceae sowie auf der Resistenz gegen Fluorchinolone und Colistin liegen. Es wird ein quantitatives Risikobewertungsmodell entwickelt und verwendet, um die Wirksamkeit sowie potenzielle Synergieeffekte der Maßnahmen zu bewerten, um die Exposition des Menschen über Lebensmittel, Arbeitsplatz und Umwelt zu verringern. Die für die teilnehmenden Länder bereits verfügbaren Daten werden in das Modell einbezogen, und neue, wichtige Daten werden im Rahmen der Studien generiert. Als Ergebnis werden sowohl spezifische als auch allgemeine Maßnahmen identifiziert, die das Potenzial haben, AMR bei Hühnern und in der Umwelt von Hühnerfarmen in Europa und Tunesien zu reduzieren. Um dies zu erreichen, bündeln sechs Arbeitsgruppen aus Deutschland, Frankreich, Litauen, Polen und Tunesien ihre führende Expertise für das jeweilige Thema.
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Im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der Schweizer Firma RocketVax soll der an der FU Berlin präklinisch entwickelte COVID-19 Lebendimpfstoff sCPD9 in die klinische Entwicklung gebracht werden. Ziel dieses Projektes ist die Voraussetzungen für den Beginn klinischer Studien zu schaffen.
Prophylactic autophagy-inducing therapies to tackle coronaviruses
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The lack of medical treatment options is a major challenge during the current COVID-19 pandemic. SARS-CoV-2, the causative agent of COVID-19, is a newly emerged highly pathogenic zoonotic coronavirus (CoV), causing mild to severe respiratory symptoms but also embolisms, pneumonia, and neurological disease through enhanced inflammatory and autoimmune responses. We previously showed that human pathogenic CoVs limit autophagy, the cellular recycling system of cells involved in the inflammatory response, and found that compound-driven autophagy induction inhibits replication of highly pathogenic CoV. To generate improved future treatments, we want to develop minimally toxic, broad-range dual antiviral, anti-inflammatory drugs suitable for long-term and prophylactic use. Within a newly established high throughput platform, antiviral activity of N=355 autophagy-inducing compounds will be analyzed with SARS-CoV, newly generated MERS-CoV and SARS-CoV-2 replicons in novel CoV-susceptible autophagy-reporter cells. Minimally toxic, efficient compounds will be further tested in CoV-infected cell cultures, primary airway epithelial cells, and organoids. Antiviral and anti-inflammatory activity of the most potent compounds will be confirmed in a CoV-susceptible autophagy-reporter mouse line. The reporter mice will serve to characterize compound-induced effects, and enable us to monitor autophagy and inflammation during CoV infection. Our project will pave the way for developing a new class of broad-range dual antiviral and anti-inflammatory drugs.