Wir engagieren uns in folgenden Projekten:

Thema

Entwicklung und Etablierung von quantitativen molekularbiologischen Nachweisverfahren für ausgewählte enterale Viren aus verschiedenen Matrizes von Biogasanlagen

Das entwickelte Analyseverfahren soll neben den schon bestehenden bakteriologischen (Salmonellen, E.coli, Enterokokken), chemischen und physikalischen prozessüberwachenden Parametern eine zusätzliche, in den regelmäßigen Kontrollen bisher noch fehlende mikrobiologische Komponente zur Erzeugung hygienisch unbedenklicher Gärreste sein.
Orientierend an häufig in Rindern und Schweinen subklinisch auftretender viraler Durchfallerreger wurden Viren für die Untersuchungen ausgewählt, die sich durch eine hohe Stabilität gegenüber Umweltnoxen und verschiedenen viruziden Wirkstoffen auszeichnen: Rotavirus, porzines und bovines Parvovirus, und das bovine Enterovirus.

Es wurden Materialien (n=333) aus neun Biogasanlagen (April 2014 – Oktober 2015) auf die ausgewählten Viren mit der real-time-PCR und in Zellkultur (Projektpartner) untersucht. Um jahreszeitliche Schwankungen hinsichtlich der Belastung der Gärreste mit den ausgewählten Viren darzustellen, wurden die Anlagen in den Düngezeiträumen Frühjahr (April- August) und Herbst (September- März) beprobt. Aus den Resultaten der real-time-PCR wurde in Korrelation mit den Ergebnissen der parallel durchgeführten Zellkulturuntersuchungen (vom Projektpartner) die Lebensfähigkeit der Viren getestet.

FAZIT für die Düngung mit Gärrest oder unbehandeltem Wirtschaftsdünger

Aus mikrobiologischer Sicht war der Gärrest in allen von uns untersuchten Proben nicht schlechter als das Ausgangsprodukt Gülle. Trotzdem sollte nicht außer Acht gelassen werden, dass der Eintrag von Keimen in die Gärreste während ihrer Endlagerung, z. B. durch Kot bzw. Kadaver von Vögeln oder Nagetieren bei nicht oder ungenügend abgedeckten Endlagern, eintreten kann. Für die Aufrechterhaltung der hygienischen Qualität des Gärrestes ist auch zu bedenken, dass eine Kontamination des Gärrestes im Transportfahrzeug stattfinden kann, sofern dieses auch für andere Zwecke genutzt wird (BAGGE et al. 2005). Eine Möglichkeit, dieser Kontamination entgegenzuwirken, wäre eine Reinigung und/oder Desinfektion der Transportfahrzeuge. Eine Empfehlung der BioCheck GmbH zur erweiterten hygienischen Beurteilung könnte die Untersuchung von unvergorenen Wirtschaftsdünger und Gärrest auf das Rotavirus in den Sommermonaten sein. Vor allem, wenn die Abgabe der Gärsubstrate (Wirtschaftsdünger)und Gärreste an Dritte erfolgen soll oder Einstreu in die Stallungen verwendet werden soll, könnte die mikrobiologische Beurteilung des hygienischen Status von Biogasanlagensubstraten um die Untersuchung auf das Rotavirus und das Bovine Enterovirus erweitert werden.

Die Gesamtergebnisse zeigen, das Rotavirus und das bovine Enterovirus als virale Prüfkeime herangezogen werden könnten.

Thema

Entwicklung eines sensitiven Prüfverfahrens zum Nachweis von Glyphosat und dessen Einfluss auf die Detoxifikation von DON in unterschiedlichen Substraten beim Pferd

Zusammenfassend können folgende Empfehlungen für die Diagnostik bei Verdacht auf mykotoxinbedingte Störungen bei Pferden gegeben werden:

  • Nachweis von DON in Blutproben
  • Nachweis von Glyphosat in Blut-, Milch- und Urinproben in Bezug auf die DON Ergebnisse
  • Bestimmung der Aktivitäten der Enzyme Gamma-Glutamyl-Transferase (GGT), Glutamat-Dehydrogenase (GLDH), Aspartat-Amino-Transferase (AST) und Kreatin-kinase (CK) in Blutproben (Serum) zum Nachweis von Leberschäden
  • Bestimmung der Konzentration von Kreatinin in Blutproben (Serum) zum Nachweis von Nierenfunktionsstörungen
  • Große Blutbilder zum Nachweis von Störungen der Blutbildung (EDTA-Blut)
  • Vorberichtliche Angaben zum Krankheitsgeschehen sind für die Interpretation der Ergebnisse hilfreich
  • In größeren Pferdehaltungen, z. B. Gestüten, sollte eine regelmäßige Überwachung der Mykotoxinbelastung sowohl über Futterproben als auch biologische Substrate erfolgen; insbesondere vor und während der Zuchtsaison.

Thema

Entwicklung eines neuen Nachweissystems zur schnellen Analyse pathogener Klostridien-Spezies in Probenmaterialien aus Biogasanlagen

Für eine Beurteilung des Gefährdungspotentials durch pathogene Clostridien in Gärresten aus Biogasanlagen wurde eine kulturelle und eine molekularbiologische Nachweismethode entwickelt. Die kulturelle Methode wurde vom Projektpartner etabliert. Für den molekularbiologischen Nachweis konnte die BioCheck GmbH für die Klostridienspezies C. perfringens αβ1β2-Toxingene, C. botulinum ABCD-Toxingene, C. bifermentans, C. sordellii, C. butyricum und C. difficile eine sensitive Methode zum Nachweis aus den komplexen Biogasanlagenmaterialien entwickeln. Für die Detektion der αβ1β2-Toxingene von C. perfringens steht auch ein quantitativer Nachweis zur Verfügung. Die Nachweisgrenzen (104/103 KbE/ml) der konventionellen PCRs erfassen die klinisch relevante Bakterienkonzentration von 103 KbE/mL und können somit auch für die Diagnostik eingesetzt werden.
Insgesamt wurden 84 Gärreste mit den PCR-Methoden untersucht. Hauptsächlich wurden C. perfringens α-Toxin (30%), C. bifermentans (21%) und C. butyricum (19%) gefunden. Eine gravierende Belastung durch C. botulinum konnte nicht nachgewiesen werden.
Die molekularbiologischen Methoden waren deutlich sensitiver und führten zu mehr gefundenen pathogenen Clostridienspezies in den untersuchten Gärrestproben nach einer Vorkultur (vom Projektpartner durchgeführt).
Verbundprojekt gefördert durch die EU im Rahmen von EFRE

Entwicklung, Verifizierung und Validierung optimierter Toxinbinder sowie Etablierung neuartiger Testverfahren hinsichtlich Adsorber-Wirkung und Biokompatibilität von organotypischen Assays

Welches Problem soll gelöst werden?

Bei der tierischen Nahrungsmittelproduktion steht das Wohlbefinden des Tieres immer mehr im Fokus. Dabei kann das Tierwohl und damit auch die Quantität und Qualität des Tierproduktes durch richtige Fütterung gesteigert werden. Ein großes weltweites Problem stellt de Kontamination von Getreide und Getreideprodukten mit Pilzen, Bakterien und deren Stoffwechselprodukten (Toxinen) dar. Die Bildung solcher Stoffwechselkomponenten ist nicht nur abhängig von der Art der Lagerung, sondern wird auch von Witterung und Erntebedingungen beeinflusst. Allen Toxinen ist gemeinsam, dass sie zu einer erheblichen Belastung des Leberstoffwechsels führen und sich negativ auf die Funktionsfähigkeit des Immunsystems auswirken. Im Vordergrund der Toxinresorption steht meist der Magen-Darm-Kanal, wodurch Diarrhoen, Erbrechen und Verdauungsstörungen ausgelöst werden. Nach der Resorption im Dünndarm gelangt das Toxin auch an andere Organe und schädigt diese. Die Entgiftungsmechanismen in Niere und Leber beanspruchen und schädigen auf Dauer diese Organe. Die Folgen im veterinärmedizinischen Bereich sind, z.B. Fruchtbarkeitsprobleme, Totgeburten, geringe Geburtsgewichte, Verdauungsstörungen, Durchfall, allgemeiner Leistungsrückgang, Nierenfunktions-störungen u.ä., aber auch ein Gefahrenpotential für den Endverbraucher (Mensch). Um dem entgegenzuwirken, sind zwar Adsorbentien/Toxinbinder (Tonmineralien, Huminsäuren, usw.) für den Bereich Stallhygiene, als Futterzusatzmittel bzw. Nahrungsergänzungsmittel auf dem Markt. Diese haben aber meist nur ein sehr enges undefiniertes Wirkspektrum. Da in der Regel sehr unterschiedliche Toxinkontaminationen vorliegen, wäre es von Vorteil, entsprechende Tests durchführen zu können, um Aussagen über die tatsächliche Neutralisation der Toxine, z.B. im Futtermittel, zu treffen. Damit werden auch unnötige Kosten für den Landwirt durch Fütterungsversuche bzw. den Einsatz von zu vielen unterschiedlichen Toxinbindern verhindert. In diesem Zusammenhang wäre es ebenfalls von Vorteil, einen Toxinbinder mit breitem Wirkspektrum anbieten zu können, um die unterschiedlichsten Kontaminationen mit einer „Wirksubstanz“ neutralisieren zu können.

Ziel des Verbundprojektes ist es, ein Adsorbens, auf Basis natürlicher Huminsäuren als Toxinbinder zu entwickeln und dessen Wirksamkeit zu belegen. Die Synthese dieser neuen Wirksubstanzen findet im Chemoreaktorsystems statt.
Darüber hinaus sollen zur Bestimmung der Wirksamkeit von Adsorbentien,verschiedene spezifische in-vitro Testverfahren aufgebaut  werden. Diese sollen in der Lage sein, die Wirksamkeit der Adsorbentien bezüglich Resorption von Nährstoffkomponenten und der Neutralisierung bakterieller/fungaler Stoffwechselprodukte darzustellen,  aber auch Aussagen über die Biokompatibilität mit humanen Zellsystemen zur Risikobewertung zulassen. Die Testsysteme werden nach Etablierung erweiterbar sein und auf andere, nicht huminsäurehaltige Adsorbersubstanzen Anwendung finden können.

Das Arbeitsziel im Teil-Entwicklungsprojekt der BioCheck GmbH ist die Entwicklung eines sicheren Nachweisesverfahrens (BioAssay), um das Wirkungsspektrum von Adsorber-Substanzen unterschiedlicher Natur auf Parameter bezüglich des Magen-Darm-Abschnittes zu untersuchen. Das Wirkungsspektrum soll die Beurteilung zur Beeinflussung der Darmflora und der Bindungsfähigkeit gegenüber den Toxinen als auch nutritiven Elementen ermöglichen.

Das Projekt wird durch die EU im Rahmen von EFRE finanziell unterstützt.

Werden Sie Projektpartner? Wir freuen uns auf Sie.

Ihre Ansprechpartner

Dr. rer. nat. Andrea Lindner
Mykotoxine, Biogas
Dipl-Biol. Sandra Gutsell
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Probenversandmaterial

Allgemein
Infektionsdiagnostik
Futtermittel, Biogas, Wasser