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Arbeitsgruppe Prof. Gruber

 

Mitarbeiter

Forschungsschwerpunkte:

1. CLCA-Moleküle bei Krankheiten von Mensch und Tier

Lars Mundhenk und Achim Gruber

In den vergangenen 17 Jahren konzentrierte sich unsere Forschung auf die CLCA-Genfamilie und ihre Bedeutung bei Krankheiten bei Mensch und Tier. Die Mitglieder der CLCA-Familie stellen eine neu entdeckte Proteinfamilie dar, deren Mitglieder in eine Vielzahl von normalen und krankhaften Prozessen involviert zu sein scheinen, einschließlich der Schleimproduktion und Befeuchtung von Schleimhäuten der Nase, Luftröhre und Lunge sowie des Magen-Darm-Trakts. Ferner spielen einzelne Mitglieder bei der Modulation früher Immunabwehrmechanismen eine wichtige Rolle. Unsere Arbeitsgruppe untersucht verschiedene CLCA-Moleküle bei Menschen, Mäusen, Pferden, Schweinen und Katzen, um ein besseres Verständnis ihrer Funktionen in normalen und erkrankten Geweben zu gewinnen. Ihre pathophysiologische Bedeutung in einer Vielzahl von Geweben und ihr therapeutisches Potential bei verschiedenen Krankheiten, insbesondere chronisch entzündlicher Erkrankungen, die mit einer sekretorischen Dysfunktion einhergehen, stehen im Mittelpunkt unseres Interesses. All diese Erkrankungen einschließlich zystischer Fibrose, chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), Asthma und Dämpfigkeit (RAO) sind durch reduzierte Schleimbefeuchtungen und Verstopfung der Atemwege bzw. des Verdauungstraktes mit hochviskösem Schleim gekennzeichnet. Wir vermuten, dass Mitglieder der CLCA-Genfamilie bei diesen Krankheiten eine wichtige Rolle spielen und für neuartige Strategien zur Intervention und Therapie von Interesse sein könnten. Unsere Untersuchungen wurden von der Deutschen Mukoviszidose e. V., der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und anderen Fördereinrichtungen finanziell unterstützt und involvieren dabei die Ausbildung von zahlreichen Nachwuchswissenschaftlern.

Ausgewählte Literatur:

  1. Plog S., Klymiuk N., Binder S., Van Hook M.J., Thoreson W.B., Gruber A.D. and Mundhenk L. (2015). Naturally Occurring Deletion Mutants of the Pig-Specific, Intestinal Crypt Epithelial Cell Protein CLCA4b without Apparent Phenotype. PLOS One 10
  2. Dietert K., Mundhenk L., Erickson N.A., Reppe K., Hocke A.C., Kummer W., Witzenrath M. and Gruber A.D. (2015). Murine CLCA5 is uniquely expressed in distinct niches of airway epithelial cells. Histochemistry and Cell Biology 143: 277-287.
  3. Erickson N.A., Nystrom E.E.L., Mundhenk L., Arike L., Glauben R., Heimesaat M.M., Fischer A., Bereswill S., Birchenough G.M.H., Gruber A.D. and Johansson M.E.V. (2015). The Goblet Cell Protein Clca1 (Alias mClca3 or Gob-5) Is Not Required for Intestinal Mucus Synthesis, Structure and Barrier Function in Naive or DSS-Challenged Mice. PLOS One 10
  4. Dietert K., Reppe K., Mundhenk L., Witzenrath M. and Gruber A.D. (2014). mCLCA3 Modulates IL-17 and CXCL-1 Induction and Leukocyte Recruitment in Murine Staphylococcus aureus Pneumonia. PLOS One 9
  5. Bothe M.K., Mundhenk L., Beck C.L., Kaup M. and Gruber A.D. (2012). Impaired Autoproteolytic Cleavage of mCLCA6, a Murine Integral Membrane Protein Expressed in Enterocytes, Leads to Cleavage at the Plasma Membrane Instead of the Endoplasmic Reticulum. Molecules and Cells 33: 251-257.
  6. Mundhenk L., Johannesson B., Anagnostopoulou P., Braun J., Bothe M.K., Schultz C., Mall M.A. and Gruber A.D. (2012). mCLCA3 Does Not Contribute to Calcium-Activated Chloride Conductance in Murine Airways. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 47: 87-93.
  7. Plog S., Groetzsch T., Klymiuk N., Kobalz U., Gruber A.D. and Mundhenk L. (2012). The Porcine Chloride Channel Calcium-Activated Family Member pCLCA4a Mirrors Lung Expression of the Human hCLCA4. Journal of Histochemistry & Cytochemistry 60: 45-56.
  8. Plog S., Mundhenk L., Langbein L. and Gruber A.D. (2012). Synthesis of porcine pCLCA2 protein during late differentiation of keratinocytes of epidermis and hair follicle inner root sheath. Cell and Tissue Research 350: 445-453

 


2. Forschung über frühe Immunmechanismen der Lunge

Kristina Dietert und Achim Gruber

Im Rahmen des DFG-geförderten Sonderforschungsbereichs/ Transregio SFB-TR 84 "Angeborene Immunität der Lunge: Mechanismen des Pathogenangriffs und der Wirtsabwehr bei Pneumonie" sind wir in die Untersuchung der vielfältigen frühen Abwehrmechanismen bei Infektionskrankheiten der Lunge eingebunden, die eine herausragende Rolle spielen für den Verlauf und Ausgang dieser wichtigen Volkskrankheit. Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.sfb-tr84.de/ (Projekt Z1b).

 Ausgewählte Literatur:

  1. Mueller-Redetzky H.C., Felten M., Hellwig K., Wienhold S.-M., Naujoks J., Opitz B., Kershaw O., Gruber A.D., Suttorp N. and Witzenrath M. (2015). Increasing the inspiratory time and I:E ratio during mechanical ventilation aggravates ventilator-induced lung injury in mice. Critical Care 19

  2. Mueller-Redetzky H.C., Wienhold S.M., Berg J., Hocke A.C., Hippenstiel S., Hellwig K., Gutbier B., Opitz B., Neudecker J., Rueckert J., Gruber A.D., Kershaw O., Mayer K., Suttorp N. and Witzenrath M. (2015). Moxifloxacin is not anti-inflammatory in experimental pneumococcal pneumonia. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 70: 830-840.

  3. Mueller-Redetzky H.C., Will D., Hellwig K., Kummer W., Tschernig T., Pfeil U., Paddenberg R., Menger M.D., Kershaw O., Gruber A.D., Weissmann N., Hippenstiel S., Suttorp N. and Witzenrath M. (2014). Mechanical ventilation drives pneumococcal pneumonia into lung injury and sepsis in mice: protection by adrenomedullin. Critical Care 18

  4. Hackstein H., Kranz S., Lippitsch A., Wachtendorf A., Kershaw O., Gruber A.D., Michel G., Lohmeyer J., Bein G., Baal N. and Herold S. (2013). Modulation of respiratory dendritic cells during Klebsiella pneumonia infection. Respiratory Research 14

  5. Hocke A.C., Berg J., Becher A., Knepper J., Klauschen F., Toennies M., Bauer T.T., Schneider P., Neudecker J., Rueckert J.C., Gruber A.D., Suttorp N., Hippenstiel S. and Wolff T. (2013). Increased Severity of 2009 Pandemic Influenza A Virus Subtype H1N1 Infection in Alveolar Type II Cells From Patients With Pulmonary Fibrosis Reply. Journal of Infectious Diseases 207: 693-695.

  6. Hoegner K., Wolff T., Pleschka S., Plog S., Gruber A.D., Kalinke U., Walmrath H.-D., Bodner J., Gattenloehner S., Lewe-Schlosser P., Matrosovich M., Seeger W., Lohmeyer J. and Herold S. (2013). Macrophage-expressed IFN-beta Contributes to Apoptotic Alveolar Epithelial Cell Injury in Severe Influenza Virus Pneumonia. PLOS Pathogens 9

 


3. Nanocarrier für verbesserte Pharmakotherapie bei Hautkrankheiten

Lars Mundhenk und Achim Gruber

Nanopartikel als Wirkstoffträger besitzen ein großes Potential für eine verbesserte Pharmakotherapie bei entzündlichen und tumorösen Hauterkrankungen bei Mensch und Tier. Im Rahmen des von der DFG geförderten Sonderforschungsbereichs 1112 "Nanocarrier: Architektur, Verteilung und topische Anwendung von Arzneimitteln für therapeutische Zwecke" untersuchen wir einige Aspekte solcher neuartiger Nanocarrier bei entzündlichen Hauterkrankungen wie Psoriasis und atopischer Dermatitis. Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage des SFB 1112 (Projekt C03).

Ausgewählte Literatur:

  1. Ostrowski A., Nordmeyer D., Boreham A., Holzhausen C., Mundhenk L., Graf C., Meinke M.C., Vogt A., Hadam S., Lademann J., Ruehl E., Alexiev U. and Gruber A.D. (2015). Overview about the localization of nanoparticles in tissue and cellular context by different imaging techniques. Beilstein Journal of Nanotechnology 6: 263-280.

  2. Holzhausen C., Groeger D., Mundhenk L., Donat C.K., Schnorr J., Haag R. and Gruber A.D. (2015). Biodistribution, cellular localization, and in vivo tolerability of S-35-labeled antiinflammatory dendritic polyglycerol sulfate amine. Journal of Nanoparticle Research 17

  3. Boreham A., Brodwolf R., Pfaff M., Kim T.-Y., Schlieter T., Mundhenk L., Gruber A.D., Groeger D., Kai L., Haag R. and Alexiev U. (2014). Temperature and environment dependent dynamic properties of a dendritic polyglycerol sulfate. Polymers for Advanced Technologies 25: 1329-1336.

  4. Ostrowski A., Nordmeyer D., Boreham A., Brodwolf R., Mundhenk L., Fluhr J.W., Lademann J., Graf C., Ruehl E., Alexiev U. and Gruber A.D. (2014). Skin barrier disruptions in tape stripped and allergic dermatitis models have no effect on dermal penetration and systemic distribution of AHAPS-functionalized silica nanoparticles. Nanomedicine-Nanotechnology Biology and Medicine 10: 1571-1581.

  5. Ostrowski A., Nordmeyer D., Mundhenk L., Fluhr J.W., Lademann J., Graf C., Ruehl E. and Gruber A.D. (2014). AHAPS-functionalized silica nanoparticles do not modulate allergic contact dermatitis in mice. Nanoscale Research Letters 9

  6. Holzhausen C., Mundhenk L., Groeger D., Licha K., Haag R., Abram U., Gemeinhardt I., Schnorr J., Donat C. and Gruber A.D. (2012). Biodistribution of radioactively labeled nanoparticles in the mouse. Journal of Comparative Pathology 146: 52-52.

 


4. Ein neuartiger Parasit, der Tauben in Berlin tötet und weltweit verbreitet wird

Achim Gruber

Seit 2006 hat ein bisher unbekannter Infektionserreger große Verluste in verschiedenen Taubenpopulationen ausgelöst, was insbesondere unter Sporttaubenzüchtern große Sorgen bereitet. Gemeinsam mit Kollegen der Institute für Geflügelwissenschaften in Berlin und Gießen haben wir einen neuartigen einzelligen Parasiten, Sarcocystis calchasi, entdeckt und charakterisiert, der diese komplexe und tödliche Erkrankung bei Tauben verursacht (Tauben-Protozoen-Enzephalitis). Der Parasit wird vom Habicht und anderen Greifen übertragen, scheint sich bereits in ganz Deutschland ausgebreitet zu haben und wurde jetzt auch in den USA und Japan beobachtet. Wir untersuchen derzeit zusammen mit der Gruppe von Prof. Dr. Michael Lierz der Justus Liebig Universität in Gießen mehrere offene Fragen dieser ungewöhnlichen parasitären Infektion, darunter auch eine mögliche Bedrohung für andere Arten, darunter Säugetiere und Menschen.

Ausgewählte Literatur:

  1. Parasite distribution and early-stage encephalitis in Sarcocystis calchasi infections in domestic pigeons (Columba livia f. domestica). Maier K, Olias P, Enderlein D, Klopfleisch R, Mayr SL, Gruber AD, Lierz M. Avian Pathol. 2015;44(1):5-12.

  2. Sarcocystis calchasi has an expanded host range and induces neurological disease in cockatiels (Nymphicus hollandicus) and North American rock pigeons (Columbia livia f. dom.). Olias P, Maier K, Wuenschmann A, Reed L, Armién AG, Shaw DP, Gruber AD, Lierz M. Vet Parasitol. 2014 Feb 24;200(1-2):59-65.

  3. Modulation of the host Th1 immune response in pigeon protozoal encephalitis caused by Sarcocystis calchasi. Olias P, Meyer A, Klopfleisch R, Lierz M, Kaspers B, Gruber AD. Vet Res. 2013 Feb 11;44:10.

  4. Sarcocystis calchasi-associated neurologic disease in a domestic pigeon in North America. Wünschmann A, Armien AG, Reed L, Gruber AD, Olias P. Transbound Emerg Dis. 2011 Dec;58(6):526-30.

  5. High prevalence of Sarcocystis calchasi sporocysts in European Accipiter hawks. Olias P, Olias L, Krücken J, Lierz M, Gruber AD. Vet Parasitol. 2011 Feb 10;175(3-4):230-6

  6. Unusual biphasic disease in domestic pigeons (Columba livia f. domestica) following experimental infection with Sarcocystis calchasi. Olias P, Gruber AD, Heydorn AO, Kohls A, Hafez HM, Lierz M. Avian Dis. 2010 Sep;54(3):1032-7.

  7. Sarcocystis calchasi is distinct to Sarcocystis columbae sp. nov. from the wood pigeon (Columba palumbus) and Sarcocystis sp. from the sparrowhawk (Accipiter nisus). Olias P, Olias L, Lierz M, Mehlhorn H, Gruber AD. Vet Parasitol. 2010 Jul 15;171(1-2):7-14

  8. Sarcocystis species lethal for domestic pigeons. Olias P, Gruber AD, Kohls A, Hafez HM, Heydorn AO, Mehlhorn H, Lierz M. Emerg Infect Dis. 2010 Mar;16(3):497-9.

  9. A novel Sarcocystis-associated encephalitis and myositis in racing pigeons. Olias P, Gruber AD, Heydorn AO, Kohls A, Mehlhorn H, Hafez HM, Lierz M. Avian Pathol. 2009 Apr;38(2):121-8

 


5. Phänotypisierung von murinen und anderen Tiermodellen von menschlichen Krankheiten

Olivia Kershaw, Robert Klopfleisch, Achim Gruber

Die Histopathologie ist nach wie vor eines der wichtigsten Instrumente, um infektiöse, genetische, degenerative oder tumoröse Krankheiten bei Mensch und Tier in Tiermodellen zu beforschen, um zum Wohle der Patienten bessere diagnostische und therapeutische Verfahren zu entwickeln.

Unsere modernen, digital gestützten Untersuchungen umfassen qualitative Charakterisierungen, aber auch semiquantitative und quantitative Bewertungen und Vergleiche des Ausmaßes von Veränderungen. Darüber hinaus ist die Genexpressionsanalytik mittels Immunhistochemie oder Immunfluoreszenz ein wertvolles Werkzeug, um die Pathogenese der Krankheiten im Gewebe (in situ) und im in vivo-Modell besser zu verstehen.

Ausgewählte Literatur:

  1. Klopfleisch R. Multiparametric and semiquantitative scoring systems for the evaluation of mouse model histopathology--a systematic review. BMC Veterinary Research 9:123, 2013.

  2. Weinl C., Vega S.C., Riehle H., Stritt C., Calaminus C., Wolburg H., Mauel S., Breithaupt A., Gruber A.D., Wasylyk B., Olson E.N., Adams R.H., Pichler B.J. and Nordheim A. (2015). Endothelial depletion of murine SRF/MRTF provokes intracerebral hemorrhagic stroke. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112: 9914-9919.

  3. Gronbach K., Flade I., Holst O., Lindner B., Ruscheweyh H.J., Wittmann A., Menz S., Schwiertz A., Adam P., Stecher B., Josenhans C., Suerbaum S., Gruber A.D., Kulik A., Huson D., Autenrieth I.B. and Frick J.-S. (2014). Endotoxicity of Lipopolysaccharide as a Determinant of T-Cell-Mediated Colitis Induction in Mice. Gastroenterology 146: 765-775.

  4. Klymiuk N., Mundhenk L., Wallner K., Wuensch A., Richter A., Plog S., Stehr M., Holzinger A., Kroener C., Kessler B., Kurome M., Zakhartchenko V., Nagashima H., Gruber A.D. and Wolf E. (2012). A novel pig model of cystic fibrosis generated by sequential targeting of CFTR by bacterial artificial chromosome vectors. Reproduction Fertility and Development 24: 232-232.

  5. Wadwa M, Klopfleisch R, Adamczyk A, Frede A, Pastille E, Mahnke K, Hansen W, Geffers R, Lang KS, Buer J, Büning J, Westendorf AM. IL-10 downregulates CXCR3 expression on Th1 cells and interferes with their migration to intestinal inflammatory sites. Mucosal Immunology, doi: 10.1038/mi.2015.132, 2016.

  6. Seiffart V, Zoeller J, Klopfleisch R, Wadwa M, Hansen W, Buer J, Riedel C, Westendorf AM. IL10-Deficiency in CD4⁺ T Cells Exacerbates the IFNγ and IL17 Response During Bacteria Induced Colitis. Cellular Physiology and Biochemistry, 36:1259-73, 2015.

  7. Nadobny J, Klopfleisch R, Brinker G, Stoltenburg-Didinger G. Experimental investigation and histopathological identification of acute thermal damage in skeletal porcine muscle in relation to whole-body SAR, maximum temperature, and CEM43 °C due to RF irradiation in an MR body coil of birdcage type at 123 MHz. International Journal of Hyperthermia, 31:409-20, 2015.

  8. Noe E, Tabeling C, Doehn JM, Naujoks J, Opitz B, Hippenstiel S, Witzenrath M, Klopfleisch R. Juvenile megaesophagus in PKCα-deficient mice is associated with an increase in the segment of the distal esophagus lined by smooth muscle cells. Annals of Anatomy, 196:365-71, 2014.

  9. Saran S, Tran DD, Klebba-Färber S, Moran-Losada P, Wiehlmann L, Koch A, Chopra H, Pabst O, Hoffmann A, Klopfleisch R, Tamura T. THOC5, a member of the mRNA export complex, contributes to processing of a subset of wingless/integrated (Wnt) target mRNAs and integrity of the gut epithelial barrier. BMC Cell Biology, 14:51, 2013.

  10. Ganesh BP, Klopfleisch R, Loh G, Blaut M. Commensal Akkermansia muciniphila exacerbates gut inflammation in Salmonella Typhimurium-infected gnotobiotic mice. PLoS One, 10;8(9), 2013.

 


6. Forschung für die klinische Veterinärmedizin

Das gesamte Team

Zusätzlich zur stets laufenden Forschungsunterstützung örtlicher Tierkliniken sowie niedergelassener Tierärztinnen und Tierärzte konzentrieren wir uns auf die Erforschung unterschiedlichster Aspekte von Tierkrankheiten, einschließlich neuartiger sowie bekannter, jedoch neu bedrohender Seuchen. Ein Beispiel ist die Entdeckung und Charakterisierung einer neuen und tödlich verlaufenden parasitären Infektion bei Tauben durch Sarcocystis calchasi. Diese neuartige und tödlich verlaufende Krankheit wurde zuerst bei Tauben in der Berliner Region entdeckt, wurde jedoch vor kurzem auch in den USA und Japan nachgewiesen, was eine globale Bedrohung für Tauben befürchten lässt.

Ausgewählte Literatur:

  1. Maier K., Olias P., Enderlein D., Klopfleisch R., Mayr S.L., Gruber A.D. and Lierz M. (2015). Parasite distribution and early-stage encephalitis in Sarcocystis calchasi infections in domestic pigeons (Columba livia f. domestica). Avian Pathology 44: 5-12.

  2. Olias P., Maier K., Wuenschmann A., Reed L., Armien A.G., Shaw D.P., Gruber A.D. and Lierz M. (2014). Sarcocystis calchasi has an expanded host range and induces neurological disease in cockatiels (Nymphicus hollandicus) and North American rock pigeons (Columbia livia f. dom.). Veterinary Parasitology 200: 59-65.

  3. Kershaw O., Heblinski N., Lotz F., Dirsch O. and Gruber A.D. (2012). Diagnostic Value of Morphometry in Feline Hypertrophic Cardiomyopathy. Journal of Comparative Pathology 147: 73-83.

  4. Olias P., Mundhenk L., Bothe M., Ochs A., Gruber A.D. and Klopfleisch R. (2012). Iron Overload Syndrome in the Black Rhinoceros (Diceros bicornis): Microscopical Lesions and Comparison with Other Rhinoceros Species. Journal of Comparative Pathology 147: 542-549.

  5. Peer M., Neuhauser S., Klaus C., Kuiper H., Gruber A.D., Distl O., Lischer C. and Handler J. (2012). Laparoscopic Gonadectomy in Two Intersex Warmblood Horses. Journal of Equine Veterinary Science 32: 117-122.

 


7. Regionale, nationale und internationale Kooperationen

Das gesamte Team

Intensive Kooperationen mit Schwerpunkt sowohl auf Diagnostik als auch Forschung bestehen weiterhin mit Kliniken und Instituten des Fachbereichs, der Charité-Universitätsmedizin Berlin, dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), dem Robert Koch Institut (RKI), dem Helmholtz Zentrum Geesthacht in Teltow (HZG), dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig, dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKZ) in Heidelberg sowie zahlreichen veterinärmedizinischen Kliniken und praktizierenden Tierärztinnen und Tierärzten in Berlin, Deutschland und Europa.

 


8. Pathologische Untersuchungen und Dienstleistungen

Das gesamte Team

Das Institut für Tierpathologie führt pathologische Untersuchungen und Dienstleistungen für die wissenschaftlichen Einrichtungen des Fachbereichs, für niedergelassene Tierärztinnen und Tierärzte, tierärztliche Kliniken, Privatpersonen und Unternehmen durch.

Unsere diagnostischen Leistungen umfassen Obduktionen und histologische Untersuchungen aller Haus- und Nutztiere sowie Zoo- und Wildtiere. Geflügel kann vom Institut für Geflügelkrankheiten untersucht werden. Fische können von dem ILAT (Institut für Lebensmittel, Arzneimittel und Tierseuchen, Invalidenstraße 60, 10557 Berlin, Telefon 030/39784 - 367, E-Mail: ilat@bbges.de) untersucht werden.

Zur Zeit führen wir jährlich etwa 7.000 Biopsieuntersuchungen und etwa 1.000 Obduktionen durch. Weiterhin bieten wir zahlreiche immunhistochemische und molekularbiologische Spezialnachweisverfahren für eine Vielzahl von Krankheiten an.

Weitere Informationen, Leistungen und Formulare finden Sie unter dem Menüpunkt Formulare & Dienstleistungen.

Schlagwörter

  • FU, Freie Universität Berlin, Fachbereich Veterinärmedizin, Institut für Tierpathologie, Institut für Veterinär-Pathologie, WE12