Dr. Georg Beythien arbeitet am Institut für Pathologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover. Das Institut konzentriert sich auf die Pathologie von Infektionen und Speicherkrankheiten der Atemwege sowie der Nerven- und neuroendokrinen Systeme von Nutz- und Haustieren. In diesem Blogbeitrag berichten wir, wie die Tierärztliche Hochschule Hannover unseren Objektträgerscanner SLIDEVIEW™ VS200 einsetzt, um Pathologien bei Tieren besser zu verstehen.

Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier

Infektionskrankheiten stellen sowohl für Nutztiere als auch für Haustiere erhebliche gesundheitliche Herausforderungen dar und beeinträchtigen das Tierwohl, die Produktivität und die öffentliche Gesundheit. Schätzungen zufolge werden 60 Prozent (mehr als zwei Drittel) der Infektionskrankheiten zwischen Tieren und Menschen übertragen. Solche Krankheiten werden als Zoonosen bezeichnet und verursachen schätzungsweise eine Milliarde Erkrankungen beim Menschen und Millionen von Todesfällen pro Jahr.¹ Mehrere dieser Krankheitserreger wurden erst in den letzten Jahrzehnten identifiziert, darunter das H1N1-Virus der Vogelgrippe, das Coronavirus SARS-CoV-2 (Erreger des schweren akuten Atemwegssyndroms), das West-Nil-Virus, das Nipah-Virus, die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE), das hämorrhagische Ebola-Fieber und das humane Immundefizienz-Virus (HIV).²

Effektives Krankheitsmanagement beruht auf Früherkennung, Impfprogrammen, angemessenen Hygienemaßnahmen und der Zusammenarbeit zwischen Tierärzten, Landwirten und Behörden, alles mit dem Ziel, Ausbrüche zu verhindern und sowohl Tierbestände als auch die Bevölkerung zu schützen.

Dr. Beythiens Forschung zur SARS-CoV-2-Infektion bei Hamstern

Seit 2020 konzentriert sich Dr. Beythien in seiner Forschung auf Coronaviren und ihre pathologische Auswirkungen bei Hamstern, Mäusen und anderen Tierarten. Im Jahr 2022 veröffentlichten Dr. Beythien und sein Kollege Dr. Federico Armondo ihre Forschung zur Virusausbreitung und den damit verbundenen pathologischen Veränderungen in den oberen und unteren Atemwegen von syrischen Goldhamstern nach einer SARS-CoV-2-Infektion mit der Omicron-Variante im Vergleich zu Infektionen mit den Gamma-, Delta- und Wildtypstämmen in der Zeitschrift Nature Communications. Ihre Ergebnisse zeigten, dass der Omicron-Stamm im Vergleich zu anderen Stämmen mildere Veränderungen im Riechepithel und minimale Läsionen in der Lunge verursacht. Daher weist diese Variante eine verringerte Pathogenität in den oberen und unteren Atemwegen auf.³ Interessanterweise bestätigt die reduzierte Pathogenität der Omicron-Variante in diesem Tiermodell klinische Beobachtungen eines milderen Krankheitsverlaufs beim Menschen.

Die SARS-CoV-2-Pandemie verdeutlichte zudem die Herausforderung, die sich durch das Auftreten und die rasche Verbreitung neuartiger Viren ergibt. In seiner Publikation im International Journal of Molecular Sciences prüften Dr. Beythien und seine Kollegen, ob doppelsträngige RNA (dsRNA) als Marker für die aktive SARS-CoV-2-Replikation in den Lungen infizierter syrischer Goldhamster dienen könnte. Ihre Ergebnisse zeigten, dass der Nachweis von dsRNA hauptsächlich auf die frühen Infektionsphasen beschränkt ist und mit Perioden hoher viraler Replikationsaktivität zusammenfällt (Abbildung 1). Der kombinierte Nachweis von dsRNA-Zwischenprodukten und viralen Antigenen ermöglichte ein umfassenderes Verständnis der Infektionsdynamik und schloss Interpretationslücken zwischen Konzentrationen viraler Antigene und den Infektionstitern zum selben Zeitpunkt.⁴

Dr. Beythiens Arbeit verdeutlicht, wie wichtig Tiermodelle wie der Goldhamster für die Bewertung der Virulenz neu auftretender SARS-CoV-2-Varianten sind.

Abbildung 1. Expression von doppelsträngiger RNA (dsRNA, grün) und SARS-CoV-2-Spikeprotein (rot) in Hamstern, die mit SARS-CoV-2 614G BavPat1 infiziert wurden, vier Tage nach der Infektion. Die Leiste zeigt eine Länge von 50 µm an. Aufgenommen mit dem Objektträgerscanner SLIDEVIEW VS200. Bild mit freundlicher Genehmigung von Dr. Georg Beythien.

Quantifizierbare Ergebnisse erzielen mit einem fortschrittlichen Objektträgerscanner

Im Dezember 2021 erwarb das Institut für Pathologie den Objektträgerscanner SLIDEVIEW VS200, um Präparate für die weiterführende Analyse zu digitalisieren. Vor dieser Anschaffung stützte sich Dr. Beythien überwiegend auf eine semiquantitative Auswertung der Präparate. Jetzt ist fast alles quantifizierbar.

Innerhalb des Instituts umfasst die quantitative Analyse nun die räumliche Beurteilung von Zellzahlen, die Koexpression von Proteinen und mRNAs innerhalb von Zellen und Gewebeunterkompartimenten, die Messung der betroffenen Bereiche sowie die Beurteilung der Zellmorphologie, einschließlich von Gliazellen im zentralen Nervensystem.

Dr. Beythien schilderte seine Eindrücke vom Objektträgerscanner SLIDEVIEW VS200 und hob dessen Schlüsselrolle in allen Bereichen des Instituts hervor.

„Der Objektträgerscanner SLIDEVIEW VS200 ist von zentraler Bedeutung für viele unserer Projekte. Es wird vom gesamten Institut für Pathologie genutzt. Dabei sind wir von den Bildern in Publikationsqualität, der einfachen Bedienung und der kostenlosen Bildbetrachtungssoftware OlyVIA begeistert. Wenn Leute aus anderen Institutionen mit unserem SLIDEVIEW VS200 scannen, sind sie von der Anzahl der Objektträger, die in die Ladeeinheit passen und automatisch gescannt werden können, sowie der Bildqualität äußerst beeindruckt.“ – Dr. Georg Beythien

Dr. Beythien äußerte sich außerdem zum Service und Support: „Der Kundenservice von Evident war immer sehr hilfsbereit und hat schnell reagiert.“

Um mehr über den Objektträgerscanner SLIDEVIEW VS200 und sein Potenzial, Ihre wissenschaftliche Vision umzusetzen, zu erfahren, wenden Sie sich noch heute an uns, um eine Demo anzufordern.

Unser besonderer Dank gilt Dr. Georg Beythien für seine Beiträge zu diesem Bericht.

Literaturnachweise

1. Karesh, W. B., et al. 2012. “Ecology of Zoonoses: Natural and Unnatural Histories.” Lancet 380, no. 9857 (November 29): 1936–1945.
2. Espinosa, R., D. Tago und N. Treich. 2020. “Infectious Diseases and Meat Production.” Environmental & Resource Economics 76, no. 4 (August 4): 1019–1044.
3. Armando, F., et al. 2022. “SARS-CoV-2 Omicron Variant Causes Mild Pathology in the Upper and Lower Respiratory Tract of Hamsters.” Nature Communications 13: 3519.
4. Beythien, G., et al. 2024. “Detection of Double-Stranded RNA Intermediates During SARS-CoV-2 Infections of Syrian Golden Hamsters with Monoclonal Antibodies and Its Implications for Histopathological Evaluation of In Vivo Studies.” International Journal of Molecular Sciences 25, no. 21: 11425.

Haftungsausschluss: Die in diesem Interview geäußerten Meinungen und Aussagen stammen von dem jeweiligen Forscher und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten oder Behauptungen von Evident wider. Die genannten Produkte und Technologien sind ausschließlich für Forschungszwecke bestimmt und nicht für klinische oder diagnostische Anwendungen konzipiert.