Effective science communication is vital for bridging the gap between complex scientific concepts and the general public, fostering informed decision-making and a deeper appreciation for the world around us. We contribute to this crucial endeavor by crafting engaging narratives, simplifying intricate ideas, and leveraging various mediums to make our science accessible. Through clear and relatable communication, we aim to ignite curiosity, empower informed discussions, and inspire a new generation to be enthusiastic about insects and how they can help our society.
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© Kim Weigand| IME Fraunhofer
TV Beitrag Hessenschau vom 16.12.22
Raupe hilft bei chronischen Darmerkrankungen​
Die Larve des Tabakschwärmers kann bei der Therapie von chronischen Darmerkrankungen helfen. Anhand von ihnen kann man die Krankheiten besser verstehen und Tests an Mäusen teilweise ersetzen. Dadurch, dass sie keine Säugetiere sind, sind sie aber viel robuster.
Ein Team des HR (Hessenschau) war zu Besuch am Fraunhofer IME in Gießen (Dezember 2022).
© Kim Wiegand | IME Fraunhofer
Beitrag Gießen Aktuell vom 26.04.24
Forschung in Gießen: Alternative Versuchstiere für Maus, Ratte und Co. ?
GIESSEN (fw). Insekten sind nicht einfach nur Krabbeltiere, sondern könnten auch eine wichtige Rolle in der biomedizinischen Forschung spielen. Der Gießener Wissenschaftler Dr. Anton Windfelder des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) hat einen detaillierten Atlas über die Darmoberfläche des Tabakschwärmers (Manduca sexta) veröffentlicht. Warum ist das so interessant?
Felix Wetzstein von Giessen Aktuell war zu Besuch am UKGM Gießen in der Radiologie (April 2024).
© Anton Windfelder
Frankfurter Allgemeine Zeitung16.04.24 Seite 6
Schmetterling hilft bei Darmforschung
Tabakschwarmer sind nicht nur fur Insektenkundler interessant. Die Larven dieses Schmetterlings besitzen einen Darm, der im Aufbau dem des Menschen erstaunlich ähnlich ist. Sie werden daher als Modellorganismen fur die Erfor-schung von Darmentzundungen genutzt.
Spektrum der Wissenschaft Heft Nr. 5 2023
Gastbeitrag
Medizinische Forschung wäre ohne Tierversuche undenkbar. Ob therapeutische Eingriffe sicher und wirksam sind, müssen Fachleute erst an Tiermodellen klären, bevor sie sie am Menschen anwenden. Kleinsäuger wie Ratten und Mäuse spielen dabei eine bedeutende Rolle: Der Großteil der vorklinischen Forschung arbeitet mit diesen Tieren. Doch dagegen gibt es ethische Einwände, weil Kleinsäuger zu den komplexen Wirbeltieren zählen, uns evolutionär relativ nah stehen und eine artgerechte Haltung bei ihnen schwer umzusetzen ist. Diese Bedenken schlagen sich in der Förderpraxis von wissenschaftlichen Projekten sowie in der Gesetzgebung nieder. Demnach sollen in vorklinischen Experimenten alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden, um die Zahl der Versuchstiere zu reduzieren und Alternativen zu Wirbeltieren zu finden.
© Kim Wiegand | IME Fraunhofer
TV Beitrag RTL Hessen vom 9.2.23
Statt Tierversuchen an Mäusen​:
Revolutionieren diese kleinen Kriecher die Medikamentenforschung?
Sie krabbeln, kriechen, sind klein, grün und irgendwann fliegen sie davon: Insektenlarven. Doch sie können mehr als das: Molekularbiologe Dr. Anton Windfelder von der Justus-Liebig-Universität Gießen hat die Tierversuche an Ratten und Mäusen schon lange satt, deswegen entscheidet er sich für die Forschung am Tabakschwärmer, einer äußerst nützlichen Larve. Ob wir durch diese Insekten bald schon chronische Krankheiten heilen können – im Video.
Ein Team von RTL (Hessen) war im Januar 2023 zu Besuch am Fraunhofer IME in Gießen.
© Anton Windfelder
BioSpektrum Heft 2023 (Seite 556)
Gastbeitrag
Darm als 3D-Modell: Insektenanatomie per VR-Brille
Per Video oder 3D-Brille durch den Körper scrollen und virtuell die Anatomie entdecken – das ist dank moderner bildgebender Verfahren mittlerweile möglich: Unser Forschungsteam hat mittels Mikro-Computertomographie erstmals die Raupen des Tabakschwärmers gescannt und eröffnet mit dreidimensionalen Modellen neue Einblicke in deren innere Anatomie. So konnten wir mehrere bisher unbekannte anatomische Strukturen im Darm der Insektenlarven, wie etwa einen Kropf und mehrere Blinddärme entdecken. Tabakschwärmer werden als Modellorganismen in der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn eingesetzt. Die Forschungsergebnisse fließen aber auch in die Lehre an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ein: Studierende können in Kursen nun per VR-Brille die Anatomie der Raupen erkunden.
Der Tabakschwärmer (Manduca sexta) ist eine amerikanische Nachtfalterart, deren bis zu acht Zentimeter lange Larven eine wichtige Rolle in der biomedizinischen Forschung spielen. Der Darm von Säugetieren und Insekten ist in vielen Bereichen miteinander vergleichbar. Dies gilt insbesondere für das angeborene Immunsystem. Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass Erkenntnisse über die Darmentzündung bei Manduca auch wichtige Erkenntnisse für die Humanmedizin liefern.
Mittels Computertomographie können Entzündungen in der Darmwand mithilfe von Kontrastmitteln sichtbar gemacht und dadurch die Wirksamkeit von Medikamenten untersucht werden. Da der Darm von Insekten und Säugetieren viele Gemeinsamkeiten hat, können wir so neue Medikamente gegen chronische Darmerkrankungen erforschen. Die aktuelle Studie hilft dabei, diese Untersuchungen besser zu planen und die Ergebnisse zu quantifizieren.
Die Studie liefert aber auch Einblicke in die Struktur von Verdauungsorganen bei Insekten. Der Darm zieht sich in gerader Linie durch den Körper der Larven und zeigt ein hexagonales Faltenmuster, was insbesondere im Hinterdarm stark ausgeprägt ist und vermutlich mit der Wasserresorption zusammenhängt. Auf Grundlage der Daten war es zudem erstmals möglich, das Darmvolumen der Raupen zu berechnen. Mit 1,4 Millilitern entspricht es in etwa dem Darmvolumen einer Maus.
Die Forschungsergebnisse kommen aber auch den Studierenden der JLU zugute. Ich selbst unterrichte im Medizinstudium innovative Methoden der biomedizinischen Forschung anhand von alternativen Tiermodellen und lasse Studierende im Rahmen meiner Lehrveranstaltungen die dreidimensionalen Modelle der Raupen per VR-Brille erkunden.
Für alle Interessierten sind animierte 3D-Videos zudem online verfügbar.
Virtual Reality oder künstliche Wirklichkeit ist eine Technologie, durch die Benutzerinnen und Benutzer mit virtuellen Objekten interagieren können. Mit dieser Technik ist es auch möglich, durch den Darm der Tabakschwärmer zu scrollen. Dadurch kann die komplexe Anatomie leichter verstanden und erlernt werden. Vorher war dies nur durch stundenlange Präparation an frischen Insekten möglich. Die neue Methode ist effizienter und ethischer...
Bild der Wissenschaft
vom 16.06.23
Virtuelle Reise durch die „Raupe der Forschung
Das Innere eines besonderen Modell-Tiers der medizinischen Forschung lässt sich nun interaktiv und per 3D-Brille erkunden: Anhand von CT-Scan-Daten haben deutsche Wissenschaftler ein virtuelles Abbild der Anatomie der Tabakschwärmer-Raupe entwickelt. Dies führte bereits zu Neuentdeckungen im Verdauungstrakt der Larven. Das System kann jetzt der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn zugutekommen sowie in der universitären Lehre zum Einsatz kommen, sagen die Wissenschaftler.
Am Bildschirm oder mittels 3D-Brille interaktiv durch den Körper scrollen: Durch die Technologie der Virtual Reality ist dies im Fall des menschlichen Körpers bereits möglich. Die besonders eingängige Visualisierung anatomischer Strukturen kann Medizinern und Forschern dabei wichtige Hinweise liefern. Bisher gab es eine solche Möglichkeit der Darstellung aber nicht im Fall eines besonderen Modellorganismus: Vor allem bei der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn werden die bis zu acht Zentimeter langen Raupen des Tabakschwärmers (Manduca sexta) eingesetzt. „Der Darm von Säugetieren und Insekten ist in vielen Bereichen miteinander vergleichbar. Dies gilt insbesondere für das angeborene Immunsystem. Wenn wir chronische entzündliche ... (Hier gelangen Sie zum vollständigen Artikel)
hr4 Mittelhessen
vom 14.12.22
»Raupen gegen Darmentzündungen: Nur die inneren Werte zählen!.«
Forschende um Dr. Anton Windfelder zeigen, dass Insektenraupen als alternatives Tiermodell in der Medizin für die Erforschung von Darmkrankheiten genutzt werden können. Der Tabakschwärmer ist eine Mottenart aus Mittel- und Nordamerika. Rein äußerlich betrachtet sind sie dem Menschen sehr unähnlich. Doch die Gene, die eine Darmentzündung verursachen, und die Struktur des Darmepithels der Tabakfalterlarven sind mit denen von Säugetieren vergleichbar. Aus diesem Grund können die Tabakschwärmerlarven als alternatives Tiermodell genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa zu erforschen und neue, dringend benötigte Therapien zu testen.
Dr. Anton Windfelder ist Immunologe, Zoologe und Experte für experimentelle Bildgebungsmodalitäten. Er forscht am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME in Gießen und an der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Kinderradiologie an der Uniklinik Gießen.
Gießener Allgemeine
vom 13.07.2023
Herausragende Leistung am Fraunhofer IME in Gießen
Nachwuchswissenschaftler Anton Windfelder erhält renommierten Stolzenberg-Preis für herausragende Leistungen
Gießen (red). Im Rahmen der Eröffnungsfeier des Gießener Graduiertenzentrums Naturwissenschaften und Psychologie werden die Dr.-Herbert-Stolzenberg-Preise für herausragende Leistungen in den Naturwissenschaften verliehen.
Dr. Anton Windfelder erhält den Preis in der Kategorie Biologie für seine herausragenden Arbeiten über die Verwendung von Insekten als alternative Tiermodelle in der medizinischen Bildgebung und Forschung. Seine Forschungsergebnisse erhielten international viel Anerkennung, da sie dazu beitragen die Forschung ethischer und effizienter zu machen. Durch die Verwendung von Insekten kann in einigen Bereichen der Forschung auf die Verwendung von Kleinsäugern wie Ratten und Mäuse verzichtet werden.
© Kim Wiegand | IME Fraunhofer
Gießener Allgemeine
vom 11.07.23
Stolzenberg-Preis für Windfelder
Im Rahmen der Eröffnungsfeier des Graduiertenzentrums Naturwissenschaften und Psychologie wurden die Herbert-Stolzenberg-Preise für herausragende Leistungen in den Naturwissenschaften verliehen. Sie würdigen Nachwuchsforscher am Beginn ihrer wissenschaftlichen Laufbahn. Dr. Anton Windfelder vom Fraunhofer-Institut erhält den Preis der Biologie für seine Arbeiten über die Verwendung von Insekten als alternative Tiermodelle in der medizinischen Bildgebung und Forschung.
Seine Forschung erhielt viel Anerkennung, da sie dazu beiträgt, Forschung ethischer und effizienter zu machen. Durch die Verwendung von Insekten kann in einigen Bereichen auf die Verwendung von Kleinsäugern verzichtet werden.
Gießener Allgemeine
vom 4.7.2023
Förderung der Jungwissenschaftler
Für den wissenschaftlichen Nachwuchs der Naturwissenschaften und der Psychologie hat die Justus-Liebig-Universität ihr mittlerweile viertes Graduiertenzentrum gegründet und jetzt feierlich eingeweiht. Das Zentrum bietet zum Beispiel Workshops zum Schreiben wissenschaftlicher Fachartikel oder hilft Forschern bei der Vernetzung. Das Konzept ist seit über 20 Jahren ein Gießener Erfolgsmodell.
Von der TU München bis zur Uni Hamburg: Graduiertenzentren finden sich heute an Hochschulen im ganzen Land. Vor mehr als 20 Jahren, 2001, leistete die Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) mit dem Graduiertenzentrum Kulturwissenschaften dafür die Pionierarbeit. Der Grundgedanke der Zentren ist es, ganz gezielt den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern. So werden zum Beispiel für Doktoranden Workshops zum Schreiben von Drittmittelanträgen angeboten oder auch Vorträge zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf. Am Montag wurde nun das Graduiertenzentrum Naturwissenschaften und Psychologie (GGN) feierlich eingeweiht, gegründet wurde es bereits im August 2022. Neben den Kultur-, Rechts- und Lebenswissenschaften ist es die mittlerweile vierte dieser Institutionen an der JLU...
bpod.org.uk/
vom 08.01.2023
Usually found in hospitals, positron emission tomography (PET) scanners are chamber-sized devices that help to diagnose diseases, spotting changes in how tissues metabolise or break down chemical tracers in a similar way to sugars. The approach helps millions of people during diagnosis, but using PET for research on mammals is expensive with many ethical issues. On the hunt for alternatives, scientists turn to caterpillars. Similar enough to humans in their genetics and large enough that their insides can be inspected by PET, the larvae of the tobacco hornworm (Manduca sexta) make excellent model organisms. Here, using electron microscopy the gut of a healthy caterpillar (left) is compared with cells changed by a bacterial infection (right) – mimicking inflammation seen in colitis – which can be reversed with antibiotics. Caterpillars may have lots to teach us not only about how certain inflammatory diseases progress, but also how researchers might improve and expand on techniques like PET.
© Anton Windfelder
Gießener Allgemeine
vom 9.12.2022
Ersatz für traditionelle Versuchstiere
Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten wie der Tabakschwärmer mehrere Vorteile. Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter.
Gießen (red). Insekten wie der Tabakschwärmer - eine Falterart aus Amerika, die als Schädling bekämpft wird - können an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden wie der Mensch. Etwa 75 Prozent der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden. Larven des Tabakschwärmers können als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden. So können Erkrankungen besser verstanden sowie neue Therapien und Diagnosemethoden entwickelt werden. Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten wie der Tabakschwärmer mehrere Vorteile: Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter als Tierversuche mit Säugetieren und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.
In der renommierten Fachzeitschrift »Nature Communications« berichtet ein internationales Wissenschaftlerteam um den Gießener Forscher Dr. Anton Windfelder von der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und dem Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME über seine Entdeckung: Die Raupen des Tabakschwärmers können genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen zu erforschen und neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen. Die Methode bietet zudem den Vorteil, dass viele Tiere in kurzer Zeit untersucht werden können. In der Computertomographie lassen sich bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersuchen. Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter.
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© Anton Windfelder
Gießener Allgemeine
vom 08.12.2022
Raupen als Ersatz für Säugetiere
Gießen (pm). Insekten wie der Tabakschwärmer - eine Falterart aus Amerika, die als Schädling bekämpft wird - können an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden wie der Mensch. Etwa 75 Prozent der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden. Die Larven des Tabakschwärmers können daher als Versuchstiere und als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden, sagen Wissenschaftler aus Gießen. So können Erkrankungen besser verstanden sowie neue Therapien und Diagnosemethoden entwickelt werden.
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Weniger Belastung für die Tiere
Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten wie der Tabakschwärmer mehrere Vorteile: Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter als Tierversuche mit Säugetieren und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden. In der Fachzeitschrift »Nature Communications« berichtet ein Wissenschaftlerteam um den Gießener Forscher Dr. Anton Windfelder von der Justus-Liebig-Universität (JLU) und dem Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME über seine Entdeckung: Die Raupen des Tabakschwärmers können genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen zu erforschen und neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen. Die Methode bietet zudem den Vorteil, dass viele Tiere in kurzer Zeit untersucht werden können. In der Computertomografie lassen sich bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersuchen. Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter. ...
© Kim Weigand | IME Fraunhofer
Gießener Allgemeine
vom 04.11.2023
Forschungserfolg in LU: Raupen statt Mäuse
Es sei nicht weniger als ein Durchbruch beim Tierschutz gelungen, teilt die Praxis für Radiologie und Nuklearmedizin von Frank Müller mit und verweist auf herausragende Forschung, an der sie beteiligt sei. „Wir können zeigen, dass Mäuse in Versuchen zu Darmentzündungen durch Schädlingsraupen ersetzt werden können“, freuen sich die Ludwigshafener.
Weil der Tabakschwärmer – eine Falterart aus Amerika, die als Schädling bekämpft wird – an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden kann wie der Mensch, können dessen Larven als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden. „So können Erkrankungen besser verstanden und neue Therapien sowie Diagnosemethoden entwickelt werden“, erläutert Frank Müller. Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie etwa Ratten oder Mäusen böten Insekten wie der Tabakschwärmer aber auch noch andere Vorteile: „Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter als Tierversuche mit Säugetieren und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.“
Konkret habe das Team seiner Ludwigshafener Praxis gemeinsam mit Gießener Forschern zeigen können, dass Mäuse in Versuchen zu Darmentzündungen durch Schädlingsraupen ersetzt werden können. „Die Raupen des Tabakschwärmers können genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen zu erforschen und neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen“, lautet entsprechend das Fazit eines internationalen Wissenschaftlerteams um den Gießener Forscher Anton Windfelder. Die Methode biete dabei auch den Vorteil, dass viele Tiere innerhalb kurzer Zeit untersucht werden können. „In der Computertomographie lassen sich bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersuchen. Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter“, so die Wissenschaftler....
© Anton Windfelder
Ein «Darm auf Beinen» als Mäuseretter
Die Larven des Tabakschwärmers (Mandu- ca sexta) nehmen eine wichtige Schlüssel- rolle als Alternative zu Mäusen in In-vivo- Tiermodellen ein. Die angeborene Immun- antwort des Darms sowie die Struktur des Darmepithels sind zwischen Säugetieren und Insekten wie dem Tabakschwärmer stark konserviert. 75% der Gene, die beim Menschen im Zusammenhang mit Erkran- kungen stehen, kommen auch bei den In- sekten vor. Die robusten Larven des Tabak- schwärmers eignen sich daher sehr gut als alternatives Tiermodell für entzündliche Darmerkrankungen.
Am Fraunhofer-Institut für Molekularbiolo- gie und Angewandte Ökologie hat Dr. An- ton G. Windfelder in seiner Arbeit eine Hochdurchsatz-Plattform entwickelt, die mittels bildgebender Verfahren CT, MRT und PET entzündliche Veränderungen im Darm der Larven zielgenau charakterisie- ren und nicht-invasiv diagnostizieren kann. Das Spektrum der möglichen Einsatzberei- che ist daher extrem breit: Die Hochdurch- satz-Plattform kann für die In-vivo-Erpro- bung neuer Kontrastmittel und Tracer in der Radiologie und Nuklearmedizin zur De- tektion von Entzündungen, für die Charak- terisierung der gastrointestinalen Pathoge- nität von Mikroorganismen und für die Er- probung neuer antimikrobieller oder entzündungshemmender Medikamente genutzt werden. ...
© Kim Wiegand | IME Fraunhofer
Ärzte Zeitung
vom 08.12.2022
Chronisch entzündliche Darmerkrankungen
Ein neues Labortier für die Darmforschung: Schmetterlingsraupen helfen, Darmentzündungen beim Menschen besser zu verstehen, und könnten Therapie-Entwicklungen beschleunigen. Ein Team hat dazu eine innovative Bildgebungsplattform entwickelt.
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Gießen. Insekten wie der Tabakschwärmer (Manduca sexta) können an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden wie der Mensch. Etwa 75 Prozent der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden, berichtet die Fraunhofer-Gesellschaft in einer Mitteilung.
Die Raupen des Nutzpflanzen-Schädlings aus Amerika können daher als Modellorganismus für Krankheiten des Menschen genutzt werden, etwa um neue Therapie- und Diagnose-Ansätze zu entwickeln. Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten jedoch mehrere Vorteile: Ihr Einsatz in der Forschung ist im Vergleich schneller und kosteneffizienter und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.
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Ärzteblatt.de
vom 13.12.2022
Tabakschwärmer-Raupen als neuer Modellorganismus für präklinische Studien
Giessen – Insektenlarven des Tabakschwärmers sind als neuer Modellorganismus für präklinische Studien stärker ins Visier gerückt. In einer Machbarkeitsstudie (2022 Nature Communications; DOI: 10.1038/s41467-022-34865-7) waren klinische routinebildgebungsverfahren dafür geeignet, chronisch entzündliche Darmerkrankungen bei Insektenlarven vom Tabakschwärmern zu untersuchen.
Bis zu 75 % der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden. Auch die Kernkomponenten des angeborenen Immunsystems sind bei Insekten und Säugetieren hochkonserviert.
Im Vergleich zu traditionellen Modellen wie Ratten oder Mäuse bieten Insektenlarven des Tabakschwärmers (Manduca sexta, M. sexta) Vorteile, wie eine schnellere Reproduktion und kosteneffizientere Haltung, die mit weniger moralischen Einwänden assoziiert sind.
Ein internationales Wissenschaftlerteam um Anton Windfelder vom Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), schlägt Raupen des Tabakschwärmers als neues Tiermodell für chronisch entzündliche Darmerkrankungen vor, um neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen.
Sie konnten zum Beispiel zeigen, dass Bildgebungsverfahren, wie Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) und Positronen-Emissions-Tomografie (PET) für groß angelegte Phänotypisierungen von M. sexta geeignet sind, um verschiedene Aspekte der angeborenen Immunität im Darm zu untersuchen. Per CT konnten zum Beispiel gleichzeitig bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersucht und eine Entzündung im Darm der Tiere zielgenau diagnostiziert werden.
Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden, überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter, so die Studienautoren. „Das Immunsystem des Darms und die Struktur des Darmepithels der Tabakschwärmerlarven sind mit denen von Säugetieren vergleichbar. Im Unterschied zu anderen Insekten wie etwa der Taufliege Drosophila sind die Raupen des Tabakschwärmers jedoch groß genug für die medizinische Bildgebung“, erläuterte Windfelder.
Die Darmentzündung der Insektenlarven wird in Analogie zu einer Darmentzündung beim Menschen auch mit Kontrastmitteln und speziellen Markern wie FDG (F-Desoxy-Glukose) diagnostiziert. Medikamente wie beispielsweise Cortison, die bei akuten Schüben von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen eingesetzt werden, zeigen auch bei den Larven des Tabakschwärmers eine deutliche Reduzierung der Entzündung.
In dieser Machbarkeitsstudie zum Nachweis von Colitis erreichte die Bildgebung eine ähnlich hohe Sensitivität und Spezifität im M. sexta-Modell wie bei Menschen mit Morbus Crohn. Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse dieser Studie, dass CT, MRT und FDG-PET geeignete Hochdurchsatztechniken zur Überwachung des Grades und des Fortschreitens von Darmentzündungen und Infektionen bei M. sexta-Larven sind....
Ärzteblatt.de
vom 13.12.2022
TABAKSCHWÄRMER HELFEN BEIM VERSTÄNDNIS ENTZÜNDLICHER PROZESSE
Unscheinbar sieht der kleine, graue Nachtfalter aus. Doch für Tabakplantagenbesitzer in Amerika ist er ein ungebetener Gast: der Tabakschwärmer. Seine Raupen können ganze Felder leerfressen. Doch für die Wissenschaft ist er ein durchaus interessanter Zeitgenosse.
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Die kleinen Falter, deren Raupen übrigens auch die Blätter anderer Nachtschattengewächse wie Tomaten oder Auberginen vertilgen, sind schon seit längerem interessant für die medizinische Forschung. Denn sie sind einfach zu züchten, ihre Organe leicht zu präparieren und im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie beispielsweise Ratten sind Versuche an ihnen mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.
Die Larven der Tabakschwärmer können an ähnlichen Erkrankungen leiden wie wir Menschen – etwa dreiviertel aller krankheitsauslösenden Gene sind sowohl bei den Insekten als auch bei uns vorhanden.
Ein internationales Team um Dr. Anton Windfelder vom Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) untersucht die Raupen im Hinblick auf das Verständnis zu chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. So können neue Therapien entwickelt und auch direkt getestet werden – in kurzer Zeit an vielen Tieren. Bis zu 100 Tiere können innerhalb weniger Sekunden im CT (Computertomografie) untersucht werden. Die Tiere werden betäubt und leben nach der Untersuchung unbeschadet weiter.
„Entzündungen des Magen-Darmtrakts gehören zu den häufigsten Erkrankungen weltweit und chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie beispielsweise Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa sind global auf dem Vormarsch“, sagt Dr. Windfelder. „Das Immunsystem des Darms und die Struktur des Darmepithels der Tabakschwärmerlarven sind mit denen von Säugetieren vergleichbar. Im Unterschied zu anderen Insekten wie etwa der Taufliege Drosophila sind die Raupen des Tabakschwärmers jedoch groß genug für die medizinische Bildgebung“.
DAZ.de
vom 22.12.2022
Schmetterlingsraupen für die Erforschung von Darmerkrankungen
Die Schmetterlingsraupe könnte in bestimmten Fällen eine Alternative zum Mausmodell werden. Die Larven des Tabakschwärmers könnten als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden, da unter anderem rund 75 Prozent der Gene, die für Erkrankungen bei Menschen sorgen, auch bei den Insekten vorhanden sind, berichtet jetzt ein Team der Justus-Liebig-Universität Gießen in einem Fachartikel.
Wenn bis zu sieben Zentimeter lange grüne Raupen mit hellen Streifen über ein Tabakfeld herfallen und auch vor Tomaten, Auberginen und Paprika nicht haltmachen, ist das wahrscheinlich eine mittlere Katastrophe für Landwirte, die diese Pflanzen anbauen – und sicherlich auch ein geradezu erschreckender Anblick. Dieses für Schmetterlingslarven doch recht enorme Ausmaß, mit einem entsprechenden Maß an Verfressenheit und Schadenspotenzial, haben die Raupen des Tabakschwärmers, eines durchaus als Schädling geltenden Nachtfalters, der in weiten Teilen Nord- und Südamerikas verbreitet ist.
Die enorme Größe seiner Raupen macht Manduca sexta aber auch für die Wissenschaft interessant – nicht nur für Insektenkundler. So gelten Falter und Raupen bereits seit langem als Modellorganismus und gutes Anschauungs- und Forschungsobjekt in der Neurobiologie. Einfach zu züchten und mit gut präparierbaren Organen ausgestattet, lässt sich an ihnen gut zum Nervensystem forschen.
Ein Team um den Biologen Dr. Anton Windfelder vom Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME in Gießenund der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) hat die Forschungsmöglichkeiten mit den Schwärmerraupen jetzt deutlich erweitert. Im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlichte es nun seine Arbeit, in der es beschreibt, wie sich Manduca sexta als Plattform-Tiermodell für die Erforschung von Wirt-Mikroben-Interaktionen und Immunreaktionen des Magen-Darm-Systems nutzen lässt.
vet.thieme.de
vom 6.01.2023
Schädlingsraupen als Ersatz für Versuchstiere?!
Insektenlarven helfen Darmentzündungen besser zu verstehen und ermöglichen die schnellere und effizientere Entwicklung neuer Therapien. Forschende entwickeln daher eine innovative und einzigartige Bildgebungsplattform.
Insektenlarven helfen Darmentzündungen besser zu verstehen und ermöglichen die schnellere und effizientere Entwicklung neuer Therapien. Forschende entwickeln daher eine innovative und einzigartige Bildgebungsplattform.
Insekten wie der Tabakschwärmer – eine Falterart aus Amerika, die als Schädling bekämpft wird – können an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden wie der Mensch. Etwa 75 Prozent der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden. Die Larven des Tabakschwärmers können daher als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden. So können Erkrankungen besser verstanden sowie neue Therapien und Diagnosemethoden entwickelt werden. Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten wie der Tabakschwärmer jedoch mehrere Vorteile: Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter als Tierversuche mit Säugetieren und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.
Tabakschwärmer im CT gegen Darmerkrankungen
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In der renommierten Fachzeitschrift »Nature Communications« berichtet ein internationales Wissenschaftlerteam um den Gießener Forscher Dr. Anton Windfelder vom Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) über seine Entdeckung: Die Raupen des Tabakschwärmers können genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen zu erforschen und neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen. Die Methode bietet zudem den Vorteil: Viele Tiere können in kurzer Zeit untersucht werden. In der Computertomographie lassen sich bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersuchen. Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter. »Entzündungen des Magen-Darmtrakts gehören zu den häufigsten Erkrankungen weltweit und chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie beispielsweise Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa sind global auf dem Vormarsch«, so Dr. Windfelder. »Das Immunsystem des Darms und die Struktur des Darmepithels der Tabakschwärmerlarven sind mit denen von Säugetieren vergleichbar. Im Unterschied zu anderen Insekten wie etwa der Taufliege Drosophila sind die Raupen des Tabakschwärmers jedoch groß genug für die medizinische Bildgebung«...
vet.thieme.de
vom 9.12.2022
Schädlingsraupen – die neuen Versuchstiere?
GIESSEN (pm). Fraunhofer Gießen forscht: Insekten wie der Tabakschwärmer – eine Falterart aus Amerika, die als Schädling bekämpft wird – können an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden wie der Mensch. Etwa 75 Prozent der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden. Die Larven des Tabakschwärmers können daher als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden.
So können Erkrankungen besser verstanden sowie neue Therapien und Diagnosemethoden entwickelt werden. Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten wie der Tabakschwärmer jedoch mehrere Vorteile: Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter als Tierversuche mit Säugetieren und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.
In der renommierten Fachzeitschrift »Nature Communications« berichtet ein internationales Wissenschaftlerteam um den Gießener Forscher Dr. Anton Windfelder vom Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) über seine Entdeckung: Die Raupen des Tabakschwärmers können genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen zu erforschen und neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen. Die Methode bietet zudem den Vorteil, dass viele Tiere in kurzer Zeit untersucht werden können. In der Computertomographie lassen sich bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersuchen. Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter.
bionity.com
vom 6.12.2022
Caterpillars as a replacement for mammalian models in preclinical research
Research team developed an innovative and unique imaging platform. Insects, like caterpillars, suffer from the same or related diseases as humans because 75 % of genes associated with human illness are also present in insects. Consequently, caterpillars like the tobacco hornworm can be used as a model organism, improving the understanding of diseases and helping to test and develop new therapies or diagnostic tools. A team around Anton G. Windfelder, a zoologist at the University of Giessen and employee of Fraunhofer IME, Germany, are reporting the alternative use of caterpillars to study chronic inflammatory bowel diseases in Nature Communications.
"Inflammatory diseases of the alimentary tract affect millions of people worldwide, and the incidence of chronic inflammatory bowel diseases is rising globally," says Dr. Windfelder. "The innate gut immunity and the organization of the intestinal epithelium of tobacco hornworm larvae are comparable to those of mammals. However, in contrast to other insects such as Drosophila, the fruit fly, caterpillars of tobacco hornworm are large enough for medical imaging." Together with national and international cooperation partners from Düsseldorf, Germany, and New York, USA, Anton G. Windfelder and team developed an innovative and unique imaging platform. "We use medical imaging modalities like computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and positron emission tomography (PET) to characterize a gut inflammation in tobacco hornworm." says Gabriele Krombach, Head of the Clinic for Diagnostic and Interventional Radiology at UKGM Giessen, who is a co-author of the study.
"Intestinal inflammation in larvae of tobacco hornworm is diagnosed using contrast media and tracers such as FDG (18F-desoxyglucose)," says Dr. Windfelder. "This is in analogy to the diagnosis of gut inflammation in humans." Anti-inflammatory medications such as cortisone, used in acute flares of human chronic inflammatory bowel disease, also show a significant reduction in gut inflammation in the larvae of the tobacco hornworm. The advantage of the imaging platform is that multiple animals can be studied simultaneously. Up to 100 animals can be examined in a few seconds using CT. In contrast to traditional methods, the animals stay alive and survive. "The animals tolerate the anesthesia and imaging very well and can continue to live after the experiments."...
analytik.news
vom 9.12.2022
Schädlingsraupen können traditionelle Versuchstiere ersetzen
Insektenlarven helfen Darmentzündungen besser zu verstehen und ermöglichen die schnellere und effizientere Entwicklung neuer Therapien- Forschende entwickeln eine innovative und einzigartige Bildgebungsplattform
Insekten wie der Tabakschwärmer - eine Falterart aus Amerika, die als Schädling bekämpft wird - können an den gleichen oder ähnlichen Erkrankungen leiden wie der Mensch. Etwa 75 Prozent der Gene, die eine Erkrankung bei Menschen auslösen können, sind auch bei Insekten vorhanden. Die Larven des Tabakschwärmers können daher als Modellorganismus für menschliche Erkrankungen genutzt werden.
So können Erkrankungen besser verstanden sowie neue Therapien und Diagnosemethoden entwickelt werden. Im Vergleich zu traditionellen Labortieren wie Ratten oder Mäusen bieten Insekten wie der Tabakschwärmer jedoch mehrere Vorteile: Ihr Einsatz in der Forschung ist schneller und kosteneffizienter als Tierversuche mit Säugetieren und mit weniger Belastungen für die Tiere verbunden.
In der renommierten Fachzeitschrift "Nature Communications" berichtet ein internationales Wissenschaftlerteam um den Gießener Forscher Dr. Anton Windfelder vom Gießener Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) über seine Entdeckung: Die Raupen des Tabakschwärmers können genutzt werden, um chronisch entzündliche Darmerkrankungen zu erforschen und neue dringend benötigte Therapien zu entwickeln und zu testen.
Die Methode bietet zudem den Vorteil: Viele Tiere können in kurzer Zeit untersucht werden. In der Computertomographie lassen sich bis zu 100 Tiere in wenigen Sekunden untersuchen. Im Unterschied zu traditionellen molekularbiologischen oder histologischen Methoden überstehen die Tiere die Narkose und Bildgebung sehr gut und leben danach unversehrt weiter.
"Entzündungen des Magen-Darmtrakts gehören zu den häufigsten Erkrankungen weltweit und chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie beispielsweise Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa sind global auf dem Vormarsch", so Dr. Windfelder. "Das Immunsystem des Darms und die Struktur des Darmepithels der Tabakschwärmerlarven sind mit denen von Säugetieren vergleichbar. Im Unterschied zu anderen Insekten wie etwa der Taufliege Drosophila sind die Raupen des Tabakschwärmers jedoch groß genug für die medizinische Bildgebung"...
news-medical.net
vom 12.01.2023
Caterpillars could be used as an alternative to mammalian models to study gut inflammation
Rats and mice have been the backbone of biomedical research for decades -; including research to understand cancer and pioneer new treatments. New drug compounds are tested for safety and effectiveness in animal models before being approved for clinical trials in humans. But scientists at research institutions like Memorial Sloan Kettering Cancer Center's Sloan Kettering Institute are working to develop nonmammalian alternatives that could reduce the number of rodents used in biomedical research -; a positive result in its own right, and one that could also lower costs and accelerate results.
studyfinds.org
vom 15.01.2023
No more lab rats? Caterpillars may be better animal model for studying human disease
NEW YORK — Science uses animal models to understand diseases and experiment on new treatments before testing them on humans. The most common animals used in biomedical research are rodents, but a new study suggests a better model is the tobacco hornworm caterpillars.
Scientists at Memorial Sloan Kettering Cancer Center are testing different nonmammalian alternatives to limit the number of rats and mice used in research. The study authors suggest that swapping rodents for caterpillars can help lower expensive lab costs and, without needing to wait as long for rats to grow up, also may speed up testing and receiving results.
Tobacco hornworm caterpillars have a high degree of evolutionary conservation. In this scenario, the gut of caterpillars has a close resemblance to the structure and physiology of the human gut. The tobacco hornworm caterpillar has a gut similar to one long bowel, making it a great model for studying inflammatory bowel disease, argue the study authors. Since 75% of known human disease-causing genes have related genes in insects, the caterpillar could expand to other preclinical research, including cancer, diabetes, neurodegeneration, and infection.
Another proposed alternative to caterpillars is using nematodes. These earthworms are similar in length to a staple and are already used in other research fields. However, the study finds they might be too small to examine with medical scans. Tobacco hornworm caterpillars, on the other hand, are large enough to be examined with the same medical imaging tools—CT, MRI, and PET scans—used in human patients. Medical imaging is essential for looking at bowel inflammation.
cosmosmagazine
vom 16.01.2023
Goodbye lab rats, hello lab caterpillars? Rodents like rats and mice have been a staple of the field of biomedical research for decades – from understanding cancer, to pioneering new treatments, and testing new drug compounds – but scientists are currently working to develop nonmammalian animal models as an alternative.
A new study reported in Nature Communications has demonstrated that caterpillars could be used for studying gut inflammation – a risk factor for developing colorectal cancer which is the third most common type of newly diagnosed cancer in Australia.
labroots.com
vom 22.01.2023
Introducing... The Caterpillar Model of Human Disease
The number of rodents used in biomedical research is unclear, but estimates have rangedfrom 10 million to over 100 million every year in the United States alone. That is a lot of animals. Scientists are now working on developing a new kind of non-mammalian model that might reduce the number of rodents used in research, which would not only be great for the animals, it could also accelerate research and lower costs dramatically. In a new study reported in Nature Communications, researchers have shown that caterpillars could be used to study human gut inflammation instead of rodent models.
immunopaedia
vom 22.01.2023
Understanding gut inflammation using caterpillars
New drug compounds are tested for safety and effectiveness in animal models before being approved for clinical trials in humans, whereby, for example, rats and mice have been used extensively in clinical research to test various compounds and for drug discovery.
Recently, researchers began working to develop non-mammalian alternatives that could reduce the number of rodents used in biomedical research and one that could also lower costs and accelerate results. These researchers decided to make use of caterpillars to study gut inflammation -; a risk factor for developing colorectal cancer.
Their research used the larvae of the tobacco hornworm (Manduca sexta) because they have a high degree of similarity to the human gut structure and physiology -; what scientists call a high degree of evolutionary conservation. Tobacco hornworm caterpillars are large enough to be imaged with the same instruments used for human patients (computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and positron emission tomography (PET) scans) (Figure 1). Caterpillars are basically just one long bowel, so they made a great model for studying inflammatory bowel disease.
miragenews.com
vom 13.01.2023
Caterpillars Replace Mice in Disease Research
Rats and mice have been the backbone of biomedical research for decades — including research to understand cancer and pioneer new treatments. New drug compounds are tested for safety and effectiveness in animal models before being approved for clinical trials in humans. But scientists at research institutions like Memorial Sloan Kettering Cancer Center's Sloan Kettering Institute are working to develop nonmammalian alternatives that could reduce the number of rodents used in biomedical research — a positive result in its own right, and one that could also lower costs and accelerate results.
metropoles.com
vom 12.01.2023
Fim dos ratos em experimentos? Lagartas podem substituir os roedores
Camundongos e ratos têm sido cobaias em experimentos médicos há décadas, inclusive para entender o câncer e testar a segurança e eficácia de vários medicamentos. No entanto, os roedores podem ser substituídos em um futuro próximo.
Cientistas do Sloan Kettering Institute, Hospital do Câncer de Nova York, estão trabalhando para desenvolver alternativas que diminuam o número de mamíferos nas pesquisas biomédicas.
dcnews.ro
vom 27.01.2023
Omizile ar putea înlocui È™oarecii în studiul bolilor umane
Cercetătorii de la instituÈ›ii precum Memorial Sloan Kettering Cancer Center, din SUA, lucrează pentru a găsi alternative non-mamifere pentru astfel de studii È™i experimente. Astfel, s-ar putea reduce numărul de rozătoare utilizate în cercetarea biomedicală, un rezultat pozitiv în sine È™i unul care, de asemenea, ar putea duce la scăderea costurilor È™i ar putea accelera rezultatele.
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Până în prezent, cea mai convenabilă È™i potrivită alternativă o reprezintă omizile, cel puÈ›in când vine vorba despre a studia inflamaÈ›ia intestinală, un factor de risc pentru dezvoltarea cancerului colorectal, se arată într-un raport publicat de jurnalul Nature Communications, citat de Medical Xpress.
Dr. Jan Grimm, de la instituția amintită, și colegi de la universități din Germania și Elveția sunt de părere că cea mai potrivită alegere ar fi larvele moliei de tutun, deoarece au o similaritate ridicată cu structura și fiziologia intestinului uman, ceea ce oamenii de știință numesc un grad ridicat de conservare evolutivă. Omizile moliilor de tutun sunt suficient de mari pentru a fi investigate folosind aceleași instrumente ca pentru oameni.
alternativas que diminuam o número de mamíferos nas pesquisas biomédicas.
Gießener Allgemeine
vom 30.6.2023
Insektenanatomie per VR-Brille
Ein Forschungsteam um den Gießener Biologen Dr. Anton Windfelder hat mittels Mikro-Computertomographie erstmals die Raupen des Tabakschwärmers gescannt.
Gießen (red). Per Video oder 3D-Brille durch den Körper scrollen und virtuell die Anatomie entdecken - das ist dank moderner bildgebender Verfahren möglich: Ein Forschungsteam um den Gießener Biologen Dr. Anton Windfelder hat mittels Mikro-Computertomographie erstmals die Raupen des Tabakschwärmers gescannt und eröffnet mit dreidimensionalen Modellen neue Einblicke in deren innere Anatomie. Das Team entdeckte bisher unbekannte anatomische Strukturen im Darm der Insektenlarven, etwa einen Kropf und mehrere Blinddärme.
Tabakschwärmer werden als Modellorganismen in der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn eingesetzt. Die Forschungsergebnisse fließen in die Lehre an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ein: Studierende können in Kursen nun per VR-Brille die Anatomie der Raupen erkunden...
Gießener Allgemeine
vom 03.07.2023
„Gamechanger“: Gießener Team forscht mit VR-Technik an Darmerkrankungen
Auch für Humanmedizin ein Durchbruch: Eine von Gießener Biologen entwickelte Technik ermöglicht mit 3D-Modellen neue Einblicke in die Anatomie von Raupen.
Gießen - Per Video oder 3D-Brille durch den Körper scrollen und virtuell die Anatomie entdecken- das ist dank moderner bildgebender Verfahren möglich: Ein Forschungsteam um den Gießener Biologen Anton Windfelder hat mit Hilfe von Mikro-Computertomographie erstmals die Raupen des Tabakschwärmers gescannt und eröffnet mit 3D-Modellen neue Einblicke in deren innere Anatomie.
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Das Team aus Gießen entdeckte bisher unbekannte Strukturen im Darm der Insektenlarven, etwa einen Kropf und mehrere Blinddärme. Tabakschwärmer werden als Modellorganismen in der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn eingesetzt. Die Forschungsergebnisse fließen in die Lehre an der Justus-Liebig-Universität Gießen ein: Studierende können nun per VR-Brille die Anatomie der Raupen erkunden...
biermann-medizin
vom 15.06.2023
Wenn Lernen Freude macht: Darm als 3D-Modell – Insektenanatomie per VR-Brille
Virtuelle Realität ermöglicht die Entdeckung bisher unbekannter Darmstrukturen und eröffnet Studierenden neue Einblicke. Gießener Forschende erkunden Tabakschwärmer von innen.
Per Video oder 3D-Brille durch den Körper scrollen und virtuell die Anatomie entdecken – das ist dank moderner bildgebender Verfahren mittlerweile möglich: Ein Forschungsteam um den Gießener Biologen Dr. Anton Windfelder hat mithilfe von Mikro-Computertomographie erstmals die Raupen des Tabakschwärmers gescannt und eröffnet mit dreidimensionalen Modellen neue Einblicke in deren innere Anatomie. Das Team entdeckte bisher unbekannte anatomische Strukturen im Darm der Insektenlarven, etwa einen Kropf und mehrere Blinddärme. Tabakschwärmer werden als Modellorganismen in der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn eingesetzt. Die Forschungsergebnisse fließen in die Lehre an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ein: Studierende können in Kursen nun per VR-Brille die Anatomie der Raupen erkunden...
buradabiliyorum
vom 16.06.2023
Virtuelle Reise durch die „Raupe der Forschung“
Das Innere eines besonderen Modell-Tiers der medizinischen Forschung lässt sich nun interaktiv und per 3D-Brille erkunden: Anhand von CT-Scan-Daten haben deutsche Wissenschaftler ein virtuelles Abbild der Anatomie der Tabakschwärmer-Raupe entwickelt. Dies führte bereits zu Neuentdeckungen im Verdauungstrakt der Larven. Das System kann jetzt der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn zugutekommen sowie in der universitären Lehre zum Einsatz kommen, sagen die Wissenschaftler.
Am Bildschirm oder mittels 3D-Brille interaktiv durch den Körper scrollen: Durch die Technologie der Virtual Reality ist dies im Fall des menschlichen Körpers bereits möglich. Die besonders eingängige Visualisierung anatomischer Strukturen kann Medizinern und Forschern dabei wichtige Hinweise liefern. Bisher gab es eine solche Möglichkeit der Darstellung aber nicht im Fall eines besonderen Modellorganismus: Vor allem bei der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn werden die bis zu acht Zentimeter langen Raupen des Tabakschwärmers (Manduca sexta) eingesetzt. „Der Darm von Säugetieren und Insekten ist in vielen Bereichen miteinander vergleichbar. Dies gilt insbesondere für das angeborene Immunsystem. Wenn wir chronische entzündliche Darmerkrankungen beim Tabakschwärmer verstehen, kann dies der Humanmedizin wichtige Hinweise liefern“, erklärt Erst-Autor Anton Windfelder von der Justus-Liebig-Universität Gießen.
krankenhaus-it
vom 23.06.2023
Darm als 3D-Modell: Insektenanatomie per VR-Brille
Gießener Forschende erkunden Tabakschwärmer von innen – Virtuelle Realität ermöglicht Entdeckung bisher unbekannter Darmstrukturen und eröffnet Studierenden neue Einblicke
Per Video oder 3D-Brille durch den Körper scrollen und virtuell die Anatomie entdecken – das ist dank moderner bildgebender Verfahren mittlerweile möglich: Ein Forschungsteam um den Gießener Biologen Dr. Anton Windfelder hat mithilfe von Mikro-Computertomographie erstmals die Raupen des Tabakschwärmers gescannt und eröffnet mit dreidimensionalen Modellen neue Einblicke in deren innere Anatomie. Das Team entdeckte bisher unbekannte anatomische Strukturen im Darm der Insektenlarven, etwa einen Kropf und mehrere Blinddärme. Tabakschwärmer werden als Modellorganismen in der Erforschung von menschlichen Darmkrankheiten wie Morbus Crohn eingesetzt. Die Forschungsergebnisse fließen in die Lehre an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ein: Studierende können in Kursen nun per VR-Brille die Anatomie der Raupen erkunden...
buradabiliyorum
vom 16.06.2023
Virtual journey through the “caterpillar of research”
The inside of a special model animal used in medical research can now be explored interactively and with 3D glasses: Using CT scan data, German scientists have developed a virtual representation of the anatomy of the tobacco hornworm caterpillar. This has already led to new discoveries in the digestive tract of the larvae. The system can now benefit research into human intestinal diseases such as Crohn’s disease, as well as being used in university teaching, say the scientists.
Scrolling through the body interactively on the screen or with 3D glasses: thanks to virtual reality technology, this is already possible in the case of the human body. The particularly catchy visualization of anatomical structures can provide physicians and researchers with important information. So far, however, such a representation has not been possible in the case of a special model organism: the caterpillars of the tobacco hornworm (Manduca sexta), which can be up to eight centimeters long, are used primarily in research into human intestinal diseases such as Crohn’s disease. “The intestines of mammals and insects are comparable in many areas. This is especially true for the innate immune system. If we understand chronic inflammatory bowel diseases in tobacco hornworms, this can provide important information for human medicine,” explains first author Anton Windfelder from the Justus Liebig University in Giessen...
Giessener Anzeiger
vom 12.04.2024
Insekten als ethische Alternative
Eine wissenschaftliche Studie aus Gießen liefert wertvolle Einblicke in den Insektendarm und fördert Insekten als ethische Alternative zu klassischen Labortieren in der biomedizinischen Forschung.
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Gießen (red). Forschende des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME Institutsteil Bioressourcen und der Justus-Liebig-Universität Gießen haben in einer Studie unter der Leitung von Dr. Anton G. Windfelder den ersten detaillierten Atlas über die Darmoberfläche des Tabakschwärmers Manduca sexta publiziert. Durch den Einsatz modernster bildgebender Verfahren wie Rasterelektronenmikroskopie und Nano-Computertomographie konnten die Forschenden faszinierende Einblicke in die komplexe Struktur des Insektendarmes liefern.
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Tabakschwärmerlarven sind wichtige Modellorganismen für die Erforschung von Darmentzündungen, denn das Darmepithel von Manduca sexta ähnelt dem von Säugetieren wie dem Menschen. Das Darmephitel wird von einer schützenden, schleimigen peritrophischen Matrix umgeben, die den Darm vor Bakterien schützt - ähnlich wie die Schleimschicht des Darms beim Menschen. Darüber hinaus verfügen die Manduca-Larven über ein starkes Immunsystem, das pathogene Bakterien wirksam bekämpfen und unter Kontrolle halten kann. Diese Merkmale machen Manduca sexta zu einem äußerst nützlichen Modell für die Untersuchung von Darmentzündungen und ermöglichen Einblicke in potenzielle Therapien für ähnliche Erkrankungen beim Menschen.
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Die Ergebnisse, die in der renommierten Fachzeitschrift iScience veröffentlicht wurden, beleuchten signifikante morphologische Unterschiede zwischen verschiedenen Abschnitten des Darmtrakts der Larven und offenbaren eine dichte Besiedelung mit Enterococcen, die die Schleimschicht des Darms und Teile des Hinterdarms bevölkern. Ähnlich wie das Darmmikrobiom des Menschen erfüllt auch das Darmmikrobiom der Manduca wichtige Aufgaben und hilft beispielsweise bei der Abwehr von pathogenen Bakterien. Die vorliegende Studie konnte erstmals die resorptive Fläche des Mitteldarms der Manduca sexta-Larven auf 0,4 m2 bestimmen. Ein beeindruckender Wert, der die genaue Dosisanpassung von oral verabreichten Therapien erlaubt. Die vorgelegte Studie dient zukünftig als Referenzstandard. »Forschende können die Daten und unser Modell nun nutzen, um Darmpathologien in-vivo zu untersuchen und Hypothesen zu testen«, so Windfelder... (Hier gelangen Sie zum vollständigen Artikel)
Bakterien im Darm von Manduca sexta (Vergrößerung).
© Anton Windfelder
Analytik News vom 17.04.2024
Insekten als ethische Alternative zu klassischen Labortieren in der biomedizinischen Forschung
Eine wissenschaftliche Studie aus Gießen liefert wertvolle Einblicke in den Insektendarm und fördert Insekten als ethische Alternative zu klassischen Labortieren in der biomedizinischen Forschung.
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Gießen (red). Forschende des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME Institutsteil Bioressourcen und der Justus-Liebig-Universität Gießen haben in einer Studie unter der Leitung von Dr. Anton G. Windfelder den ersten detaillierten Atlas über die Darmoberfläche des Tabakschwärmers Manduca sexta publiziert. Durch den Einsatz modernster bildgebender Verfahren wie Rasterelektronenmikroskopie und Nano-Computertomographie konnten die Forschenden faszinierende Einblicke in die komplexe Struktur des Insektendarmes liefern.
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Die vorgelegte Studie ist Teil des Verbundprojekts "AlterN'omics". Hierbei sollen ethische Alternativen zu klassischen Labortieren wie Kleinsäugern erprobt werden. Kleinsäuger wie Ratten und Mäuse sind unverzichtbar in der präklinischen Forschung, aber ihr extensiver Einsatz wirft ethische und ökonomische Bedenken auf. Diese Bedenken spiegeln sich sowohl in der Förderpraxis wissenschaftlicher Projekte als auch in der Gesetzgebung wider.
Um die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren und Alternativen zu Wirbeltieren zu nutzen, sollen zukünftig alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden. In diesem Zusammenhang können wirbellose Tiere wie Insekten eine wichtige Rolle spielen, um die Belastung klassischer Labortiere wie Ratten oder Mäuse zu verringern. Aus diesem Grund haben das Fraunhofer IME Institutsteil Bioressourcen, die Justus-Liebig-Universität Gießen, die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und das Max-Planck-Institut Bad Nauheim gemeinsam die einzigartige Technologieplattform "AlterN'omics" etabliert. Diese Plattform bündelt nachhaltige, effiziente und innovative Technologien, um traditionelle Tiermodelle durch Alternativen zu ergänzen.
Durch diesen Ansatz wird die biomedizinische translationale Forschung beschleunigt und ökonomisiert. Der Name "AlterN'omics" spiegelt die ganzheitliche Betrachtung und Bewertung ("omics") der alternativen Modelle ("Alter", für Alternative) wider und setzt neue Standards für die ethische Durchführung wissenschaftlicher Experimente in der biomedizinischen Forschung. Das Verbundprojekt "AlterN'omics" wird im aktuellen Jahresbericht des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME 2023/2024 detailliert vorgestellt.
Bakterien im Darm von Manduca sexta (Vergrößerung).
© Anton Windfelder
Analytik News vom 15.02.2024
Tierversuche an Larven statt an Mäusen möglich
Eine wissenschaftliche Studie aus Gießen liefert wertvolle Einblicke in den Insektendarm und fördert Insekten als ethische Alternative zu klassischen Labortieren in der biomedizinischen Forschung.
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Gießen (red). Forschende des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME Institutsteil Bioressourcen und der Justus-Liebig-Universität Gießen haben in einer Studie unter der Leitung von Dr. Anton G. Windfelder den ersten detaillierten Atlas über die Darmoberfläche des Tabakschwärmers Manduca sexta publiziert. Durch den Einsatz modernster bildgebender Verfahren wie Rasterelektronenmikroskopie und Nano-Computertomographie konnten die Forschenden faszinierende Einblicke in die komplexe Struktur des Insektendarmes liefern.
