Jahresbericht 2020 – Annual Report 2020

Der Jahresbericht 2020 wurde an der Stiftungsratssitzung vom 21. Juni 2021 genehmigt. Er steht hier zum Download bereit. Der Jahresbericht 2021 erscheint im Juli 2022.

The annual report 2020 can be downloaded here (German only). The annual report 2021 will be published in July 2022.

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«Anwendung spektroskopischer Methoden zur Analyse der räumlichen Verteilung von organischer Substanz und Nährstoffen in intakten Mikrostrukturen tropischer Böden»

Viele tropische Böden sind von geringen Nährstoffgehalten (z.B.: Phosphor, Stickstoff) und Humusgehalten (d.h. organischer Kohlenstoff) geprägt. Dies wirkt sich oftmals negativ auf die Bodenfruchtbarkeit aus. Amazonische Schwarzerde, auch als Terra Preta bekannt, ist dabei eine Ausnahmeerscheinung, weil sie als Produkt jahrhunderterlang menschlicher Bodenverbesserung von aussergewöhnlich hohen Nährstoff- und Kohlenstoff-gehalten geprägt ist. Dies macht Terra Preta zu einem interessanten Modellsystem um den Effekt menschlicher Aktivität auf Bodenprozesse zu verstehen, welche die Umwandlung organischen Kohlenstoffs in das klimaaktive Gas CO2 beeinflussen.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes in der Gruppe für Bodenkunde am Geographischen Institut der Universität Bern wurden daher brasilianische Terra Preta Böden aus zwei unterschiedlichen Landnutzungen (Sekundärwald und Maniok Anbau) untersucht. In Kooperation mit dem Lehrstuhl für Bodenkunde an der Technischen Universität München wurde dabei ein besonderer Fokus auf die Ablagerung von isotopenmarkiertem Kohlenstoff (13C) an derselben Stelle mit anderen Nährstoffen in Mikrostrukturen des Bodens gelegt. Dies wurde erst durch die Anwendung von Nano Sekundärionen-Massenspektrometrie (NanoSIMS) möglich, welches Detailaufnahmen der flächenhaften Verteilung verschiedener Elemente und Isotope in intakten Bodenstrukturen erlaubt. Das ermöglichte es die Verteilung organischer Bodensubstanz, einiger Nährstoffe und des mikrobiell eingearbeiteten 13C auf der Mikroskala bei einer lateralen Auflösung von etwa 100 Nanometer zu erfassen. Dadurch können beispielsweise Rückschlüsse darauf gezogen werden, welche Bodeneigenschaften eine Stabilisierung von Kohlenstoff im Boden begünstigen oder wie die hohe Nährstoffverfügbarkeit der Terra Preta mit den hohen Kohlenstoffgehalten in Beziehung stehen.

Wir danken der UniBern Forschungsstifung für die finanzielle Unterstützung, welche die umfassende Analyse der Bodenproben erst ermöglichte.


Dr. Klaus Jarosch
Geographisches Institut
Gruppe für Bodenkunde

www.giub.unibe.ch

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Fördersumme 2021

Die Fördersumme unserer Stiftung zugunsten der Forschenden der Universität Bern beträgt im Jahr 2021 insgesamt CHF 329’316.–. Die Antragssumme belief sich auf total CHF 470’605.–, verteilt auf 41 Gesuche.

 

Die Förderbeiträge werden finanziert aus dem allgemeinen Betriebsfonds unserer Stiftung, der Zuwendung der IMG Stiftung, dem Beitrag aus dem BEKB Förderfonds, der Zuwendung der Stiftung Artisana, der Zuwendung für Nachwuchsforschende und dem Legat Schwemer. Die Stiftung hat aktuell die Möglichkeit, über insgesamt sechs Fördergefässe Beiträge an die Forschenden auszuschütten. Mehr Informationen dazu finden Sie hier. Der allgemeine Betriebsfonds finanziert sich durch den Ertrag der Wertschriften und Spenden von Privatpersonen, Stiftungen und Firmen, mehrheitlich aus dem Kanton Bern.

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«Specific effect of anaesthetic drugs on the cortical electroencephalographic activity»

Our group is performing research on anaesthetic and antinociceptive processes in animals. We have a solid expertise for applied veterinary neurophysiology.

One of our current research focus is the investigation of the electroencephalographic (EEG) modulation from anaesthetics. Our aim is to characterize means of monitoring depression of consciousness (depth of anaesthesia) during general anaesthesia. Many studies have been performed in humans, and refinement of the methods is still ongoing. Recent developments include the evaluation of the color density spectral array from the frequency analysis of the EEG signal. Data in animals is very sparse.

A further output of our research is oriented towards a better understanding of mechanisms of unconsciousness during anaesthesia and compared physiology among animal species.

The present project is focusing on the modulation of the EEG activity by Propofol in pigs. Up-to-date equipment to capture and record the EEG in real-time was purchased including an experimental amplifier-recording unit (BioPac) and its software package (Acknowledge). The Berne University Research Foundation has awarded us a grant for 2/3 of the costs of the acquisition of the electroencephalographic (EEG) machine and the related software.

Electroencephalographic and electromyographic activity was collected in pigs receiving increasing dose of Propofol. Data were obtained from electrodes placed at the surface of the skin over the skull of the animal (frontal, temporal and caudal brain regions). Raw EEG data were processed to obtain power spectrum and a continuous time course of the density spectral array was evaluated, as well as other EEG-derived parameters (e.g. spectral edge frequencies, suppression ratio, frequency band ratios).

Specific patterns on the EEG signal could be investigated in relation to propofol administration and species-specific standardized anaesthetic signature observed and investigated.


Dr. med. Vet. Olivier Levionnois
Departement für klinische Veterinärmedizin
Klinische Anästhesiologie

Vetsuisse Fakultät

www.anaesthesie.dkv.unibe.ch

Figure 1. Placement of surface electrodes on the pig before general anaesthesia.

Figure 2. EEG recording unit.

Figure 3. Real-time EEG collection with the software package.

Figure 4. Color density spectral array of one pig undergoing general anaesthesia. Changes in power (color-scale) of the frequency bands (0-4, 4-8, 8-12, 12-30 Hz) over time follow the effect of propofol. On the x-axis (time in seconds), measurement starts at 2000 in the awake pig. Propofol administration starts at approximately 3’000 seconds, increasing stepwise up to the highest dose at 10’000 seconds (strongest EEG depression). Afterwards the pig is left recovering spontaneously from anaesthesia until return to fully awake.

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«Anti-Nerve Growth Factor (NGF) treatment to treat chronic musculoskeletal pain in horses: a pilot study»

In der Abteilung für Anästhesiologie und Schmerztherapie untersuchen wir unter anderem neue therapeutische Ansätze gegen chronische Schmerzen und Lahmheit bei Pferden die unter Osteoarthritis leiden. Um den Erfolg einer analgestische Therapie in der Veterinärmedizin zu überprüfen, ist der Einsatz von objektiven Messmethoden besonders wichtig, da die Tiere ihr Unwohlsein nicht direkt kommunizieren können.

Dank dem Förderbeitrag der UniBern Forschungsstiftung konnten wir das TekScanTM Hoof System erwerben. Das System erlaubt eine quantitative Beurteilung des Lahmheitsgrades beim Pferd. Dabei werden Drucksensoren unter die Hufe befestigt (Bild 1) und das Pferd wird im Schritt und Trab vorgeführt. Die Daten werden zeitgleich auf den Computer übertragen (Bild 2) und können mit der TekScanTM Software ausgewertet werden.

Diese Messung erlaubt uns einen Vergleich zwischen der lahmen und gesunden Gliedmasse. In Bild 3 (links) nimmt das Pferd deutlich weniger Gewicht auf der rechten, lahmen Gliedmasse auf. Es herrscht ein grosser Druckunterschied zwischen rechts und links. Es ist zu erwarten, dass bei erfolgreicher Therapie die Schmerzen abnehmen und somit die Belastung auf der lahmen Gliedmasse zunimmt. Nebst dem Druck erlaubt das System die genaue Evaluation der Dauer der Belastung sowie die Positionierung des «Center of Force» während der Belastungsphase (Bild 3, rechts). Diese Parameter sind weitere wichtige Informationen für eine komplette Ganganalyse. Der grosse Vorteil dieses Systems gegenüber früheren Druckmessmethoden ist die Einsetzbarkeit im Feld, da die objektive Quantifizierung der Lahmheit im Stall stattfinden kann und keine spezielle Infrastruktur benötigt wird. Das TekScanTM Hoof System besitzt daher für die Veterinärmedizin das Potential einer objektiven Ergänzung bei der Lahmheitsuntersuchung und kann zusätzlich bei der Evaluation des Gangbildes und Optimierung des Beschlages in Zusammenarbeit mit dem Hufschmied dienen.

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Prof. Dr. Claudia Spadavecchia
Institut für Anästhesiologie und Schmerztherapie
Vetsuisse Fakultät

www.anaesthesie.dkv.unibe.ch

Bild 1: Das TekScan System am Pferd. Die Sensoren können entweder an den Vordergliedmassen (links) oder an den Hintergliedmassen (rechts) angebracht werden.

Bild 2: Das System im Einsatz in einem Stallgang (links) und im Freien (rechts). Die aufgezeichneten Daten werden zeitgleich auf den Computer übertragen.

Bild 3: Beispiele aus der Datenauswertung. Druckunterschied zwischen zwei Gliedmassen (oben) und Positionierung des Center of Force (unten).


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Artisana Fördergefäss für Forschung zur betrieblichen Gesundheitsförderung ¦ Artisana funding pool for research projects about workplace health promotion

Bereits zum zweiten Mal in Folge stellt der Verein Artisana der UniBern Forschungsstiftung einen Beitrag von CHF 50’000.– für Forschungsprojekte im Bereich der betrieblichen Gesundheitsförderung zur Verfügung. Die Fördermöglichkeiten sind in Ziff. 5 des Merkblatts festgehalten. Gesuche an dieses  Fördergefäss und auch an alle anderen Fördergefässe können per 26. April 2021 bei der Stiftung eingereicht werden. Weitere Informationen zur Gesuchstellung unter dem Punkt «Gesuchstellende«. Rückfragen zur Gesuchstellung an die Geschäftsführerin der Stiftung, Frau Karin Janz.

 

For the second consecutive year, the association Artisana is giving a contribution of CHF 50’000.– to the Berne University Foundation to support research projects about workplace health promotion. For further information consult the English website, especially the info sheet, clause 5. Deadline for applications: April 26, 2021. Questions may be addressed to the General Manager of the Foundation, Karin Janz.

Furrer Zentrifuge

«Ruthenium complexes as potential anticancer and antiparasitic agents: specific equipment for purification and analysis.»

"Ruthenium complexes as potential anticancer and antiparasitic agents: specific equipment for purification and analysis."

The work of our group is focused on the synthesis, in vitro and in vivo evaluation of trithiolato-bridged dinuclear ruthenium(II)-arene compounds as well as on the investigation of their interactions with cellular targets and of their mechanism(s) of action. Some of our compounds have very promising cytotoxic anticancer and antiparasitic activities, and we expect that some of these compounds will be able to enter preclinical tests in the near future.

It is compulsory for us to determine their possible mechanism of action and their fate in cells in order to identify valuable candidate for pharmacological applications. The determination of various physicochemical parameters is therefore compulsory.

The laboratory devices that we were able to acquire thanks to the UniBern Forschungsstiftungs’ grant, a sophisticated pH-meter, a thermo-controlled shaker and a centrifuge have become essential for us. Since our ruthenium compounds currently synthesized are becoming more and more sophisticated, they require several synthetic steps reactions. Due to high cost of some starting materials, they are available in only limited quantities. The thermo-controlled shaker built-in PID control ensures consistent shaking results and precis temperature control that greatly enhance the stability of the reactions and the overall yields. The centrifuge including spin columns and microliter tubes to sediment particles allows to rapidly and efficiently purify the samples by centrifugation. We can now perform numerous and reliable compulsory tests/assays such as solubility, lipophilicity, or stability in various media and ensure their accuracy and reproducibility. Among other, the specialized pH meter allows to precisely controlling and adapting the pH of the media, for instance to mimic the blood stream (pH ~7.3) or the cytosol of cancer cells (pH ~ 5.5-6).

The team members largely benefit from this new equipment and they have acquired new practical skills related to the realization of specific physicochemical and biochemical experiments.


PD Dr. Julien Furrer
Departement für Chemie, Biochemie und Pharmazie
NMR group​

furrer.dcb.unibe.ch

Fotos: J. Furrer / NMR group
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«Analyse der Entwicklung des Malariaparasiten durch Langzeit-Lebendmikroskopie»

"Analyse der Entwicklung des Malariaparasiten durch Langzeit-Lebendmikroskopie"

Der Erreger der Malaria wird durch Anopheles-Moskitos auf den Säugerwirt übertragen. Im Säugerwirt entwickelt er sich zunächst in Leberzellen, bevor er dann rote Blutzellen befällt. Erst durch die wiederholte Infektion einer immer grösser werdenden Zahl von roten Blutzellen entwickelt sich die Krankheit Malaria.

Das Labor von Prof. Heussler am Institut für Zellbiologie untersucht die Leberphase des Parasiten und nutzt dazu ein Malaria-Mausmodel. Wenn man die Biologie des Parasiten zu einem frühen Zeitpunkt der Infektion besser versteht, können Massnahmen ergriffen werden, um die Infektion zu stoppen und die Krankheit nicht zum Ausbruch kommen zu lassen.

Da nur einzelne Leberzellen befallen werden, sind wir auf effiziente mikroskopische Analysen angewiesen. Mit der Unterstützung von 15.000 CHF der UniBern Forschungsstiftung konnte ein Nanolive Mikroskop (3D CellExplorer) teilfinanziert werden, das die Untersuchung von lebenden infizierten Zellen erlaubt. So können wir die vollständige Parasitenentwicklung in Leberzellen verfolgen und den Zeitpunkt bestimmen, an dem gezielte genetische Mutationen zur Hemmung der Parasitenentwicklung führen.

Durch das grosse Anwendungsspektrum des 3D CellExplorers ist es auch für andere Forschungsgruppen interessant. Wir haben es deswegen in den Gerätepool des Microscope Imaging Centers (MIC), einer Imaging Plattform der Universität Bern, aufgenommen. Somit können alle Forschenden der Universität Bern vom neuen Mikroskop profitieren.

Prof. Dr. Volker Heussler
Institut für Zellbiologie
Forschungsgruppe Development of Plasmodium parasites in hepatocytes

www.izb.unibe.ch

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Abbildungen 1 + 2: Parasiten-infizierte Zelle im späten Entwicklungsstadium. Mit dem neuen 3D CellExplorer ist es möglich den lebenden Parasiten (mit Stern markiert) ohne zusätzliche Färbung sichtbar zu machen und seine Entwicklung über mehrere Tage zu verfolgen. Fotos: V. Heussler / R. Caldelari

Unterstützte Projekte

Unter dem Punkt «Projekte» veröffentlichen wir kurze Einblicke in eine kleine Auswahl der unterstützten Projekte.

 

Die neusten Beiträge stammen von Dr. Tim Rollenske aus dem Department for Biomedical Research, Mucosal Immunology, und von Prof. Adrian Leemann und Prof. Anselm Gerhard vom Walter Benjamin Kolleg.

Die Einbände der im Jahr 2020 erschienenen Publikationen, welche die Stiftung mit einem Druckkostenzuschuss unterstützt hat, sind in der Galerie der Druckkostenzuschüsse aufgeschaltet.