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Investigation

Arbovirus and imported viral diseases

Research Lines

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Virus entéricos

1. Vigilancia microbiológica y epidemiológica a nivel nacional de las infecciones causadas por enterovirus y parechovirus y de los casos de parálisis flácida aguda en menores de 15 años. Caracterización, asociación clínica y epidemiología molecular.

2. Investigación de los enterovirus y parechovirus que causan infecciones neurológicas y sistémicas severas en población pediátrica. Estudio de los factores virológicos implicados en la patogenicidad.

3. Estudio virológico de muestras ambientales (aguas residuales y tratadas para consumo) de la CAM.

4. Estudio virológico (diagnóstico y caracterización) de las infecciones gastrointestinales causadas por virus (norovirus, rotavirus y otros). Epidemiología molecular y caracterización de brotes.

Investigación y vigilancia de los poliovirus y la poliomielitis

El Laboratorio de Enterovirus (actualmente de Virus Entéricos) del CNM fue designado Laboratorio Nacional de Poliovirus en 1998 y desde entonces es certificado anualmente por la OMS, como parte del Plan Global de Erradicación de la Poliomielitis. Es responsable, junto a 3 laboratorios primarios en 3 CCAA, de la vigilancia de la poliomielitis a nivel nacional, estudiando e investigando (clínica, epidemiológica y virológicamente) todos los casos compatibles, incluidos los de parálisis flácida aguda en menores de 15 años (enfermedad de notificación obligatoria) para descartar la presencia y circulación de poliovirus en España.

Además, desde 1999 (y gracias a un convenio con el CYII) posee toda la infraestructura y metodología necesaria para realizar vigilancia medioambiental en aguas, tanto para medir la calidad de las aguas potables de ETAP, como para monitorizar la excreción de virus por parte de la población con el estudio de la presencia de poliovirus y otros enterovirus en aguas residuales de EDAR. Esto ha permitido que, a partir de marzo de este año, se estén realizando, además, ensayos de presencia de SARS-CoV-2 en las muestras procedentes de diferentes EDAR situadas en la CAM.

Investigación y referencia en infecciones por enterovirus y parechovirus

El Laboratorio también es Laboratorio de Referencia para las infecciones por Enterovirus y Parechovirus realizando: 1) el diagnostico virológico en muestras clínicas; 2) la caracterización de todos los enterovirus y parechovirus detectados (Programa de Vigilancia Microbiológica del CNM); 3) el desarrollo, mantenimiento y transferencia de métodos de diagnóstico y tipado, tanto moleculares como de cultivo viral; y 4) la investigación para profundizar en el conocimiento de aquellos virus implicados en casos de excepcional importancia clínica o epidemiológica. La larga experiencia del grupo en la propagación de cultivos virales de enterovirus y en técnicas celulares y moleculares de caracterización, ha permitido que el CNM posea una amplia colección de cepas, muy valiosa para la investigación de estos virus.

Investigación y referencia en infecciones gastrointestinales causadas por virus

Desde 2016, el laboratorio realiza: 1) el diagnostico virológico de Norovirus, Rotavirus, Adenovirus 40/41, Astrovirus y otros virus productores de gastroenteritis aguda en muestras clínicas; 2) el genotipado de los virus detectados y la caracterización de brotes; 3) el desarrollo y mantenimiento de métodos de diagnóstico y genotipado; y 4) la investigación básica y epidemiológica de aquellos virus de mayor importancia clínica.

Research projects

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Proyectos de investigación financiados en los últimos 5 años

- Investigación de las infecciones neurológicas graves en niños causadas por enterovirus emergentes en España: EV-A71 y EV-D68 (PI18CIII/00017). Financiación: ISCIII. 2019-2021. IP: M. Cabrerizo

- Metagenomic sequencing to identify viral etiologies in undiagnosed cases of meningitis and encephalitis (PI20CIII/00005). Financiación: ISCIII. 2021-2023. IP: M.D. Fernández-García

- Investigación en infecciones por enterovirus y parechovirus que causan patologías neurológicas y sistémicas graves en población infantil (PI15CIII/00020). Financiación: ISCIII. 2016-2019. IP: M. Cabrerizo

- Aplicación de la secuenciación masiva para el diagnóstico de infecciones neurológicas de origen vírico no filiadas (PI-0216-2019). Financiación: Junta de Andalucía, Consejería de Salud y Familias. 2019-2021. IP: M.D. Fernández-García (2019)/ Ana Belen Pérez-Jiménez (2020-21)

- Epidemiología y patogenia molecular de los enterovirus y parechovirus asociados a sepsis e infecciones neurológicas en población infantil en España (PI12/00904). Financiación: ISCIII. 2013-2016. IP: M. Cabrerizo

Otros proyectos de investigación relevantes en los que ha colaborado o colabora el grupo

- Dinámica de colonización e infección por E. coli enteroagregativo en poblaciones pediátricas y su asociación con la composición de la microbiota intestinal mediante análisis metagenómico (PI18CIII/00043). Financiación: ISCIII. 2019-2021. IP: S. Sánchez

- Paving the way for implementing a syndromic diagnostic scheme at the CNM for the diagnosis of diarrhoea-causing pathogens in stool samples based on molecular and metagenomics methods (PI19CIII/00029). Financiación: ISCIII. 2020-2022. IP: D. Carmena

- Engineering lactobacilli for intranasal immunization against the emerging enterovirus D68 (EV-D68) infections and prevention of acute flaccid myelitis. Financiación: ESCMID. 2019-2020. IP: M.C. Póvoa-Cabral

- Análisis epidemiológico y virológico de los agentes virales incluidos en la vacuna triple vírica: nuevos retos (PI15CIII/00023). Financiación: ISCIII. 2016-2019. IP: F. de Ory/A. Fernández

- Epidemiología general y molecular de la hepatitis E en España: ¿una zoonosis emergente? (PI080865). Financiación: ISCIII. 2009-2012. IP: M. Fogeda

- Etiología de las meningitis y encefalitis víricas en España (PI07/90154). Financiación: ISCIII. 2008-2010. IP: F. de Ory

- Investigation of the dynamics and geography of the spread of recombinant forms of human enteroviruses (WT081173MA). Financiación: Wellcome Trust. 2007-2010. IP: P. Simmonds.

Convenios

- Servicios para la realización de estudios virológicos previstos en el agua procedentes para Canal de Isabel II-Gestión (MVP-207/18). Financiación: Canal de Isabel II. 2018-2021. IP: M. Cabrerizo

- Análisis virológico en muestras de aguas procedentes del Canal de Isabel II (MVI-1005/99). Financiación: Canal de Isabel II. 2016-2017. IP: M. Cabrerizo

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Alastruey-Izquierdo A, Alcazar-Fuoli L, Rivero-Menéndez O, Ayats J, Castro C, García-Rodríguez J, Goterris-Bonet L, Ibáñez-Martínez E, Linares-Sicilia MJ, Martin-Gomez MT, Martín-Mazuelos E, Pelaez T, Peman J, Rezusta A, Rojo S, Tejero R, Anza DV, Viñuelas J, Zapico MS, Cuenca-Estrella M; the FILPOP2 Project from GEMICOMED (SEIMC) and REIPI. Molecular Identification and Susceptibility Testing of Molds Isolated in a Prospective Surveillance of Triazole Resistance in Spain (FILPOP2 Study). Antimicrob Agents Chemother. 2018 Aug 27;62(9):e00358-18. doi: 10.1128/AAC.00358-18. PMID: 29941643; PMCID: PMC6125503.

Alastruey-Izquierdo A, Alcazar-Fuoli L, Rivero-Menéndez O, Ayats J, Castro C, García-Rodríguez J, Goterris-Bonet L, Ibáñez-Martínez E, Linares-Sicilia MJ, Martin-Gomez MT, Martín-Mazuelos E, Pelaez T, Peman J, Rezusta A, Rojo S, Tejero R, Anza DV, Viñuelas J, Zapico MS, Cuenca-Estrella M; the FILPOP2 Project from GEMICOMED (SEIMC) and REIPI. Molecular Identification and Susceptibility Testing of Molds Isolated in a Prospective Surveillance of Triazole Resistance in Spain (FILPOP2 Study). Antimicrob Agents Chemother. 2018 Aug 27;62(9):e00358-18. doi: 10.1128/AAC.00358-18. PMID: 29941643; PMCID: PMC6125503.

PUBMED DOI

Gonçalves SM, Lagrou K, Rodrigues CS, Campos CF, Bernal-Martínez L, Rodrigues F, Silvestre R, Alcazar-Fuoli L, Maertens JA, Cunha C, Carvalho A. Evaluation of Bronchoalveolar Lavage Fluid Cytokines as Biomarkers for Invasive Pulmonary Aspergillosis in At-Risk Patients. Front Microbiol. 2017 Nov 29;8:2362. doi:10.3389/fmicb.2017.02362. PMID: 29238334; PMCID: PMC5712575.

Gonçalves SM, Lagrou K, Rodrigues CS, Campos CF, Bernal-Martínez L, Rodrigues F, Silvestre R, Alcazar-Fuoli L, Maertens JA, Cunha C, Carvalho A. Evaluation of Bronchoalveolar Lavage Fluid Cytokines as Biomarkers for Invasive Pulmonary Aspergillosis in At-Risk Patients. Front Microbiol. 2017 Nov 29;8:2362. doi:10.3389/fmicb.2017.02362. PMID: 29238334; PMCID: PMC5712575.

PUBMED DOI

Alcazar-Fuoli L, Buitrago M, Gomez-Lopez A, Mellado E. An alternative host model of a mixed fungal infection by azole susceptible and resistant Aspergillus spp strains. Virulence. 2015;6(4):376-84. doi: 10.1080/21505594.2015.1025192. PMID: 26065322; PMCID: PMC4601236.

Alcazar-Fuoli L, Buitrago M, Gomez-Lopez A, Mellado E. An alternative host model of a mixed fungal infection by azole susceptible and resistant Aspergillus spp strains. Virulence. 2015;6(4):376-84. doi: 10.1080/21505594.2015.1025192. PMID: 26065322; PMCID: PMC4601236.

PUBMED DOI

Alcazar-Fuoli L, Cairns T, Lopez JF, Zonja B, Pérez S, Barceló D, Igarashi Y, Bowyer P, Bignell E. A modified recombineering protocol for the genetic manipulation of gene clusters in Aspergillus fumigatus. PLoS One. 2014 Nov 5;9(11):e111875. doi: 10.1371/journal.pone.0111875. PMID: 25372385; PMCID:PMC4221250.

Alcazar-Fuoli L, Cairns T, Lopez JF, Zonja B, Pérez S, Barceló D, Igarashi Y, Bowyer P, Bignell E. A modified recombineering protocol for the genetic manipulation of gene clusters in Aspergillus fumigatus. PLoS One. 2014 Nov 5;9(11):e111875. doi: 10.1371/journal.pone.0111875. PMID: 25372385; PMCID:PMC4221250.

PUBMED DOI

List of staff

Additional Information

Our objectives are research into well-established autochthonous viruses (Toscana, West Nile and Lymphocoriomeningitis), imported viruses with a vector in Spain (mainly Zika, Dengue and Chikungunya), and viruses that cause haemorrhagic fevers (such as Ebola, Lassa or Crimea Congo, which despite being autochthonous, we include in this category) without forgetting other viruses that, at any time, may become emerging viruses and cause public health alerts.

The group's main research objective is to identify and characterise the aforementioned viruses that cause disease and those circulating in our environment with pathogenic potential.

One of the cross-cutting objectives of the laboratory is to optimise methods for the detection of these viruses and their application to determine the incidence, prevalence and/or presence of the viruses in our environment.

However, in addition to methodological development, it is important to know the origin of the circulating viruses, their antigenic relationships with related viruses, the pathogenicity of the different isolates or the interactions of the agents with their host both in cell culture and in arthropod vectors when this is possible. The aim is to strengthen our role as a National Reference Laboratory for zoonoses through research.

Our objectives are research into well-established autochthonous viruses (Toscana, West Nile and Lymphocoriomeningitis), imported viruses with a vector in Spain (mainly Zika, Dengue and Chikungunya), and viruses that cause haemorrhagic fevers (such as Ebola, Lassa or Crimea Congo, which despite being autochthonous, we include in this category) without forgetting other viruses that, at any time, may become emerging viruses and cause public health alerts.

The group's main research objective is to identify and characterise the aforementioned viruses that cause disease and those circulating in our environment with pathogenic potential.

One of the cross-cutting objectives of the laboratory is to optimise methods for the detection of these viruses and their application to determine the incidence, prevalence and/or presence of the viruses in our environment.

However, in addition to methodological development, it is important to know the origin of the circulating viruses, their antigenic relationships with related viruses, the pathogenicity of the different isolates or the interactions of the agents with their host both in cell culture and in arthropod vectors when this is possible. The aim is to strengthen our role as a National Reference Laboratory for zoonoses through research.

The current director of CNM is Dr. José Miguel Rubio Muñoz.

Dr. José Miguel Rubio has a degree in Biological Sciences from the Universidad Autónoma de Madrid (1986) and a PhD in Biological Sciences from the same university (1992). He carried out his doctoral thesis at the Department of Genetics of the Universidad Autónoma de Madrid, as Associate Professor (1988-1989), and at the School of Biology of the University of East Anglia in Norwich, UK, as Senior Research Assistant (1989-1992).

During his postdoctoral period he obtained a grant from the European Commission within the Human Capital and Mobility Program to be carried out at the University of “La Sapienza” in Rome, Italy and the Institute of Molecular Biology and Biotechnology in Crete, Greece (1993-1994). Subsequently, he made a further stay funded by the WHO and the university itself at the Department of Entomology, Wageningen University, The Netherlands (1994-1996).

Since 1997 he has been a member of the Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), where he joined the Department of Parasitology of the National Center of Microbiology, as an EU-INCO postdoctoral fellow and later with a grant from the Autonomous Community of Madrid (CAM). She was part of the founding group of the National Center for Tropical Medicine (2003-2006) and of the 24/7 Alerts and Emergencies Unit (2006-2018) and is currently Head of the Malaria and Emerging Parasitosis Unit of the National Microbiology Center and is part, as research staff, of the Center for Biomedical Research Network on Infectious Diseases (CIBERINFEC/ISCIII).

During his scientific career he has been Visiting Scientist at the Leonidas e Marie Dean Center (FIOCRUZ-AMAZONAS, Manaus, Brazil) and is an External Consultant of the Parasitology Departments of Cairo University (Egypt) and the Medical Research Center (MRC) of Kuala Lumpur (Malaysia).  He also belongs or has belonged to different national and international committees:  Member of the expert group for malaria control of the European Centre for Disease Control (ECDC) since 2011; Expert-Evaluator for health programs of the European Commission since 2004; Spanish Representative (commissioned by ISCIII and MSC) in the Technical Scientific Committee of the TDR (WHO) 2007-2008; Spanish Deputy Focal Point for microbiology at the European Centre for Disease Control (ECDC) from 2012 to 2020; and, member of the Research Ethics Committee of ISCIII until 2019.

In this period he has published more than 100 articles in international indexed journals, 10 book chapters and has been co-editor of two books in the area of malaria, tropical medicine and neglected diseases. He has participated in 58 competitively funded research projects, 20 of them international, having been the principal investigator in 8 national and 11 international projects as PI of the project or WP leader. In addition, he has led five agreements with companies. Currently he has been awarded four sexenios of research, being presented this year 2025 to the fifth. In the teaching field, he participates in different postgraduate programs in the areas of microbiology and parasitology, having directed seven doctoral theses and more than 20 Master's or Degree final projects, both nationally and internationally. ​​​​​

El laboratorio de Referencia e Investigación en Resistencia a Antibióticos ofrece una amplia cartera de servicios al Sistema Nacional de Salud, las cuales pueden solicitarse en cnm-laboratorios.isciii.es. Jefe del Laboratorio: Jesús Oteo Iglesias (Punto focal Nacional de Resistencia antibiótica).

Dispone de dos programas de Vigilancia oficiales y gratuitos que engloban los ensayos ofertados ya sea como aislamientos individuales o mediante estudio de brotes. El Laboratorio utiliza asimismo técnicas de PCR en tiempo real para la detección de genes de resistencia, estas técnicas se han adaptado a un formato multiplex que permite detectar varios genes en la misma reacción. En los últimos años se han incluido metodologías basadas en la secuenciación de genomas completos para el análisis de bacterias multiresistentes (WGS).

Programa de vigilancia de Haemophilus influenzae. Responsables: María Pérez Vázquez (Punto focal Nacional de Haemophilus influenzae) y Belén Aracil. Laboratorio encargado de la identificación, estudio de sensibilidad y análisis genotípico de aislados de Haemophilus influenzae, centrándose esencialmente en la patología invasiva debida este patógeno. 

Programa de vigilancia de Resistencia a Antibióticos. Responsables: María Pérez Vázquez  y Belén Aracil (Punto focal Nacional de Resistencia antibiótica). Laboratorio encargado de la identificación, el estudio de sensibilidad antibiótica, y el diagnóstico fenotípico y genotípico de los diferentes mecanismos de resistencia a antibióticos fundamentalmente en enterobacterias y gram-negativos no fermentadores y Enterococcus spp.

Estudio de brotes. Responsables: Belén Aracil y María Pérez Vázquez. El programa incluye la caracterización de brotes nosocomiales y clones emergentes de alto riesgo mediante diferentes técnicas moleculares (tabla resumen). Éstas, nos permiten realizar estudios filogenéticos con el fin de obtener una información detallada acerca la relación entre los diferentes aislados y su trazabilidad. El objetivo final es generar datos que se transfieren a los hospitales como ayuda para la prevención o control de la propagación del brote.

Acreditación y Calidad. Responsable: Belén Aracil. El laboratorio Referencia e Investigación en Resistencia a Antibióticos ha sido de los primeros en el ISCIII en la utilización de técnicas acreditadas por la Entidad Nacional de Acreditaciones (ENAC). Este laboratorio consiguió la primera acreditación homologada de técnicas diagnósticas en 2012, programa que ha sido ampliado, de manera que en la actualidad más de la mitad de las técnicas ofrecidas al Sistema Nacional de Salud están debidamente acreditadas por ENAC.

Técnicos responsables de las técnicas realizadas en el Laboratorio: Noelia Lara Fuella y Verónica Bautista Sánchez.

En la siguiente imagen se resumen las técnicas ofrecidas al Sistema Nacional de Salud.

PROGRAMAS NOMBRE CARTERA SERVICIO PATÓGENO DETERMINACIÓN, DETECCIÓN, ANÁLISIS MÉTODOS

Programa de vigilancia de Haemophilus

Programa de vigilancia de resistencia a antibióticos.

Identificación bacteriana

Haemophilus sp.

Enterobacterias, gram-negativos no fermentadores, Enterococcus spp

Identificación bacteriana

Bioquímicos

MALDI TOF

Secuenciación de RNAr

Identificación capsular

Haemophilus influenzae

 

Identificación capsular fenotípica y genotípica

Aglutinación serológica en latex

PCR ind/multiplex

Determinación de Sensibilidad

Haemophilus sp.

Enterobacterias, gram-negativos no fermentadores, Enterococcus

 

Determinación de Sensibilidad

Microdilución                

Tiras epsilon               

Kirby Bauer

Métodos fenotípicos de detección de mecanismos de resistencia

Enterobacterias, gram-negativos no fermentadores,

 

Métodos fenotípicos de detección de mecanismos de resistencia

Discos y tabletas combinados con inhibidores                

Tiras combinadas     

Test de Hodge modificado

CabaNP                               

Inmunocromatografía CBP

Métodos genotípicos de detección de mecanismos de resistencia

Haemophilus sp.

Enterobacterias, gram-negativos no fermentadores, Enterococcus

 

ADN, PCR y secuenciación

PCR ind/multiplex

Análisis comparativo de las secuencias

Tipificación molecular/análisis filogenéticos

Haemophilus sp.

Enterobacterias, gram-negativos no fermentadores, Enterococcus

 

Corte enzimas de restricción, electroforesis

ADN, PCR y secuenciación

Preparación de librerías y secuenciación y análisis de genomas completos

 

PFGE

 

MLST

 

WGS