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Investigation

Bacterial Genetics

Research Lines

Content with Investigacion Inmunología Microbiana e Inmunogenética .

Inmunología Microbiana e Inmunogenética

1. Análisis de la respuesta innata de mamíferos en la infección por Leishmania.

2. Caracterización inmunoproteómica en :

   a.  Streptococcus suis

   b. Lactococcus garviae

   c. Mycobacterium spp

3. Desarrollo de inmunoensayos analíticos basados en anticuerpos monoclonales (AcM) para detectar y cuantificar antígenos de origen animal, vegetal y microbiano.

4. Desarrollo y caracterización de AcM frente a los componentes del sistema del Complemento. Aplicación diagnóstica.

5. Desarrollo de reactivos de referencia y diseño de inmunoensayos para la evaluación cualitativa y cuantitativa de toxinas clostridiales.

6. Oferta tecnológica de producción de AcM  y policlonales frente a substancias de interés industrial y biomédico.

 

​El grupo está interesado en el estudio de la respuesta inmune desde una perspectiva multidisciplinar que incluye aproximaciones bioquímicas, biotecnológicas, genómicas, inmunoinformáticas y proteómicas, que junto con el uso adicional de modelos in vivo se encaminan al diseño de estrategias terapéuticas frente a diversas enfermedades crónicas, infecciosas y raras que poseen un claro componente inmunológico en su etiología.

 

 

Las principales líneas de investigación que está desarrollando el grupo en la actualidad son:

 

  • * Análisis de las respuestas inmunes celulares frente a patógenos virales y bacterianos, mediante técnicas inmunoproteómicas, modelos in vivo con animales transgénicos y muestras humanas.
  •  
  • Imagen4.jpg

  • * Caracterización de CD69: regulación génica, función reguladora inmune en homeostasis e infección y su uso como diana terapéutica, edición génica por CRISPR en modelos animales y celulares, etc.

imagen CD69.jpg

* Desarrollo de herramientas inmunoinformáticas que permitan analizar la respuesta inmune celular frente a diversos virus de interés sanitario y determinar la eficacia de sus vacunas a nivel de población mundial.

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* Estudio de las respuestas inmunes celulares frente a enfermedades raras (artritis reactiva y síndrome del linfocito desnudo) y crónicas (espondiloartropatías).

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* Inclusión de componentes del sistema inmune en la fabricación de tejidos humanos, especialmente piel, para uso clínico, farmacéutico y cosmético.

 

  • * Generación de virus recombinantes como vectores vacunales.

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Research projects

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Los proyectos del grupo de los últimos años son los siguientes:

Proyecto “La interrelación de CD69 y el procesamiento antigénico en enfermedades infecciosas y autoinmunes" financiado por la Acción Estratégica en Salud del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Año: 2023-2025.

Proyecto “Interacciones génicas y proteicas de CD69 y sus regiones génicas reguladoras con moléculas"  financiado por la AEI. Año: 2022-2024.

Proyecto “Nuevas tecnologías de fabricación y optimización de tejidos: la piel como sistema modelo” financiado por el Programa de Actividades de I+D entre grupos de investigación de la Comunidad de Madrid en tecnologías 2018. Año: 2020-2023. Proyecto Coordinado por el Dr. Pablo Acedo de la Universidad Carlos III. 

Proyecto “Estudio de CD69 como diana para mejorar el tratamiento de la leucopania y la movilización de células T de memoria de médula ósea" financiado por la Acción Estratégica en Salud del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Año:2020-2024. 

Proyecto “Diseño racional de una vacuna contra el virus respiratorio sincitial humano” financiado por la Acción Estratégica en Salud del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Año: 2019-2022

Proyecto “Función de CD69 y sus elementos reguladores" financiado por la Acción Estratégica en Salud del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Año: 2017-2022. 

 

Proyecto “Diseño de vacunas recombinantes poliepitópicas para generar respuestas CD8+ contra virus emergentes” financiado por el Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Economía y Competitividad. Año: 2015-2017. 

 

Proyecto “Análisis de los efectos de CD69 dependientes de S1P1 en modelos de infección e inflamación y estudio de su regulación” financiado por el FIS. Año: 2014-2017.

 

Proyecto “ADELVAC: Adenovirus con delecciones epitópicas para vacunación” financiado por el programa INNPACTO del Ministerio de Economía y Competitividad. Centro Nacional de Microbiología, Instituto de Salud Carlos III. Año: 2012-2014. Proyecto Coordinado por el Dr. Manel Cascallo de VCN BIOSCIENCES SL.

 

Proyecto “Diseño de vacunas multiepitópicas recombinantes para aumentar la respuesta inmune celular contra el VRSH” financiado por el Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Ciencia e Innovación. Año: 2012-2014. 

Publications

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Pulmonary BCG induces lung-resident macrophage activation and confers long-term protection against tuberculosis

7. Mata E, Tarancón R, Guerrero C, Moreo E, Moreau F, Uranga S, Gomez AB, Marinova D, Domenech M, Gonzalez-Camacho F, Monzon M, Badiola J, Dominguez-Andres J, Yuste J, Anel A, Peixoto A, Martin C, Aguilo N. Pulmonary BCG induces lung-resident macrophage activation and confers long-term protection against tuberculosis. Sci Immunol. 2021 Sep 24;6(63):eabc2934

PUBMED DOI

Vaccination with LytA, LytC, or Pce of Streptococcus pneumoniae Protects against Sepsis by Inducing IgGs That Activate the Complement System

Corsini B, Aguinagalde L, Ruiz S, Domenech M, Yuste J. Vaccination with LytA, LytC, or Pce of Streptococcus pneumoniae Protects against Sepsis by Inducing IgGs That Activate the Complement System. Vaccines. 2021 Feb 23;9(2):186.

PUBMED DOI

Physiologic and transcriptomic effects triggered by overexpression of wild type and mutant DNA topoisomerase I in Streptococcus pneumoniae

García-López M, Hernández P, Megias D, Ferrándiz MJ, de la Campa AG. Int J Mol Sci. 2023; 24:15800.

PUBMED DOI

Tyrosine kinase 2 modulates splenic B cells through type I IFN and TLR7 signaling.

Bodega-Mayor I, Delgado-Wicke P, Arrabal A, Alegría-Carrasco E, Nicolao-Gómez A, Jaén-Castaño M, Espadas C, Dopazo A, Martín-Gayo E, Gaspar ML, de Andrés B, Fernández-Ruiz E. Cell Mol Life Sci. 2024 Apr 29;81(1):199.

PUBMED DOI

Timely Diagnosis of Histoplasmosis in Non-endemic Countries: A Laboratory Challenge

Buitrago MJ, Martín-Gómez T. Front Microbiol. 2020 Mar 24; 11:467

PUBMED DOI

Roles of the multiplex real-time PCR assay and β-D-glucan in a high-risk population for intra-abdominal candidiasis (IAC)

Fortún J, Buitrago MJ, Gioia F, Gómez-Gª de la Pedrosa E, Alvarez ME, Martín-Dávila P, Pintado V, Cobeta P, Martinez-Castro N, Soriano C, Moreno I, Corral S, Muñoz P, Moreno-Jimenez G, Cuenca-Estrella M, Moreno-Guillen S. Med Mycol. 2020 Aug 1;58(6):789-796.

PUBMED DOI

African histoplasmosis: new clinical and microbiological insights

Valero C; Gago S; Monteiro MC; Alastruey-Izquierdo A; Buitrago MJ. Med Mycol. 2018 Jan 1; 56(1):51-59.

PUBMED DOI

New Panfungal Real-Time PCR Assay for Diagnosis of Invasive Fungal Infections. Journal of Clinical Microbiology

Valero C; L de la Cruz Villar; Ó Zaragoza; M J Buitrago. Journal of Clinical Microbiology. 54-12, pp. 2910 - 2918. 12/2016.

PUBMED DOI

Usefulness of techniques based on real time PCR for the identification of onychomycosis-causing species

Hafirassou AZ, Valero C, Gassem N, Mihoubi I, Buitrago MJ. Mycoses. 2017 Oct;60(10):638-644. doi: 10.1111/myc.12629. Epub 2017 May 16.

PUBMED DOI

European collaborative evaluation of the Enzygnost HBsAg 6.0 assay: performance on hepatitis B virus surface antigen variants

• Avellón A, Echevarría JM, Weber B, Weik M, Schobel U, Willems WR, Gerlich WH. European collaborative evaluation of the Enzygnost HBsAg 6.0 assay: performance on hepatitis B virus surface antigen variants. J Med Virol. 2011 Jan;83(1):95-100.

PUBMED DOI

Prevalence of pSCFS7-like vectors among cfr-positive staphylococcal population in Spain.

Prevalence of pSCFS7-like vectors among cfr-positive staphylococcal population in Spain. Nguyen LTT*, Román F*, Morikawa K, Trincado P, Marcos C, Rojo-Martín MD, Cafini F. Int J Antimicrob Agents. 2018 Aug;52(2):305-306.

PUBMED DOI

Zoonotic pathogens in fluctuating common vole (Microtus arvalis) populations: occurrence and dynamics

Rodriguez-Pastor, Ruth; Escudero, Raquel; Lambin, Xavier; Vidal, M Dolors; Gil, Horacio; Jado, Isabel; Rodriguez-Vargas, Manuela; Luque-Larena, Juan Jose; Mougeot, Francois. Zoonotic pathogens in fluctuating common vole (Microtus arvalis) populations: occurrence and dynamics. Parasitology. pp. 1 - 10. 24/09/2018.

PUBMED DOI

Long-range dispersal moved Francisella tularensis into Western Europe from the East

Dwibedi, Chinmay; Birdsell, Dawn; Larkeryd, Adrian; Myrtennas, Kerstin; Ohrman, Caroline; Nilsson, Elin; Karlsson, Edvin; Hochhalter, Christian; Rivera, Andrew; Maltinsky, Sara; Bayer, Brittany; Keim, Paul; Scholz, Holger C; Tomaso, Herbert; Wittwer, Matthias; Beuret, Christian; Schuerch, Nadia; Pilo, Paola; Hernandez Perez, Marta; Rodriguez-Lazaro, David; Escudero, Raquel; Anda, Pedro; Forsman, Mats; Wagner, David M; Larsson, Par; Johansson, Anders. Long-range dispersal moved Francisella tularensis into Western Europe from the East. Microbial genomics. 2 - 12, pp. e000100. 01/01/2016.

PUBMED DOI

Francisella species in ticks and animals, Iberian Peninsula

Lopes de Carvalho, I.; Toledo, A.; Carvalho, C. L.; Barandika, J. F.; Respicio-Kingry, L. B.; Garcia-Amil, C.; Garcia-Perez, A. L.; Olmeda, A. S.; Ze-Ze, L.; Petersen, J. M.; Anda, P.; Nuncio, M. S.; Escudero, R. Francisella species in ticks and animals, Iberian Peninsula. Ticks and Tick-Borne Diseases. 7 - 1, pp. 159 - 165. Elsevier GMBH, Urban & Fischer Verlag, 01/01/2016.

PUBMED DOI

Stable levels of Coxiella burnetii prevalence in dairy sheep flocks but changes in genotype distribution after a 10-year period in northern Spain

Álvarez-Alonso R, Barandika JF, Ruiz-Fons F, Ortega-Araiztegi I, Jado I, Hurtado A, García-Pérez AL. Stable levels of Coxiella burnetii prevalence in dairy sheep flocks but changes in genotype distribution after a 10-year period in northern Spain. Acta Vet Scand. 2018 Nov 20;60(1):75.

PUBMED DOI

First case of a naturally acquired human infection with Plasmodium cynomolgi

Ta TH, Hisam S, Lanza M, Jiram AI, Ismail N, Rubio JM. (2014). First case of a naturally acquired human infection with Plasmodium cynomolgi. Malar J. 2014 Feb 24;13(1):68.

PUBMED DOI

Evidence for Suppression of Onchocerciasis Transmission in Bioko Island, Equatorial Guinea

Moya L, Herrador Z, Ta-Tang TH, Rubio JM, Perteguer MJ, Hernandez-González A, García B, Nguema R, Nguema J, Ncog P, Garate T, Benito A, Sima A and Aparicio P. Evidence for Suppression of Onchocerciasis Transmission in Bioko Island, Equatorial Guinea.PLoS Negl Trop Dis, 2016; 10(7): e0004829.

PUBMED DOI

LAMP kit for diagnosis of non-falciparum malaria in Plasmodium ovale infected patients

Cuadros J, Martin Ramírez A, González IJ, Ding XC, Perez Tanoira R, Rojo-Marcos G, Gómez-Herruz P, Rubio JM. LAMP kit for diagnosis of non-falciparum malaria in Plasmodium ovale infected patients. Malar J. 2017 Jan 7;16(1):20.

PUBMED DOI

Plasmodium species differentiation by non-expert on-line volunteers for remote malaria field diagnosis

Ortiz-Ruiz A, Postigo M, Gil-Casanova S, Cuadrado D, Bautista JM, Rubio JM, Luengo-Oroz M, Linares M. Plasmodium species differentiation by non-expert on-line volunteers for remote malaria field diagnosis. Malar J. 2018 Jan 30;17(1):54.

PUBMED DOI

Study of the diagnostic accuracy of microbiological techniques in the diagnosis of malaria in the immigrant population in Madrid

Martín-Díaz A, Rubio JM, Herrero-Martínez JM, Lizasoain M, Ruiz-Giardin JM, Jaqueti J, Cuadros J, Rojo-Marcos G, Martín-Rabadán P, Calderón M, Campelo C, Velasco M, Pérez-Ayala A. Study of the diagnostic accuracy of microbiological techniques in the diagnosis of malaria in the immigrant population in Madrid. Malar J. 2018 Aug 29;17(1):314.

PUBMED DOI

List of staff

Additional Information

Streptococcus pneumoniae is a human pathogen that, despite the development of vaccines, continues to be an important cause of mortality and morbidity. We investigate the mechanisms of antibiotic resistance in this bacterium. On the one hand by identifying new therapeutic targets and on the other hand by investigating the molecular basis of the action of antibiotics already used in clinical practice (the fluoroquinolones levofloxacin and moxifloxacin) or not yet used (seconeolitsine). For this purpose, we used a multidisciplinary analysis involving genomics, transcriptomics and proteomics to understand the organization of the S. pneumoniae chromosome and the identification of the factors that stabilize this organization, including ncRNAs. Changes in the level of global supercoiling, either by inhibition of gyrase (decrease) or by inhibition of topoisomerase I (increase) alter the transcriptome. The modulated genes are located in domains, whose genes show specific functional characteristics. The aim is to identify new factors essential for S. pneumoniae physiology and to characterize transcriptional regulation in response to topological stress. In addition, RNA interference technology and CRISPR systems will be used as novel antibacterials. These studies will establish the bases for translational research aimed at the development of new therapeutic targets for the treatment of pneumococcal diseases.

Streptococcus pneumoniae is a human pathogen that, despite the development of vaccines, continues to be an important cause of mortality and morbidity. We investigate the mechanisms of antibiotic resistance in this bacterium. On the one hand by identifying new therapeutic targets and on the other hand by investigating the molecular basis of the action of antibiotics already used in clinical practice (the fluoroquinolones levofloxacin and moxifloxacin) or not yet used (seconeolitsine). For this purpose, we used a multidisciplinary analysis involving genomics, transcriptomics and proteomics to understand the organization of the S. pneumoniae chromosome and the identification of the factors that stabilize this organization, including ncRNAs. Changes in the level of global supercoiling, either by inhibition of gyrase (decrease) or by inhibition of topoisomerase I (increase) alter the transcriptome. The modulated genes are located in domains, whose genes show specific functional characteristics. The aim is to identify new factors essential for S. pneumoniae physiology and to characterize transcriptional regulation in response to topological stress. In addition, RNA interference technology and CRISPR systems will be used as novel antibacterials. These studies will establish the bases for translational research aimed at the development of new therapeutic targets for the treatment of pneumococcal diseases.

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