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Investigation

Multi-resitant Infections

Research Lines

Content with Investigacion Infecciones Multirresistentes .

Investigación en infecciones multirresistentes

 

La emergencia y diseminación global de cepas bacterianas de diferentes especies con resistencia a distintas clases de antibióticos (cepas multirresistentes) supone una amenaza para la eficacia del tratamiento antibiótico. El Antibiotic Resistance Global Report publicado por la Organización Mundial de la Salud en 2014 destacó altas tasas de resistencia en varias especies de bacterias patógenas en cada una de las seis regiones incluidas en el estudio (WHO; 2014). Las infecciones causadas por bacterias resistentes están asociadas a una mortalidad significativa, produciendo más de 700.000 muertes al año, y se estima que esta cifra llegará a 10 millones de muertes anuales en 2050, si no cambia la tendencia actual (Antimicrobial Resistance Rev; 2015). En 2017, la Organización Mundial de la Salud identificó las especies bacterianas frente a las que deberían implementarse nuevas medidas de tratamiento y prevención (WHO 2017). En este informe se clasificaron las especies Gram negativas multirresistentes.

Acinetobacter baumanniiPseudomonas aeruginosa y Klebsiella pneumoniae con la prioridad más alta (Priority 1: Critical). Las tasas de resistencia a los antimicrobianos de primera línea de estas bacterias Gram-negativas multirresistentes se han incrementado a nivel global durante la última década, complicando significativamente el manejo clínico de las infecciones producidas por estos microorganismos. En este contexto, nuestro grupo está desarrollando las siguientes líneas de investigación:

1. Desarrollo de vacunas para infecciones multirresistentes

Esta línea de investigación tiene como objetivo del desarrollo preclínico de vacunas profilácticas y anticuerpos monoclonales terapéuticos para infecciones producidas por bacterias Gram negativas multirresistentes de difícil manejo clínico debido a la resistencia antimicrobiana. La investigación realizada en esta línea tiene como objetivo identificar y caracterizar antígenos de las bacterias multirresistentes (Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa) que sirvan para el desarrollo de anticuerpos monoclonales y vacunas a través de estudios epidemiológicos, genómicos y proteómicos.

2. Caracterización de tratamientos novedosos para infecciones multirresistentes

Esta línea de investigación tiene como objetivo identificar y caracterizar nuevos tratamientos basados en moléculas novedosas y/o combinaciones de antibióticos existentes para infecciones producidas por bacterias Gram negativas multirresistentes.  También se emplean técnicas moleculares y "omicas" para la identificación de nuevas dianas para el desarrollo de antibióticos novedosas. 

3. Desarrollo de vacunas frente a SARS-CoV-2

Debido la situación producida por la propagación del SARS-CoV-2 urge la realización de estudios que tienen como objetvo el desarrollo de vacunas profilácticas.  Nuestro grupo lidera el desarrollo de un prototipo de vacuna basado en ADN plasmídico que expresa antígenos de SARS-CoV-2 y la caracterización de la respuesta inmune inducida por esta vacuna en un modelo murino de inmunización.

Research projects

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Financiación activa:

1. STOPINFECTIONS: Desarrollo de la primera vacuna válida internacional contra la neumonía resistente a antibióticos. Convocatoria ​Retos de Colaboración 2019. Proyecto RTC 2019-007058-1 financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033.  

2. AMREADY: Desarrollo y fabricación de vacunas como soluciones y preparación ante la crisis sanitaria mundial por la resistencia a antibióticos. Convocatoria Proyectos I+D+i en líneas estratégicas, en colaboración público-privada 2021. Número de expediente PLEC2021-008078. Proyecto PLEC2021-008078 financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/PRTR.


 

3. TRANSVAC DS: Design Study for a European Vaccine R&D Infrastructure. (Unión Europea; Horizonte 2020) Work Package Leader: Michael McConnell. 2020-2022. 1.900.000 €.

4. Development of a multiepitope vaccine for the prevention of COVID-19. (CaixaImpulse Program) CF01-0002. IP: Michael McConnell. 2020-2020. 300.000 €.

5. NANOVAX: Desarrollo de nanopartículas funcionalizadas para mejorar la respuesta a vacunas frente a enfermedades infecciosas. (DTS19CIII/0007) Instituto de Salud Carlos III. IP: Michael McConnell. 2020-2021. 86.000 €.

6.  Desarrollo preclínico de vacunas basadas en ADN plasmídico para la prevención de infecciones por Klebsiella pneumoniae y Acinetobacter baumannii multirresistentes. Instituto de Salud Carlos III (FIS). Co-IP: Michael McConnell. 2019-2021. 97.700 €.

7. Coordinación de actividades de investigación en el CNM para realizar una respuesta integradora frente a la pandemia por SARS-COV-2 en España. Work Package Leader: Michael McConnell. 2020-2021. 325.909 €.

8. Investigación para el desarrollo de vectores de expresión de antígenos de Actinobacillus pleuropneumonia. IP: Michael McConnell. 2019-2022. 11.000 €.

9. Investigación de anticuerpos frente a Acinetobacter baumanniiCo-IP Michael McConnell. 2018-2021. 40.400 €.

10. KapaVax: Development of a trivalent vaccine for the prevention of infection caused by Acinetobacter baumanniiPseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae. CARB-X. IP (ISCIII): Michael McConnell. 2019-2021. 89.615 €.

11. Estudio de la cinética y reactividad de los anticuerpos neutralizantes en pacientes recuperados de COVID-19. Fundación Mutua Madrileña. Work Package Leader: Michael McConnell. 2020-2021. 80.000 €.

12. STOP-Coronavirus: factores clínicos, inmunológicos, genómicos, virológicos y bioéticos de COVID-19. (ISCIII: COV20-00181). 2020-2021. 1.200.000€.

13. Desarrollo de herramientas computacionales basadas en "big data" genómico para el diagnóstico de precisión de sepsis bacteriana. (MPY 509/19). IP: Javier Martín Galiano. 2020-2022- 74,400 €.​

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Leon KE, Schubert RD, Casas-Alba D, Hawes IA, Ramachandran PS, Ramesh A, Pak JE, Wu W, Cheung CK, Crawford ED, Khan LM, Launes C, Sample HA, Zorn KC, Cabrerizo M, Valero-Rello A, Langelier C, Muñoz-Almagro C, DeRisi JL, Wilson MR. Genomic and serologic characterization of enterovirus A71 brainstem encephalitis. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm. 2020

Leon KE, Schubert RD, Casas-Alba D, Hawes IA, Ramachandran PS, Ramesh A, Pak JE, Wu W, Cheung CK, Crawford ED, Khan LM, Launes C, Sample HA, Zorn KC, Cabrerizo M, Valero-Rello A, Langelier C, Muñoz-Almagro C, DeRisi JL, Wilson MR. Genomic and serologic characterization of enterovirus A71 brainstem encephalitis. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm. 2020 Mar 5;7(3):e703. doi: 10.1212/NXI.0000000000000703. PMID: 32139440; PMCID: PMC7136061.

González-Sanz R, Casas-Alba D, Launes C, Muñoz-Almagro C, Ruiz-García MM, Alonso M, González-Abad MJ, Megías G, Rabella N, Del Cuerpo M, Gozalo-Margüello M, González-Praetorius A, Martínez-Sapiña A, Goyanes-Galán MJ, Romero MP, Calvo C, Antón A, Imaz M, Aranzamendi M, Hernández-Rodríguez Á, Moreno-Docón A, Rey- Cao S, Navascués A, Otero A, Cabrerizo M. Molecular epidemiology of an enterovirus A71 outbreak associated with severe neurological disease, Spain, 2016. Euro Surveill. 2019

González-Sanz R, Casas-Alba D, Launes C, Muñoz-Almagro C, Ruiz-García MM, Alonso M, González-Abad MJ, Megías G, Rabella N, Del Cuerpo M, Gozalo-Margüello M, González-Praetorius A, Martínez-Sapiña A, Goyanes-Galán MJ, Romero MP, Calvo C, Antón A, Imaz M, Aranzamendi M, Hernández-Rodríguez Á, Moreno-Docón A, Rey- Cao S, Navascués A, Otero A, Cabrerizo M. Molecular epidemiology of an enterovirus A71 outbreak associated with severe neurological disease, Spain, 2016. Euro Surveill. 2019 Feb;24(7):1800089. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2019.24.7.1800089. PMID: 30782267; PMCID: PMC6381658.

Spanish Afp Surveillance Working Group. Acute flaccid paralysis (AFP) surveillance: challenges and opportunities from 18 years' experience, Spain, 1998 to 2015. Euro Surveill.

Spanish Afp Surveillance Working Group. Acute flaccid paralysis (AFP) surveillance: challenges and opportunities from 18 years' experience, Spain, 1998 to 2015. Euro Surveill. 2018 Nov;23(47):1700423. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2018.23.47.1700423. PMID: 30482263; PMCID: PMC6341937.

Molecular Epidemiology of Human Parechoviruses in Children With Acute Respiratory Infection in Spain

M Cabrerizo*, C Calvo, G Trallero, ML García-García, M Arroyas, V Sánchez, F Pozo, I Casas. Molecular epidemiology of human parechoviruses children with acute respiratory infection in Spain. Pediatric Infect Dis J 32:802-3 (2013).

PUBMED DOI

Identification of novel Betaherpesviruses in iberian bats reveals parallel evolution

Pozo F, Juste J, Vázquez-Morón S., Aznar-López C, Ibáñez C, Garin I, Aihartza J, Casa I, Tenorio A, Echevarría JE. Identification of novel Betaherpesviruses in iberian bats reveals parallel evolution. PLoS ONE. 2016. 11(12): e0169153. doi:10.1371/journal.pone.0169153

PUBMED DOI

Detection of Rhabdovirus viral RNA in oropharyngeal swabs and ectoparasites of Spanish bats

Aznar C, Vazquez-Moron S, Martson D, Juste J, Ibáñez C, Berciano JM, Salsamendi E, Aihartza J, Banyard AC, McElhinney L, Fooks AR, Echevarria JE. Detection of Rhabdovirus viral RNA in oropharyngeal swabs and ectoparasites of Spanish bats. Journal of General Virology. 2013. 94: 69-75.

PUBMED DOI

Genomic non-coding regions reveal hidden patterns of mumps virus circulation in Spain, 2005 to 2015

Gavilán AM, Fernández-García A*, Rueda A, Castellanos A, Masa J, López-Perea N, Torres de Mier MV, de Ory F, Echevarría JE. Non-coding sequences reveal hidden patterns of mumps virus circulation in Spain, 2005 to 2015. Eurosurveillance,2018, 23(15): 1-8. *Corresponding author.

PUBMED DOI

First cases of European Bat Lyssavirus type 1 in Iberian serotine bats: implications for the molecular epidemiology of bat rabies in Europe.

Mingo-Casas P, Sandonís V, Obón E, Berciano JM, Vázquez-Morón S, Juste J, Echevarría JE. First cases of European Bat Lyssavirus type 1 in Iberian serotine bats: implications for the molecular epidemiology of bat rabies in Europe. Plos Neglected Tropical Diseases, 2018: 12(4): e0006290.

PUBMED DOI

Last cases of rubella and congenital rubella syndrome in Spain, 1997–2016: The success of a vaccination program

Seppälä EM, López-Perea N, Torres de Mier MV, Echevarría JE, Fernández García A, Masa-Calles J. Last cases of rubella and congenital rubella syndrome in Spain, 1997–2016: The success of a vaccination program. Vaccine, 2019, 37(1):169-175.

PUBMED DOI

Combination of Cefditoren and N-acetyl-l-Cysteine Shows a Synergistic Effect against Multidrug-Resistant Streptococcus pneumoniae Biofilms

Llamosí M, Sempere J, Coronel P, Gimeno M, Yuste J, Domenech M. Combination of Cefditoren and N-acetyl-l-Cysteine Shows a Synergistic Effect against Multidrug-Resistant Streptococcus pneumoniae Biofilms. Microbiol Spectr. 2022 Dec 21;10(6):e0341522

PUBMED DOI

Clearance of mixed biofilms of Streptococcus pneumoniae and methicillin-susceptible/resistant Staphylococcus aureus by antioxidants N-acetyl-L-cysteine and cysteamine

Sempere J, Llamosí M, Román F, Lago D, González-Camacho F, Pérez-García C, Yuste J, Domenech M. Clearance of mixed biofilms of Streptococcus pneumoniae and methicillin-susceptible/resistant Staphylococcus aureus by antioxidants N-acetyl-L-cysteine and cysteamine. Sci Rep. 2022 Apr 23;12(1):6668

PUBMED DOI

Clinical Relevance and Molecular Pathogenesis of the Emerging Serotypes 22F and 33F of Streptococcus pneumoniae in Spain

Sempere J, de Miguel S, González-Camacho F, Yuste J, Domenech M. Clinical Relevance and Molecular Pathogenesis of the Emerging Serotypes 22F and 33F of Streptococcus pneumoniae in Spain. Front Microbiol. 2020 Feb 27;11:309.

PUBMED DOI

Combination of Antibodies and Antibiotics as a Promising Strategy Against Multidrug-Resistant Pathogens of the Respiratory Tract

Domenech M, Sempere J, de Miguel S, Yuste J. Combination of Antibodies and Antibiotics as a Promising Strategy Against Multidrug-Resistant Pathogens of the Respiratory Tract. Front Immunol. 2018 Nov 20;9:2700. doi: 10.3389/fimmu.2018.02700. PMID: 30515172; PMCID: PMC6256034.

DOI

Chemotherapy with Phage Lysins Reduces Pneumococcal Colonization of the Respiratory Tract

Corsini B, Díez-Martínez R, Aguinagalde L, González-Camacho F, García-Fernández E, Letrado P, García P, Yuste J. Chemotherapy with Phage Lysins Reduces Pneumococcal Colonization of the Respiratory Tract. Antimicrob Agents Chemother. 2018 May 25;62(6):e02212-17. doi: 10.1128/AAC.02212-17. PMID: 29581113; PMCID: PMC5971604.

DOI

Impact of Biological Therapies on the Immune Response after Pneumococcal Vaccination in Patients with Autoimmune Inflammatory Diseases

Richi P, Yuste J, Navío T, González-Hombrado L, Salido M, Thuissard-Vasallo I, Jiménez-Díaz A, Llorente J, Cebrián L, Lojo L, Steiner M, Cobo T, Martín MD, García-Castro M, Castro P, Muñoz-Fernández S. Impact of Biological Therapies on the Immune Response after Pneumococcal Vaccination in Patients with Autoimmune Inflammatory Diseases. Vaccines. 2021 Feb 28;9(3):203. doi: 10.3390/vaccines9030203. PMID: 33671007; PMCID: PMC7997274.

DOI

Pleiotropic Effects of Cell Wall Amidase LytA on Streptococcus pneumoniae Sensitivity to the Host Immune Response

Ramos-Sevillano E, Urzainqui A, Campuzano S, Moscoso M, González-Camacho F, Domenech M, Rodríguez de Córdoba S, Sánchez-Madrid F, Brown JS, García E, Yuste J. Pleiotropic effects of cell wall amidase LytA on Streptococcus pneumoniae sensitivity to the host immune response. Infect Immun. 2015 Feb;83(2):591-603. doi: 10.1128/IAI.02811-14. PMID: 25404032; PMCID: PMC4294232.

DOI

PSGL-1 on Leukocytes is a Critical Component of the Host Immune Response against Invasive Pneumococcal Disease

Ramos-Sevillano E, Urzainqui A, de Andrés B, González-Tajuelo R, Domenech M, González-Camacho F, Sánchez-Madrid F, Brown JS, García E, Yuste J. PSGL-1 on Leukocytes is a Critical Component of the Host Immune Response against Invasive Pneumococcal Disease. PLoS Pathog. 2016 Mar 14;12(3):e1005500. doi: 10.1371/journal.ppat.1005500. PMID: 26975045; PMCID: PMC4790886.

DOI

Comparison of methods and characterization of small RNAs from plasma extracellular vesicles of HIV/HCV coinfected patients

Martínez-González E; Brochado-Kith O; Gómez-Sanz A; et al; Fernández-Rodríguez A (AC). (9/9). 2020. Small RNA sequencing from plasma extracellular vesicles of HIV/HCV coinfected patients: a protocol comparison SCIENTIFIC REPORTS. 9. ISSN 2045-2322.

DOI

Relative telomere length impact on mortality of COVID-19: Sex differences

Virseda-Berdices A; Concostrina-Martinez L; Martínez-González O;et al; Fernández-Rodríguez A (AC). (14/14). 2022. Relative telomere length impact on mortality of COVID-19: Sex differences.Journal of medical virology. 95, pp.e28368. ISSN 0146-6615.

DOI

Hepatitis C Virus Influences HIV-1 Viral Splicing in Coinfected Patients

Martínez-Román P; López-Huertas MR; Crespo-Bermejo C; et al; Briz V (AC). (16/15). 2020. Hepatitis C virus influences HIV-1 viral splicing in coinfected patients JOURNAL OF CLINICAL MEDICINE. MDPI. ISSN 2077-0383.

DOI

List of staff

Additional Information

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