Virus humanos de la familia herpesviridae

• Infecciones neurológicas y/o sistémicas producidas por virus herpes simple, virus de la varicela zóster y enterovirus.

• Infecciones sistémicas producidas por virus Epstein-Barr, citomegalovirus, virus herpes 6, 7 y 8.

• Epidemiología molecular del virus de la varicela zóster: Estudio de clados y genotipos.

• Estudio molecular de casos de varicela y herpes zóster en pacientes vacunados.

• Investigación de mutaciones que confieren resistencia a antivirales en citomegalovirus.

• Infección congénita por citomegalovirus: Estudio de marcadores virológicos e inmunológicos.

• Aplicación de la tecnología de NGS para el estudio etiológico de la infección neurológica.

1. EPIDEMIOLOGÍA MOLECULAR DEL VIRUS DE LA VARICELA ZÓSTER: ESTUDIO DE CLADOS Y GENOTIPOS

Las políticas de vacunación deben basarse en la vigilancia epidemiológica, incluida la caracterización molecular de los virus circulantes que producen no solo la varicela, sino también el herpes zóster o la enfermedad neurológica, a fin de evaluar el impacto de los programas de vacunación en la incidencia y el patrón de circulación viral. Además, dado que los eventos de recombinación no son infrecuentes en VZV, su investigación resulta imprescindible para evaluar la aparición de nuevas cepas recombinantes entre la cepa de la vacuna y las de tipo salvaje o, entre las de tipo salvaje que pudieran dar lugar a cepas más virulentas que cambiaran el patrón de distribución de la enfermedad.

El objetivo principal de esta línea de investigación es la caracterización genética completa a través de secuenciación de Sanger y NGS de las cepas de VZV circulante en nuestro país con especial énfasis en la población pediátrica y aquella en la que se ha detectado fallo vacunal.

Proyectos asociados (en curso):

Estudio del fallo vacunal en enfermedades víricas inmunoprevenibles. AESI2019 Investigación en Salud. PI19CIII/00041 /MPY 513/19

Publicación asociada:

González; A. Molina-Ortega; P. Pérez-Romero; J.E. Echevarría; L. He; David Tarragó Asensio. Varicella-zoster virus clades circulating in Spain over two decades. Journal of Clinical Virology. 110, pp. 17 - 21. 2019. DOI: 10.1016/j.jcv.2018.11.008

2. DIAGNÓSTICO, REFERENCIA Y NUEVOS PROCEDIMIENTOS BASADOS EN LA METAGENÓMICA VIRAL PARA EL ESTUDIO ETIOLÓGICO DE LA INFECCIÓN NEUROLÓGICA

Los virus son la causa más frecuente de meningitis y encefalitis de origen infeccioso. Para identificar el agente etiológico de las infecciones del sistema nervioso central, los laboratorios utilizan ensayos basados en la PCR a partir de muestras de líquido cefalorraquídeo. El diagnóstico molecular ha mejorado sustancialmente con la introducción en nuestro laboratorio de la PCR a tiempo real multiplex, lo cual permite detectar muchos más patógenos con una alta sensibilidad y especificidad, al mismo tiempo que cuantificar la carga viral en la muestra del paciente.  A pesar de estos avances, la etiología sigue siendo desconocida en aproximadamente un 40-60% de los casos con sospecha de meningitis/encefalitis viral, pudiendo llegar a ser de hasta el 81% según los diversos estudios. En España, un proyecto de 2012 destinado a determinar los virus causantes de infecciones del sistema nervioso central mediante pruebas convencionales, concluyó que un número significativo de casos (43% de meningitis, 60% de meningoencefalitis y 72% de encefalitis) permanecieron sin diagnóstico etiológico. Los datos actuales del Centro Nacional de Microbiología muestran que aproximadamente el 80% de los casos con sospecha clínica de infección viral del sistema nervioso central permanecen sin diagnosticar. Esto puede deberse principalmente a la amplia variedad de virus que pueden causar enfermedad neurológica, por falta de sensibilidad de los métodos diagnósticos o a una etiología por virus de especies conocidas que no se asociaban a enfermedad neurológica o bien a nuevas especies desconocidas. En esta línea de investigación se trata de identificar por secuenciación masiva el agente etiológico de infecciones del sistema nervioso central de sospecha vírica a las que no se ha llegado a un diagnóstico etiológico por métodos convencionales.

Proyectos asociados (en curso):

AESI2020 PI20CIII/00005. Diagnóstico virológico por secuenciación masiva de casos de meningitis y encefalitis sin filiación etiológica.

3. RESISTENCIA A ANTIVIRICOS EN CMV DE PACIENTES INMUNOCOMPROMETIDOS

Una de las principales preocupaciones actuales tras la realización de un trasplante es la infección por CMV resistente a los fármacos antivirales, altamente correlacionada con un aumento de morbilidad y mortandad. Para realizar una adecuada selección del tratamiento, es importante investigar todos los posibles mecanismos de resistencia que puedan darse. Actualmente, al identificarse las mutaciones de resistencia más habituales en la infección por CMV, los estudios genotípicos de secuenciación son el método de elección y suponen la base para la selección de un tratamiento alternativo. El análisis del genoma viral en busca de mutaciones de resistencia debe ir dirigido a zonas concretas del genoma viral, concretamente a mutaciones que afectan a los genes UL54 (codones 300-1000) y UL97 (codones 400-670). En general, más del 90% de las mutaciones más comunes descritas se localizan en el gen UL97, concretamente entre los codones 460-520, involucrados en la unión de ATP y del 590 al 607, implicados en el reconocimiento del sustrato.

Cuando las mutaciones afectan solamente al gen UL97, los virus presentan resistencia al ganciclovir, pero siguen siendo sensibles a otros antivirales, como foscarnet o cidofovir. Sin embargo, si estas aparecen simultáneamente en el gen UL54, el nivel de resistencia al ganciclovir aumenta y aparecen resistencias cruzadas con otros antivirales.

Recientemente, el Letermovir ha surgido como alternativa terapéutica ya que es activo frente a cepas resistentes al ganciclovir, foscarnet y cidofovir. Las mutaciones de resistencia asociadas al LET han sido mapeadas principalmente en el gen UL56, concretamente a la región codificante para los aminoácidos 229-369.

Esta línea de investigación tiene como objetivo determinar, estudiar y evaluar las mutaciones en UL97, UL54 y UL56 que pudieran asociarse a resistencia a los antivirales descritos.

4. INFECCIÓN CONGÉNITA POR CITOMEGALOVIRUS: ESTUDIO DE MARCADORES VIROLÓGICOS E INMUNOLÓGICOS

Tanto el haplotipo HLA-I A/C como el polimorfismo en gpUl40 de la cepa de CMV infectante puede afectar a la capacidad de los diferentes pacientes en su respuesta a CMV mediada por las células NK y los linfocitos CD8 citotóxicos y restringida por HLA-E. HLA-E presenta en la superficie de las células péptidos antigénicos propios provenientes del procesamiento de HLA-C y A. Polimorfismos en un nonámero de la secuencia líder de la gpUL40 del CMV generan distintos péptidos de unión a HLA-E de la misma forma que lo hacen los péptidos provenientes del HLA A y C. Por tanto, esta íntima asociación entre los antígenos del virus y los propios pudiera ser utilizada como biomarcador para poder predecir la morbilidad y mortalidad en los pacientes con infección congénita por CMV. El objetivo principal de esta línea de investigación es la completa caracterización del gen ul40 para estudiar polimorfismos que puedan relacionarse con la clínica en la infección congénita por CMV, así como en el pronóstico y evolución de sus secuelas.

Proyecto asociado:

MPY1372/12. Investigación genético molecular en virus de la familia herpesviridae.

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.

Sarampión, rubeola, parotiditis, parvovirus B19 y rabia

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Infecciones Víricas e Inmunidad en Enfermos Inmunodeprimidos

Nuestras líneas de investigación se centran en distintas áreas del conocimiento relacionadas con hepatitis virales crónicas (Hepatitis B, C y D), VIH, y SARS-CoV-2:

- Inmunopatogenia de las infecciones virales y su relación con eventos clínicos.

- Impacto en el organismo del control o eliminación de la infección viral.

- Biopsia líquida y ómicas: biomarcadores de enfermedad en infección viral.

- Resistencia a la infección viral y aclaramiento espontáneo.

- Cribado de infección viral y epidemiología molecular de los virus.

- Desarrollo de kits de diagnóstico rápido.

- Respuesta inmune a vacunas.

Infección por CMV en pacientes trasplantados

En los últimos años en nuestro grupo hemos estudiado la cinética de infección por CMV y el desarrollo de la respuesta inmune protectora específica frente a CMV. Como resultados de estos estudios hemos sido capaces de caracterizar la cinética y magnitud de la adquisición de la respuesta inmune frente a CMV y establecer puntos de corte de inmunidad específica que se relacionan con la protección frente a la infección.

El objetivo de esta línea de investigación en los últimos años ha sido definir parámetros relacionados con la respuesta inmune específica frente a CMV y con factores genéticos que puedan estar relacionados con el control de la infección y enfermedad por CMV. El estudio de estas variables de forma conjunta como marcadores de predicción del riesgo de desarrollo de infección/enfermedad y de la evolución de la infección tras el trasplante permitirían establecer un algoritmo para el manejo de los pacientes. Además, permitirían definir niveles mínimos de protección que sirvan de endpoints para el desarrollo de una vacuna. Esta línea de investigación se enmarca dentro del programa de Infecciones en Transplantes de la Red Española de Investigación en Patologías Infecciosas (REIPI), como parte del WP2 denominado Optimización de la prevención de la enfermedad por CMV.

Desarrollo preclínico de vacunas protectoras frente a CMV

La vacuna ideal frente a CMV debería estar compuesta por múltiples antígenos y ser capaz de imitar el efecto producido por la infección natural, y estimular una respuesta inmune específica combinada tanto de células T como de anticuerpos neutralizantes. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados y los progresos de los últimos años, los resultados obtenidos en el desarrollo de una vacuna frente a CMV no han mostrado resultados definitivos.

Por tanto, el objetivo de esta línea de investigación es promover aproximaciones innovadoras para el diseño y desarrollo de una vacuna frente a la infección por CMV. Para ello se ha puesto en marcha una aproximación a través de la construcción de un plásmido optimizado para generar una respuesta inmune combinada y amplia específica frente a CMV y la búsqueda de los antígenos candidatos, a través del estudio de la inmunogenicidad in vivo del proteoma completo de CMV.

Desarrollo preclínico de alternativas terapéuticas frente a CMV basadas en la inmunoterapia

La inmunidad mediada por células T constituye una respuesta adaptativa fundamental y representa el mecanismo de defensa más importante frente a la infección viral. Por otra parte, la presencia en suero de anticuerpos neutralizantes se han asociado con tasas más bajas de transmisión del CMV de la madre al feto y en los receptores de trasplante de órgano sólido.

El presente proyecto propone un enfoque novedoso a través de la identificación y  caracterización de la respuesta inmune tanto celular como de  anticuerpos en pacientes que han sido inmunizados de forma natural y están protegidos frente a  la infección por CMV, para abordar el desarrollo preclínico de alternativas terapéuticas basadas en la transferencia adoptiva de células T CD8+ citotóxicas y de anticuerpos monoclonales específicos de CMV con el objetivo de desarrollar una nueva estrategia terapéutica para el tratamiento frente a la infección por este patógeno. ​

Estudio del desarrollo de inmunidad frente a SARS-CoV-2 

Dada la situación producida como consecuencia de la propagación del SARS-CoV-2 urge la realización de estudios serológicos que nos ayuden a determinar el alcance y la duración de la inmunidad adquirida por la población infectada por SARS-CoV-2 que ha superado la enfermedad. En este sentido el estudio de los anticuerpos neutralizantes, que son aquellos que reconocen las proteínas del virus implicadas en el reconocimiento del receptor celular bloqueando su capacidad infectiva, en pacientes recuperados de la infección por SARS-CoV-2 podrían ser clave para explicar el pronóstico de la enfermedad en estos pacientes. Además son necesarios estudios que estudien la cinética de la inmunidad de anticuerpos específicos frente a coronavirus y su relación con la evolución de la enfermedad que nos permitan establecer estrategias de manejo de los pacientes en base a su patrón inmunológico.

También participamos en 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.