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Arbovirus y Enfermedades víricas importadas
El laboratorio de Arbovirus y Enfermedades Víricas Importadas (AEVI) del CNM desarrolla su trabajo dentro de la línea de investigación “Virus emergentes transmitidos por vector y/o reservorio, de importancia en salud pública”, que se sustenta en las áreas de epidemiología molecular, desarrollo metodológico, detección en vectores y reservorios y, otros aspectos relacionados con estas zoonosis con una aplicación clara hacia la investigación, prevención, preparación, control y respuesta a las amenazas o brotes causados por estos virus.
Arbovirus como Dengue, Chikungunya o Zika son virus endémicos en todo el cordón tropical/sub-tropical del planeta en continua expansión a latitudes más lejanas debido al calentamiento global y a la dispersión y colonización de nuevos hábitats llevada a cabo por sus vectores artrópodos y son transportados a otras zonas del planeta a través de pacientes virémicos por lo que si, como ocurre en España, se cuenta con vectores transmisores establecidos, se puede propiciar el establecimiento de circulación autóctona. Además de estos virus exóticos, en España circulan endémicamente los arbovirus Toscana, West Nile y el virus de la Fiebre hemorrágica de Crimea-Congo, entre otros.
La OMS elaboró un listado en 2019 con las 10 amenazas para la Salud Global que consideraron más importantes, entre las que se encuentran los virus Dengue, Ébola y Zika. El principal temor es que la falta de preparación cause una epidemia. Además, algunos de estos virus como Dengue y Chikungunya son considerados también “Enfermedades Tropicales Desatendidas” que ponen en peligro la salud de muchas personas en países empobrecidos sin que se estudien con los recursos necesarios.
La importancia para la salud pública de estos patógenos, y la necesidad de prepararse frente a ellos, se refleja también en la lista de actividades prioritarias de investigación y desarrollo de la OMS que actualmente incluye, entre otros, el Ébola, el virus de la Fiebre Hemorrágica de Crimea Congo, el virus de Zika y la enfermedad por el virus de Nipah, debido a la amenaza que suponen para la Salud Pública por su potencial epidémico o porque no hay medidas de control suficientes. Además del peligro real que representan en zonas endémicas, algunos de los virus mencionados (Ébola, Zika, West Nile, Crimea-Congo y Dengue) han supuesto, y continúan siendo, una amenaza para nuestro país habiendo producido casos esporádicos o brotes localizados de infección autóctona. El riesgo para España de las enfermedades transmitidas por vectores está aumentando de manera muy clara como se ha podido observar en los últimos años, y la previsión es que siga aumentando.
Todos estos virus son virus zoonóticos emergentes y nuestro grupo de investigación lleva décadas trabajando en diferentes aspectos en relación con estos patógenos. El riesgo de emergencia y expansión de estos virus se basa de sus ciclos complejos de transmisión, por lo que nuestros estudios se basan tanto en el ser humano, como en los reservorios y los vectores que los transmiten. De esta base, parten transversalmente las líneas de actuación que van enfocadas a estudios de epidemiología molecular, desarrollo metodológico, detección de virus en vectores y hospedadores, caracterización de los mismos y estudios de competencia vectorial, con una aplicación dirigida hacia la investigación, prevención y respuesta a las amenazas o brotes causados por estos virus. El trabajo que desarrollamos se articula en torno a 3 objetivos principales:
Objetivo 1. Búsqueda y caracterización de virus emergentes en vectores y/o reservorios. Se lleva a cabo mediante herramientas moleculares incluyendo las nuevas estrategias de NGS, de virus emergentes en vectores y reservorios. De los virus detectados se realiza una caracterización molecular y serológica, llevando a cabo estudios de epidemiología molecular y de relaciones genéticas y antigénicas con virus relacionados.
Objetivo 2. Desarrollo metodológico para detección, identificación y caracterización de virus emergentes. Los métodos desarrollados pueden transferirse al SNS, explotarse comercialmente y/o utilizarse en la Cartera de Servicios del CNM. Estos desarrollos moleculares, y/o serológicos, refuerzan al CNM en su papel como Laboratorio Nacional de Referencia de Zoonosis, con un aporte de herramientas útiles y necesarias para la detección y caracterización de estos agentes. De igual forma, el desarrollo de herramientas tipo flujo lateral, las denominadas “Point Of Care” es una de las necesidades que pretendemos dar solución.
Objetivo 3. Eco-epidemiología de viriasis emergentes. Debido a los complejos ciclos biológicos de los arbovirus, el estudio de las especies de vectores implicados en nuestro país, así como el origen y evolución de los agentes circulantes, es crucial a la hora de entenderlos y responder a las amenazas que generan. Para ello estudiamos la presencia de estos virus tanto en muestras humanas como de vectores y posibles hospedadores, lo que nos permite, con un enfoque de “Una Salud”, entender los mecanismos que controlan su circulación y que puedan estar implicados en su patogenicidad.
Publicaciones destacadas
Characterization of an enhanced antigenic change in the pandemic 2009 H1N1 influenza virus haemagglutinin
Garcia-Barreno B, Delgado T, Benito S, Casas I, Pozo F, Cuevas MT, et al. Characterization of an enhanced antigenic change in the pandemic 2009 H1N1 influenza virus haemagglutinin. J Gen Virol. 2014;95(Pt 5):1033-42.
PUBMED DOIEpidemic history of hepatitis C virus genotypes and subtypes in Portugal.
Palladino C, Ezeonwumelu IJ, Marcelino R, Briz V, Moranguinho I, Serejo F, Velosa JF, Tato Marinho R, Borrego P, Taveira N. 2018. Epidemic history of hepatitis C virus genotypes and subtypes in Portugal. Sci Rep. 2018; 8:12266. (A; FI= 4.12; Q1 Multidisciplinary Sciences; DOI:10.1038/s41598-018-30528-0).
PUBMED DOILow frequency of NS5A relevant resistance-associated substitutions to Elbasvir among hepatitis C virus genotype 1a in Spain: a cross-sectional study.
Palladino C, Sanchez-Carrillo M, Mate-Cano I, Vazquez-Morón S, Jiménez-Sousa MA, Gutiérrez-Rivas M, Resino S, Briz V. Low frequency of NS5A relevant resistance-associated substitutions to Elbasvir among hepatitis C virus genotype 1a in Spain: a cross-sectional study. Sci Rep. 2017; 7(1):2892. (A; FI= 4.12; Q1 Multidisciplinary Sciences).
PUBMED DOIPlasma miRNA profile at COVID-19 onset predicts severity status and mortality.
Fernández-Pato A; Virseda-Berdices A, Ryan P; Martínez-González O, Peréz-García F, Resino S, Martin-Vicente M, Valle-Millares D, Brochado-Kith O; Blancas R; Ceballos FC; Bartolome-Sánchez S; Vidal-Alcántara EJ; Alonso-Menchén D, Blanca-López N; Ramirez Martinez-Acitores I, Rava M, Jiménez-Sousa MA (‡ *), Amanda Fernández-Rodríguez (‡ *). Plasma miRNA profile at COVID-19 onset predicts severity status and mortality. Emerg Microbes Infect 2022; 11(1):676-688 (A; FI= 19.57; D1, Infectious Diseases; JCR 2021).
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García-Broncano P, Medrano LM, Berenguer J, Brochado O, González-García J, Jiménez-Sousa MA, Quereda C, Sanz J, Téllez MJ, Díaz L, Jiménez JL, Muñoz-Fernández MA, Resino S (*). Mild profile improvement of immune biomarkers in HIV/HCV-coinfected patients who removed hepatitis C after HCV treatment: a prospective study. J Infect 2020; 80(1):99-110. (A; FI= 6.07; Q1, Infectious Diseases; JCR 2020).
PUBMED DOIEfficacy of DNA amplification in tissue biopsy samples to improve the detection of invasive fungal disease
Buitrago MJ, Aguado JM, Ballen A, Bernal-Martinez L, Prieto M, Garcia-Reyne A, Garcia-Rodriguez J, Rodriguez-Tudela JL, Cuenca-Estrella M. Efficacy of DNA amplification in tissue biopsy samples to improve the detection of invasive fungal disease. Clin Microbiol Infect. 2013 Jun;19(6):E271-7. doi: 10.1111/1469-0691.12110. Epub 2013 Mar 7. PMID: 23464751.
PUBMED DOIPotent Induction of Envelope-Specific Antibody Responses by Virus-Like Particle Immunogens Based on HIV-1 Envelopes from Patients with Early Broadly Neutralizing Responses
Beltran-Pavez C, Bontjer I, Gonzalez N, Pernas M, Merino-Mansilla A, Olvera A, Miro JM, Brander C, Alcami J, Sanders RW, Sanchez-Merino V, Yuste E. J Virol. 2022 Jan 12, 96(1): e0134321
PUBMED DOIHIV-1 envelope glycoproteins isolated from Viremic Non-Progressor individuals are fully functional and cytopathic
Cabrera-Rodríguez R, Hebmann V, Marfil S, Pernas M, Marrero-Hernández S, Cabrera C, Urrea V, Casado C, Olivares I, Márquez-Arce D, Pérez-Yanes S, Estévez-Herrera J, Clotet B, Espert L, López-Galíndez C, Biard-Piechaczyk M, Valenzuela-Fernández A, Blanco J. Sci Rep. 2019 Apr 3,9(1):5544
PUBMED DOIViral Characteristics Associated with the Clinical Nonprogressor Phenotype Are Inherited by Viruses from a Cluster of HIV-1 Elite Controllers
Casado C, Marrero-Hernández S, Márquez-Arce D, Pernas M, Marfil S, Borràs-Grañana F, Olivares I, Cabrera-Rodríguez R, Valera MS, de Armas-Rillo L, Lemey P, Blanco J, Valenzuela-Fernández A, Lopez-Galíndez C. mBio. 2018 Apr 10,9(2): e02338-17
PUBMED DOIViral and Cellular Factors Leading to the Loss of CD4 Homeostasis in HIV-1 Viremic Nonprogressors.
Colomer-Lluch M, Kilpelainen A, Pernas M, Peña R, Ouchi D, Jimenez-Moyano E, Dalmau J, Casado C, López-Galíndez C, Clotet B, Martinez-Picado J, Prado JG. J Virol. 2022 Jan 12, 96(1): e0149921. doi: 10.1128/JVI.01499-21. Epub 2021 Oct 20.
PUBMED DOIContribution of the HIV-1 Envelope Glycoprotein to AIDS Pathogenesis and Clinical Progression
Valenzuela-Fernández A, Cabrera-Rodríguez R, Casado C, Pérez-Yanes S, Pernas M, García-Luis J, Marfil S, Olivares I, Estévez-Herrera J, Trujillo-González R, Blanco J, Lopez-Galindez C. Biomedicines. 2022 Sep 2,10(9):2172.
PUBMED DOIPrevalence of HIV-1 dual infection in LTNP-Elite Controllers
María Pernas, Concepción Casado, Virginia Sandonis, Carolina Arcones, Carmen Rodríguez , Ezequiel Ruiz-Mateos , Eva Ramírez de Arellano , Norma Rallón , Margarita Del Val , Eulalia Grau, Mariola López-Vazquez , Manuel Leal , Jorge del Romero , Cecilio López Galíndez . (2013). J.of AIDS. 64, 3, 225-231. IF 4.262
PUBMED DOIA Genome-to-Genome Analysis of Associations between Human Genetic Variation, HIV-1 Sequence Diversity, and Retroviral Control.
Istvan Bartha Jonathan M Carlson, Chanson J Brumme, Paul J McLaren, Zabrina L Brumme, Mina John, David W Haas, Javier Martinez-Picado, Cecilio López Galíndez, Andri Rauch, Huldrych F Günthard, Enos Bernasconi, Pietro Vernazza, Thomas Klimkait, Sabine Yerly, Jennifer Listgarten, Nico Pfeifer, Zoltan Kutalik, Todd M Allen, Viktor Müller, P Richard Harrigan, David Heckerman, Amalio Telenti, and Jacques Fellay, for the HIV Genome-to-Genome Study and the Swiss HIV Cohort Study. (2013). Elife. 2013;2:e01123
PUBMED DOIFactors Leading to the Loss of Natural Elite Control of HIV-1 Infection
Pernas M, Tarancón-Diez L, Rodríguez-Gallego E, Gómez J, Prado JG, Casado C, Dominguez-Molina B, Olivares I, Coiras M, León A, Rodriguez C, Benito JM, Rallón N, Plana M, Martinez-Madrid O, Dapena M, Iribarren JA, Del Romero J, García F, Alcamí J, Muñoz-Fernández M, Vidal F, Leal M, Lopez-Galindez C, Ruiz-Mateos E. J Virol. 2018 Feb 12,92(5): e01805-17
PUBMED DOIInformación adicional
1.- The study of non-gastrointestinal zoonoses, some of them transmitted by vectors and/or emerging, aims to:
- The development and validation of new diagnostic and genotyping techniques represent important scientific-technical support to the National Health System, acting as a reference laboratory.
- Research on the Molecular Epidemiology of Coxiella burnetii studies the circulating genotypes and their association with the different clinical presentations of Q fever.
- Discovery of new pathogens: especially relevant in the case of Francisella with the description of F. hispaniensis, as well as taxonomically unknown variants of Bartonella, Borrelia and Rickettsia, found in reservoirs, vectors and clinical samples.
- Surveillance in nature analyzes kinetics, transmission cycles and reservoirs.
• Genotyping techniques allow traceability studies to be carried out in the case of natural outbreaks or intentional release. • Method accreditation: ISO15189 standard (clinical samples), ISO17025 (environmental).
2.- The study of bacteria with potential use in bioterrorism through participation in European projects (Joint Actions: QUANDHIP, EMERGE, SHARP) allows us to respond appropriately to possible health alert situations. An important methodological development has been carried out for the detection of these agents and a Rapid Response System has been implemented.