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Investigación

Genética Bacteriana

Líneas de investigación

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Nuestro grupo estudia desde hace más de 30 años los mecanismos de resistencia a antibióticos en Streptococcus pneumoniae (Spn). Nuestros objetivos son conocer las bases moleculares de la acción de antimicrobianos, buscar nuevas dianas de acción y nuevos compuestos. La seconeolitsina (SCN) es uno de estos nuevos compuestos que tiene como diana la topoisomerasa I (Topo I). En cuanto a la búsqueda de nuevas dianas, nuestra investigación se ha centrado en los últimos años en los factores que organizan la topología del cromosoma, permitiendo una compactación (de unas 1.000-veces) óptima para armonizar su replicación, segregación cromosómica y expresión génica. Dicha compactación está mediada tanto por el nivel de superenrollamiento del DNA (Sc) como por la asociación a proteínas de unión al nucleoide (NAPs). El nivel de Sc depende principalmente de las actividades enzimáticas de sus DNA topoisomerasas, alcanzándose un equilibrio homeostático por las actividades opuestas de las topoisomerasas que relajan el DNA (Topo I y Topo IV), y de la girasa, que introduce Sc negativo.

Nuestro grupo ha caracterizado las 3 topoisomerasas de Spn y 2 NAPs: HU y SatR. Asimismo, la disponibilidad de antibacterianos que inhiben cada una de las topoisomerasas de Spn, nos ha permitido analizar su transcriptoma en condiciones de cambio local o global del nivel de Sc y definir dominios de genes de transcripción coordinada y funciones similares. Las fluoroquinolonas, que inhiben la Topo IV y la girasa, producen cambios locales del Sc que inducen alteraciones del 6% del transcriptoma, alterando rutas metabólicas que originan un incremento de especies reactivas de oxígeno (ROS) que contribuyen a la letalidad, de acuerdo con el mecanismo general de los antibióticos bactericidas. Por otra parte, la inducción de cambios globales en Sc por novobiocina (NOV, inhibidor de la girasa), o por SCN (inhibidor de Topo I), nos ha permitido definir dominios topológicos (ver apartado A en la figura). Los cambios globales del Sc (ver apartado B en la figura) incluyen la regulación de los genes de las topoisomerasas: su disminución activa la transcripción de los genes de la girasa (gyrA, gyrB) e inhibe los de la de Topo IV (parEC) y la Topo I (topA); el aumento del Sc regula la expresión de topA. La disminución del Sc afecta al 37% del genoma, con >68% de los genes agrupados en 15 dominios. El incremento del Sc afecta al 10% del genoma, con 25% de los genes agrupados en 12 dominios. El contenido en AT en el genoma se correlaciona con los dominios, siendo más alto en los dominios UP que en los DOWN. Los genes de los diferentes dominios tienen características funcionales comunes, lo que indica que han estado sometidos a una presión selectiva de carácter topológico para determinar la localización de genes implicados en metabolismo, virulencia y competencia.

Los objetivos actuales del grupo son:
1.    Identificación de los factores que estabilizan la topología del cromosoma: NAPs, ncRNAs, interacciones intracromosómicas.
2.    Regulación de la transcripción en respuesta a estrés topológico: localización in vivo de DNA topoisomerasas, RNA polimerasa y NAPs.
3.    Topo I como nueva diana antimicrobiana y acción de SCN.
4.    Diseño de RNAs antisentido y utilización del sistema CRISPR como nuevos agentes antibacterianos.

Proyectos de investigación

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1: Título del proyecto: Interacción entre superenrollamiento del DNA y la transcripción en el patógeno humano Streptococcus pneumoniae.

Investigador Principal: Adela González de la Campa
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación, Agencia Estatal de Investigación (Convocatoria «Proyectos I+D+I» 2020 - Modalidades «Retos Investigación» y «Generación de Conocimiento»). Referencia: PID2021-124738OB-100. 2022-2025. Importe 108.900€
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2: Título del proyecto: Estudio de los factores que organizan el cromosoma de Streptococcus pneumoniae: nuevas dianas de antibióticos y mecanismos de resistencia.

Investigador Principal: Adela González de la Campa
Entidad financiadora: Ministerio de Economía, Industria y Competitividad. Agencia Estatal de Investigación. Referencia: BIO2017-82951-R. 2018-2020. Importe 169.400€

 

3: Título del proyecto: Papel de las DNA topoisomerasas y de las proteínas de unión al nucleoide en la organización del cromosoma de Streptococcus pneumoniae: respuesta a antibióticos y virulencia.

Investigador Principal: Adela González de la Campa
Entidad financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad. Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación. Referencia: BIO2014-55462. 2015-2017. Importe 193.600€

 

4: Título del proyecto: The control of supercoiling level in Streptococcus pneumoniae as an antimicrobial target

Investigador Principal: Adela González de la Campa
Entidad financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad. Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación. Referencia: BIO2011-25343. 2012-2015. Importe: 209.000€

 

5: Título del proyecto: Papel de los pequeños RNAs no codificantes en la patogenicidad de Streptococcus pneumoniae.

Investigador Principal: Mónica Amblar Esteban
Entidad financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad. Acción Estratégica de Salud (AES). Referencia: PI11/00656. 2012-2015. Importe 198.714€

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Sempere J, Llamosí M, López Ruiz B, Del Río I, Pérez-García C, Lago D, Gimeno M, Coronel P, González-Camacho F, Domenech M, Yuste J. Effect of pneumococcal conjugate vaccines and SARS-CoV-2 on antimicrobial resistance and the emergence of Streptococcus pneumoniae serotypes with reduced susceptibility in Spain, 2004-20: a national surveillance study. Lancet Microbe. 2022 Oct;3(10):e744-e752.

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Minilungs from Human Embryonic Stem Cells to Study the Interaction of Streptococcus pneumoniae with the Respiratory Tract

Sempere J, Rossi SA, Chamorro-Herrero I, González-Camacho F, de Lucas MP, Rojas-Cabañeros JM, Taborda CP, Zaragoza Ó, Yuste J, Zambrano A. Minilungs from Human Embryonic Stem Cells to Study the Interaction of Streptococcus pneumoniae with the Respiratory Tract. Microbiol Spectr. 2022 Jun 29;10(3):e0045322

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Seconeolitsine, the Novel Inhibitor of DNA Topoisomerase I, Protects against Invasive Pneumococcal Disease Caused by Fluoroquinolone-Resistant Strains

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First report of Babesia divergens infection in an HIV patient

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First record of Babesia sp. in Antarctic penguins.

5. Montero E; González LM; Chaparro A; Benzal J; Bertellotti M; Masero JA; Colominas-Ciuró R; Vidal V; Barbosa A. 2016. First record of Babesia sp. in Antarctic penguins. Ticks Tick Borne Dis.7-3, pp.498-501.

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9. González LM, Rojo S, González-Camacho F, Luque D, Lobo CA, Montero E. 2014. Severe babesiosis in immunocompetent man, Spain. Emerging Infectious Disease. 20(4):724-726.

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3. Asensi V; González LM; Fernández-Suárez J; Sevilla E; Navascués RÁ; Suárez ML; Lauret ME; Bernardo A; Carton JA; Montero E. 2018. A fatal case of Babesia divergens infection in Northwestern Spain. Ticks Tick Borne Dis.9-3, pp.730-734.

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Ultrastructure of the Babesia divergens free merozoite

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The efficacy of the ultraviolet C pathogen inactivation system in the reduction of Babesia divergens in pooled buffy coat platelets

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Clinical, microbiological, and molecular characterization of pediatric invasive infections by Streptococcus pyogenes in Spain in a context of global outbreak

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

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Juana María González-Rubio, Celia Játiva, Almudena Cascajero, Fernando González-Camacho. Infoplagas, nº 112, agosto 2023 pags: 20-24. (Artículo de divulgación).

DOI

Programa de Legionelosis. En Echevarría Mayo JE y Oteo Iglesias J (Editores). Programas de Vigilancia Microbiológica pags: 74-80. Centro Nacional de Microbiología, Madrid: Instituto de Salud Carlos III, 2021.

Bellido B y Pelaez C: Programa de Legionelosis. En Echevarría Mayo JE y Oteo Iglesias J (Editores). Programas de Vigilancia Microbiológica pags: 74-80. Centro Nacional de Microbiología, Madrid: Instituto de Salud Carlos III, 2021.

Diagnósitico microbiológico y control de la legionelosis

Pelaz Antolín, C., et al., En Procedimientos en Microbiología Clínica, E.C.y.R. Cantón, Editor. 2005, SEIMC. p. 1-72.

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Persistence of chlorine‐sensitive Legionella pneumophila in hyperchlorinated installations

García MT, Baladrón B, Gil V, Tarancon ML, Vilasau A, Ibañez A, Elola C, Pelaz C. J Appl Microbiol. 2008;105(3):837-47.

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Chikungunya virus infections among travellers returning to Spain, 2008 to 2014

3. Maria Dolores Fernandez Garcia; Mathieu Bangert; Fernando de Ory; Arantxa Potente; Lourdes Hernandez; Fatima Lasala; Laura Herrero; Francisca Molero; Anabel Negredo; Ana Vázquez; Teodora Minguito; Pilar Balfagón; Jesus de la Fuente; Sabino Puente; Eva Ramírez de Arellano; Mar Lago; Miguel Martinez; Joaquim Gascón; Francesca Norman; Rogelio Lopez Velez; Elena Sulleiro; Diana Pou; Nuria Serre; Ricardo Fernández Roblas; Antonio Tenorio; Leticia Franco; Maria Paz Sanchez Seco. Chikungunya virus infections among travellers returning to Spain, 2008 to 2014. Euro surveillance : bulletin Europeen sur les maladies transmissibles = European communicable disease bulletin. 21 - 36, (Sweden): 08/09/2016. ISSN 1560-7917

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Legionella feeleii: Ubiquitous Pathogen in the Environment and Causative Agent of Pneumonia

Vaccaro L, Gomes TS, Izquierdo F, Magnet A, Llorens Berzosa S, Ollero D, Salso S, Alhambra A, Gómez C, López Cano M, Pelaz C, Bellido Samaniego B, Del Aguila C, Fenoy S, Hurtado-Marcos C. Front Microbiol. 2021;12:707187.

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Two sporadic cases of Legionellosis associated with the use of domestic ultrasonic humidifiers

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Antiretroviral Therapy with Ritonavir-Boosted Atazanavir- and Lopinavir-Containing Regimens Correlates with Diminished HIV-1 Neutralization.

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Accuracy of molecular drug susceptibility testing amongst tuberculosis patients in Karakalpakstan, Uzbekistan.

Gil H, Margaryan H, Azamat I, Ziba B, Bayram H, Nazirov P, Gomez D, Singh J, Zayniddin S, Parpieva N and Achar J. Trop. Med. Int. Health. 2021. 26:421-427.

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Broad Protection against Invasive Fungal Disease from a Nanobody Targeting the Active Site of Fungal β-1,3-Glucanosyltransferases

Redrado-Hernández S, Macías-León J, Castro-López J, Belén Sanz A, Dolader E, Arias M, González-Ramírez AM, Sánchez-Navarro D, Petryk Y, Farkaš V, Vincke C, Muyldermans S, García-Barbazán I, Del Agua C, Zaragoza O, Arroyo J, Pardo J, Gálvez EM, Hurtado-Guerrero R. Angew Chem Int Ed Engl. 2024 Aug 19;63(34):e202405823.

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High-Resolution Melting Assay to Detect the Mutations That Cause the Y132F and G458S Substitutions at the ERG11 Gene Involved in Azole Resistance in Candida parapsilosis

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Essential in vitro diagnostics for advanced HIV and serious fungal diseases: international experts' consensus recommendations. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2019 Sep

Bongomin F, Govender NP, Chakrabarti A, Robert-Gangneux F, Boulware DR, Zafar A, Oladele RO, Richardson MD, Gangneux JP, Alastruey-Izquierdo A, Bazira J, Boyles TH, Sarcarlal J, Nacher M, Obayashi T, Worodria W, Pasqualotto AC, Meya DB, Cheng B, Sriruttan C, Muzoora C, Kambugu A, Rodriguez Tudela JL, Jordan A, Chiller TM, Denning DW. Essential in vitro diagnostics for advanced HIV and serious fungal diseases: international experts' consensus recommendations. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2019 Sep;38(9):1581-1584. doi: 10.1007/s10096-019-03600-4. PMID: 31175479.

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Emergence of linezolid-resistant coagulase-negative staphylococci in an intensive care unit.

Emergence of linezolid-resistant coagulase-negative staphylococci in an intensive care unit. Balandin B, Lobo B, Orden B, Román F, García E, Martínez R, Valdivia M, Ortega A, Fernández I, Galdos P. Infect Dis (Lond). 2016;48(5):343-9.

PUBMED

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Listado de personal

Información adicional

Streptococcus pneumoniae es un patógeno humano que, a pesar del desarrollo de vacunas, continúa siendo una importante causa de mortalidad y morbilidad. Nosotros investigamos los mecanismos de resistencia a antibióticos en esta bacteria. Por una parte identificando nuevas dianas terapéuticas y por otra investigando las bases moleculares de la acción de antibióticos ya utilizados en clínica (las fluoroquinolonas levofloxacina y moxifloxacina) o todavía no utilizados (seconeolitsina). Para ello utilizamos un análisis multidisciplinar implicando genómica, transcriptómica y proteómica para conocer la organización del cromosoma de S. pneumoniae y la identificación de los factores que estabilizan dicha organización, incluyendo ncRNAs. Cambios en el nivel de superenrollamiento global, bien por inhibición de la girasa (disminución) o por inhibición de la topoisomerasa I (incremento) altera el transcriptoma. Los genes modulados se localizan en dominios, cuyos genes muestran características funcionales específicas. Se pretende identificar nuevos factores esenciales para la fisiología de S. pneumoniae y caracterizar la regulación de la transcripción en respuesta a estrés topológico. Además, se utilizará la tecnología del RNA de interferencia y sistemas CRISPR como nuevos antibacterianos. Estos estudios sentarán las bases para una investigación translacional dirigida al desarrollo de nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades neumocócicas.

Streptococcus pneumoniae es un patógeno humano que, a pesar del desarrollo de vacunas, continúa siendo una importante causa de mortalidad y morbilidad. Nosotros investigamos los mecanismos de resistencia a antibióticos en esta bacteria. Por una parte identificando nuevas dianas terapéuticas y por otra investigando las bases moleculares de la acción de antibióticos ya utilizados en clínica (las fluoroquinolonas levofloxacina y moxifloxacina) o todavía no utilizados (seconeolitsina). Para ello utilizamos un análisis multidisciplinar implicando genómica, transcriptómica y proteómica para conocer la organización del cromosoma de S. pneumoniae y la identificación de los factores que estabilizan dicha organización, incluyendo ncRNAs. Cambios en el nivel de superenrollamiento global, bien por inhibición de la girasa (disminución) o por inhibición de la topoisomerasa I (incremento) altera el transcriptoma. Los genes modulados se localizan en dominios, cuyos genes muestran características funcionales específicas. Se pretende identificar nuevos factores esenciales para la fisiología de S. pneumoniae y caracterizar la regulación de la transcripción en respuesta a estrés topológico. Además, se utilizará la tecnología del RNA de interferencia y sistemas CRISPR como nuevos antibacterianos. Estos estudios sentarán las bases para una investigación translacional dirigida al desarrollo de nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades neumocócicas.

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