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Investigación
Genética Bacteriana
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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
Contenidos con Investigacion .
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€
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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van Beek J, de Graaf M, Al-Hello H, Allen DJ, Ambert-Balay K, Botteldoorn N, Brytting M, Buesa J, Cabrerizo M, Chan M, Cloak F, Di Bartolo I, Guix S, Hewitt J, Iritani N, Jin M, Johne R, Lederer I, Mans J, Martella V, Maunula L, McAllister G, Niendorf S, Niesters HG, Podkolzin AT, Poljsak-Prijatelj M, Rasmussen LD, Reuter G, Tuite G, Kroneman A, Vennema H, Koopmans MPG; NoroNet. Molecular surveillance of norovirus, 2005-16: an epidemiological analysis of data collected from the NoroNet network. Lancet Infect Dis. 2018 May;18(5):545-553. doi: 10.1016/S1473-3099(18)30059-8. Epub 2018 Jan 26. PMID: 29396001.
González-Serrano L, Muñoz-Algarra M, González-Sanz R, Portero-Azorín MF, Amaro MJ, Higueras P, Cabrerizo M. Viral gastroenteritis in hospitalized patients: Evaluation of immunochromatographic methods for rapid detection in stool samples. J Clin Virol. 2020 Jul;
González-Serrano L, Muñoz-Algarra M, González-Sanz R, Portero-Azorín MF, Amaro MJ, Higueras P, Cabrerizo M. Viral gastroenteritis in hospitalized patients: Evaluation of immunochromatographic methods for rapid detection in stool samples. J Clin Virol. 2020 Jul; 128:104420. doi: 10.1016/j.jcv.2020.104420. Epub 2020 May 15. PMID: 32454428.
Bubba L, Broberg EK, Jasir A, Simmonds P, Harvala H; Enterovirus study collaborators. Circulation of non-polio enteroviruses in 24 EU and EEA countries between 2015 and 2017
Bubba L, Broberg EK, Jasir A, Simmonds P, Harvala H; Enterovirus study collaborators. Circulation of non-polio enteroviruses in 24 EU and EEA countries between 2015 and 2017: a retrospective surveillance study. Lancet Infect Dis. 2020 Mar;20(3):350-361. doi: 10.1016/S1473-3099(19)30566-3. Epub 2019 Dec 20. PMID: 31870905.
Fernandez-Garcia MD, Simon-Loriere E, Kebe O, Sakuntabhai A, Ndiaye K. Identification and molecular characterization of the first complete genome sequence of Human Parechovirus type 15. Sci Rep. 2020 Apr 21
Fernandez-Garcia MD, Simon-Loriere E, Kebe O, Sakuntabhai A, Ndiaye K. Identification and molecular characterization of the first complete genome sequence of Human Parechovirus type 15. Sci Rep. 2020 Apr 21;10(1):6759. doi: 10.1038/s41598-020-63467-w. PMID: 32317760; PMCID: PMC7174385.
Casas-Alba D, Valero-Rello A, Muchart J, Armangué T, Jordan I, Cabrerizo M, Molero-Luís M, Artuch R, Fortuny C, Muñoz-Almagro C, Launes C. Cerebrospinal Fluid Neopterin in Children With Enterovirus-Related Brainstem Encephalitis. Pediatr Neurol. 2019 Jul
Casas-Alba D, Valero-Rello A, Muchart J, Armangué T, Jordan I, Cabrerizo M, Molero-Luís M, Artuch R, Fortuny C, Muñoz-Almagro C, Launes C. Cerebrospinal Fluid Neopterin in Children With Enterovirus-Related Brainstem Encephalitis. Pediatr Neurol. 2019 Jul; 96:70-73. doi: 10.1016/j.pediatrneurol.2019.01.024. Epub 2019 Feb 7. PMID: 30935719.
González-Sanz R, Taravillo I, Reina J, Navascués A, Moreno-Docón A, Aranzamendi M, Romero MP, Del Cuerpo M, Pérez-González C, Pérez-Castro S, Otero A, Cabrerizo M. Enterovirus D68-associated respiratory and neurological illness in Spain, 2014-2018.
González-Sanz R, Taravillo I, Reina J, Navascués A, Moreno-Docón A, Aranzamendi M, Romero MP, Del Cuerpo M, Pérez-González C, Pérez-Castro S, Otero A, Cabrerizo M. Enterovirus D68-associated respiratory and neurological illness in Spain, 2014-2018. Emerg Microbes Infect. 2019;8(1):1438-1444. doi: 10.1080/22221751.2019.1668243. PMID: 31571527; PMCID: PMC6781473.
Monocytic Myeloid-Derived Suppressor Cells Accumulate in Renal Transplant Patients and Mediate CD4(+) Foxp3(+) Treg Expansion
Luan Y, Mosheir E, Menon MC, Wilson D, Woytovich C, Ochando J, Murphy B. Monocytic Myeloid-Derived Suppressor Cells Accumulate in Renal Transplant Patients and Mediate CD4(+) Foxp3(+) Treg Expansion. 2013. Am J Transplant.13(12):3123-31.
PUBMED DOIRiquelme P, Haarer J, Kammler A, Walter L, Tomiuk S, Ahrens N, Goecze I, Wege A, Fändrich F, Schlitt H, Banas B, Lutz M, Sawitzki B, Ochando J, Geissler E and Hutchinson J. Generation of BTNL8+ TIGIT+ Tregs by Human Regulatory Macrophages Before Kidney Transplantation. Nat Commun.
Riquelme P, Haarer J, Kammler A, Walter L, Tomiuk S, Ahrens N, Goecze I, Wege A, Fändrich F, Schlitt H, Banas B, Lutz M, Sawitzki B, Ochando J, Geissler E and Hutchinson J. Generation of BTNL8+ TIGIT+ Tregs by Human Regulatory Macrophages Before Kidney Transplantation. Nat Commun. 2018; Jul 20;9(1):2858. PMID: 30030423.
Inhibiting Inflammation with Myeloid Cell-Specific Nanobiologics Promotes Organ Transplant Acceptance
Braza MS, Lameijer M, Sanchez-Gaytan B, Arts R, Pérez-Medina C, Conde P, Brahmachary M, van der Touw W, Fay F, Kluza E, Kossatz S, Stroes E, Kroon J, Dress R, Salem F, Rialdi A, Reiner T, Boros P, van Leent M, Strijkers G, Calcagno C, Ginhoux F, Marazzi I, Lutgens E, Nicolaes G, Weber C, Swirski F, Nahrendorf M, Fisher E, Fayad Z, Duivenvoorden R, Netea M, Mulder WJ, and Ochando J. Inhibiting Inflammation with Myeloid Cell-Specific Nanobiologics Promotes Organ Transplant Acceptance.Immunity. 2018; 20;49(5):819-828.e6. PMID: 30413362.
PUBMED DOIFernandez-Garcia MD, Volle R, Joffret ML, Sadeuh-Mba SA, Gouandjika-Vasilache I, Kebe O, Wiley MR, Majumdar M, Simon-Loriere E, Sakuntabhai A, Palacios G, Martin J, Delpeyroux F, Ndiaye K, Bessaud M. Genetic Characterization of Enterovirus A71 Circulating in Africa.
Fernandez-Garcia MD, Volle R, Joffret ML, Sadeuh-Mba SA, Gouandjika-Vasilache I, Kebe O, Wiley MR, Majumdar M, Simon-Loriere E, Sakuntabhai A, Palacios G, Martin J, Delpeyroux F, Ndiaye K, Bessaud M. Genetic Characterization of Enterovirus A71 Circulating in Africa. Emerg Infect Dis. 2018 Apr;24(4):754-757. doi: 10.3201/eid2404.171783. PMID: 29553325; PMCID: PMC5875259.
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.
Contenidos con Investigacion .
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Adela González de la Campa
Investigador Científico
Código ORCID: 0000-0002-3598-2548
Licenciada en Biología en 1981 y Doctora en 1985 por la Universidad Complutense de Madrid. Realizó su tesis doctoral en el laboratorio del Dr. Miguel Vicente del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC. Posteriormente trabajó durante 2 años en el Brookhaven National Laboratory, Upton, New York, EEUU en el laboratorio de Sandord Lacks. Tras esta etapa posdoctoral en EEUU, trabajó durante 3 años como Becario de Reincorporación en el Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC en el laboratorio del Dr. Manuel Espinosa. Es Científico titular del CSIC desde 1990 e Investigador Científico desde 2007. Participó como jefe de grupo del CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES) desde 2007 a 2015.
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María José Ferrándiz Avellano
Científico Titular
Código ORCID: 0000-0003-1428-9506
Licenciada en Biología en 1990 y Doctora en 1997 por la Universidad Complutense de Madrid. Realizó su tesis doctoral en el Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC en el laboratorio del Dr. Miguel Vicente. Su etapa posdoctoral se llevó a cabo entre el laboratorio de la Dra. Adela González de la Campa en el Centro Nacional de Microbiología (CNM) del Instituto de Salud Carlos IIII (ISCIII) (1998-2001 y 2003-2006) y el laboratorio del Profesor Paul Williams del Institute of Infections and Immunity de la Universidad de Nottingham (2001-2003). Participó como investigadora colaboradora del CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES) desde 2007 a 2015. Es Científico Titular del ISCIII en el Centro Nacional de Microbiología desde 2006.
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Mónica Amblar Esteban
Científico Titular
Código ORCID: 0000-0003-3530-615X
Licenciada en Biología en 1993 y Doctora en 2000 por la Universidad Complutense de Madrid. Realizó su tesis doctoral en el laboratorio de la Dra. Paloma López del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC. Posteriormente trabajó durante 5 años y medio en el Instituto de Tecnología Química e Biológica/Universidade Nova de Lisboa, de Oeiras (Portugal) en el laboratorio de la Profa. Cecilia M. Arraiano. Tras esta etapa posdoctoral se reincorporó al Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC donde trabajó durante 2 años como Investigador Postdoctoral contratado en el laboratorio de la Dra. Paloma López. Posteriormente se incorporó al Centro Nacional de Microbiología del ISCIII con un contrato Ramón y Cajal y en el año 2010 obtuvo una posición de Científico titular de OPI con destino en el mismo centro.
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Noelia Martínez Montes
Técnico Superior FP2
Técnico Superior de Laboratorio Clínico y Biomédico por el IES Moratalaz en 2019. Trabajó 10 meses como Técnico del laboratorio de Urgencias del Hospital Universitario Reina Sofía años y 1 año y 9 meses en distintos laboratorios del Hospital Universitario La Paz. Desde marzo de 2023 trabaja en nuestro laboratorio en el Centro Nacional de Microbiología del ISCIII con un Contrato de Técnico Superior de Laboratorio del Plan Garantía Juvenil de la CAM
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Laura Alfonso Alarcón
Predoctoral
Código ORCID: 0000-0003-1560-1100
Bioquímica en 2020 por la Universidad Nacional de Asunción (Paraguay) y Máster en Microbiología y Salud en 2024 por la Universidad del País Vasco. Realizó estancias en Paraguay en el Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud; Facultad de Ciencias Químicas y Hospital Nacional de Itaugua. Actualmente, se encuentra cursando el programa de Doctorado en Microbiología y Parasitología de la Universidad Complutense de Madrid, disfrutando de la beca “Don Carlos Antonio López” (BECAL) del Gobierno del Paraguay.
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.