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Investigation

Adaptation of pathogenic fungi to the host and development of new antifungal therapies

Research Lines

Content with Investigacion Susceptibilidad del huésped a las infecciones fúngicas invasoras .

Susceptibilidad del huésped a las infecciones fúngicas invasoras


Se estima que más de un millón y medio de personas mueren al año en el mundo debido a una enfermedad fúngica invasora (EFI). Los tratamientos con inmunosupresores, terapias con corticoides, trasplantes de células hematopoyéticas y órgano sólido así como tratamientos quimioterapéuticos contra el cáncer han favorecido el aumento de estas infecciones fúngicas. El género Aspergillus es la principal causa de EFI por hongos filamentosos, siendo A. fumigatus la especie principalmente aislada en la mayoría de los casos y más frecuentemente asociada a Aspergilosis Invasora. 
Muchas de estas infecciones están infra-diagnosticadas debido, tanto a la falta de sospecha clínica como a las limitaciones diagnósticas. Esta línea de investigación tiene como principal objetivo mejorar el pronóstico de la infecciones en pacientes con riesgo de desarrollar infecciones invasoras por hongos. Para ello se estudian marcadores del individuo (denominados biomarcadores del hospedador) que puedan ser detectados de forme temprana en muestras de pacientes en riesgo y que nos permita estratificar a los mismos en función de la susceptibilidad a desarrollar una infección invasora por hongos. Además, estudios realizados en los últimos años muestran que el fondo genético del hospedador está asociado con la predisposición al desarrollo de este tipo de enfermedades. En concreto se han identificado polimorfismos genéticos de nucleótido simple (“Single Nucleotide Polymorphism”- SNP) en genes que codifican para componentes celulares que interaccionan con estructuras  fúngicas y/o que están involucradas en la respuesta inmune del huésped frente a agentes infecciosos como Aspergillus. En este sentido se han estandarizado y aplicado herramientas para la detección de SNPs en humanos de genes diana asociados concretamente con la susceptibilidad a la Aspergilosis Invasora.

Estudio de los mecanismos de virulencia en Aspergillus fumigatus


En paralelo al estudio de la respuesta del hospedador se sigue una línea cuyo objetivo es caracterizar mecanismos de virulencia en A. fumigatus. Uno de los principales mecanismos por los que A. fumigatus es capaz de causar enfermedad en humanos es su capacidad de adaptarse a las condiciones ambientales del hospedador. Entre las moléculas y los genes que se han relacionado con la virulencia de este hongo se encuentran componentes de la pared celular, genes y moléculas relacionadas con la evasión de la respuesta inmune, sistemas de detoxificación de los compuestos derivados del oxígeno, la producción de toxinas, la obtención de nutrientes como hierro, fósforo, nitrógeno y la adaptación a pH y temperatura del hospedador.  Estos estudios permiten profundizar en el conocimiento sobre la patogenicidad de este hongo e identificar nuevas dianas terapéuticas

Research projects

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Systematic analysis of intracellular trafficking motifs located within the cytoplasmic domain of simian immunodeficiency virus glycoprotein gp41

Postler TS, Bixby JG, Desrosiers RC, Yuste E; PLoS One. 2014 Dec 5;9(12):e114753

PUBMED DOI

Evolution of broadly cross-reactive HIV-1-neutralizing activity: therapy-associated decline, positive association with detectable viremia, and partial restoration of B-cell subpopulations

Ferreira CB, Merino-Mansilla A, Llano A, Perez I, Crespo I, Llinas L, Garcia F, Gatell JM, Yuste E, Sanchez-Merino V; J Virol. 2013 Nov;87(22):12227-36

PUBMED DOI

Human immunodeficiency virus type 1 and related primate lentiviruses engage clathrin through Gag-Pol or Gag

Popov S, Strack B, Sanchez-Merino V, Popova E, Rosin H, Gottlinger HG; J Virol. 2011 Apr;85(8):3792-801

PUBMED DOI

Definition of the viral targets of protective HIV-1-specific T cell responses

Mothe B, Llano A, Ibarrondo J, Daniels M, Miranda C, Zamarreno J, Bach V, Zuniga R, Perez-Alvarez S, Berger CT, Puertas MC, Martinez-Picado J, Rolland M, Farfan M, Szinger JJ, Hildebrand WH, Yang OO, Sanchez-Merino V, Brumme CJ, Brumme ZL, Heckerman D, Allen TM, Mullins JI, Gomez G, Goulder PJ, Walker BD, Gatell JM, Clotet B, Korber BT, Sanchez J, Brander C; J Transl Med. 2011 Dec 7;9:208

PUBMED DOI

Broadly cross-neutralizing antibodies in HIV-1 patients with undetectable viremia

Medina-Ramirez M, Sanchez-Merino V, Sanchez-Palomino S, Merino-Mansilla A, Ferreira CB, Perez I, Gonzalez N, Alvarez A, Alcocer-Gonzalez JM, Garcia F, Gatell JM, Alcami J, Yuste E; J Virol. 2011 Jun;85(12):5804-13.

PUBMED DOI

Vector-mediated gene transfer engenders long-lived neutralizing activity and protection against SIV infection in monkeys

Johnson PR, Schnepp BC, Zhang J, Connell MJ, Greene SM, Yuste E, Desrosiers RC, Clark KR; Nat Med. 2009 Aug;15(8):901-6

PUBMED DOI

Identification and characterization of HIV-1 CD8+ T cell escape variants with impaired fitness

Sanchez-Merino V, Farrow MA, Brewster F, Somasundaran M, Luzuriaga K; J Infect Dis. 2008 Jan 15;197(2):300-8

PUBMED DOI

Glycosylation of gp41 of simian immunodeficiency virus shields epitopes that can be targets for neutralizing antibodies

Yuste E, Bixby J, Lifson J, Sato S, Johnson W, Desrosiers R*. 2008. J Virol 82:12472-86.

PUBMED DOI

Simian immunodeficiency virus engrafted with human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1)-specific epitopes: replication, neutralization, and survey of HIV-1-positive plasma

Yuste E, Sanford HB, Carmody J, Bixby J, Little S, Zwick MB, Greenough T, Burton DR, Richman DD, Desrosiers RC, Johnson WE*. 2006. J Virol 80:3030-41.

PUBMED DOI

Balancing selection and the evolution of functional polymorphism in Old World monkey TRIM5alpha

Newman RM, Hall L, Connole M, Chen GL, Sato S, Yuste E, Diehl W, Hunter E, Kaur A, Miller GM, Johnson WE; Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Dec 12;103(50):19134-9

PUBMED DOI

Virion envelope content, infectivity, and neutralization sensitivity of simian immunodeficiency virus

Yuste E, Johnson W, Pavlakis GN, Desrosiers RC; J Virol. 2005 Oct;79(19):12455-63.

PUBMED DOI

HIV-1-specific CD8+ T cell responses and viral evolution in women and infants

Sanchez-Merino V, Nie S, Luzuriaga K*. 2005. J Immunol 175:6976-86.

PUBMED DOI

Modulation of Env content in virions of simian immunodeficiency virus: correlation with cell surface expression and virion infectivity

Yuste E, Reeves JD, Doms RW, Desrosiers RC*. 2004. J Virol 78:6775-85.

PUBMED DOI

The Association of HIV-1 Neutralization in Aviremic Children and Adults with Time to ART Initiation and CD4+/CD8+ Ratios

Sanchez-Merino V, Martin-Serrano M, Beltran M, Lazaro-Martin B, Cervantes E, Oltra M, Sainz T, Garcia F, Navarro ML, Yuste E; Vaccines (Basel). 2023 Dec 20;12(1):8;

PUBMED DOI

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

Nuria Trevijano-Contador, Elena López-Peralta, Jorge López-López, Alejandra Roldán, Cristina de Armentia, Óscar Zaragoza. Mycoses 2024 Nov;67(11):e13811

PUBMED DOI

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.

PUBMED DOI

Toward the consensus of definitions for the phenomena of antifungal tolerance and persistence in filamentous fungi.

Amich J, Bromley M, Goldman GH, Valero C. mBio. 2025 Feb 25:e0347524

PUBMED DOI

Fungal burden assessment in hospital zones with different protection degrees

García-Gutiérrez L, Baena Rojas B, Ruiz M, Hernández Egido S, Ruiz-Gaitán AC, Laiz L, Pemán J, Cuétara-García MS, Mellado E & Martin-Sanchez PM. Build Environ, Volume 269, 1 February 2025, 112454

DOI

Distribution of Aspergillus Species and Prevalence of Azole Resistance in clinical and environmental Samples from a Spanish Hospital during a three-year study period

Lucio J, Alcazar-Fuoli L, Gil H, Cano-Pascual S, Hernandez-Egido S, Cuetara MS and Mellado E. Mycoses. 2024 Apr;67(4):e13719.

PUBMED DOI

Importance of the Aspergillus fumigatus mismatch repair protein Msh6 in antifungal resistance development

Lucio J, Gonzalez-Jimenez I, Roldan A, Amich J, Alcazar-Fuoli L and Mellado E. J Fungi (Basel). 2024 Mar 12;10(3):210

PUBMED 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