Virus Respiratorios y Gripe

• Gripe humana y animal. Vigilancia de su circulación. Antigripales, resistencias virales. Vacunas

• Infecciones víricas respiratorias en pacientes pediátricos

• Diagnóstico, referencia y Nuevos procedimientos basados en la metagenómica viral para el estudio de virus respiratorios.

• Epidemiologia de Virus respiratorios: Gripe, Virus Respiratorio Sincitial, Adenovirus, Metapneumovirus humano, Coronavirus (MERS, 229E, OC43, HKU1, NL63), Parainfluenzavirus, Rinovirus, Bocavirus humano

• Virus respiratorios emergentes • Biodefensa y virus

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.

A) Efecto de la vacunación sobre la prevalencia y distribución de genotipos del Virus del Papiloma Humano (VPH). La vacunación frente al VPH se introdujo en España en 2007-2008 para la prevención del cáncer de cérvix y otros cánceres asociado a estas infecciones víricas. Se espera que el uso de vacuna de VPH provoque una disminución de los genotipos vacunales en la población. Sin embargo, también puede dar lugar a un aumento de otros genotipos no incluidos en la vacuna, similar al cambio de serotipos vacunales observados en las infecciones por neumococo. Para ello, es necesario realizar una vigilancia continuada de la frecuencia de genotipos y disponer de datos que permitan monitorizar la eficacia del programa de vacunación de VPH.

B) Estudio de la distribución y dinámica de las infecciones por VPH en grupos de riesgo. Existen algunos colectivos especialmente vulnerables, algunos de ellos de difícil acceso (trabajadoras del sexo, colectivo trans, etc.), en la que las infecciones por VPH merecen una especial atención. La prevalencia de la infección por VPH es especialmente alto en personas que viven con VIH y/o entre hombres que tienen sexo con hombres. El conocimiento de la distribución y dinámica de las infecciones es especialmente interesante en estos grupos, ya que pueden ayudar a mejorar los actuales algoritmos para la prevención del cáncer anogenital.

C) Estudio de la Infección por genotipos de VPH y su relación con la progresión hacia procesos neoplásicos. La capacidad oncogénica de algunos genotipos de VPH y su implicación en la producción de cáncer anogenital, es conocida. Además, existen otros procesos oncológicos, como el cáncer de piel no-melanoma, en el que el VPH podrían estar implicado. Es de esperar que la aparición de nuevos genotipos y la realización de estudios más amplios pueda dar lugar a la identificación de nuevas asociaciones entre VPH y procesos neoplásicos.

D) Estudio de co-infecciones por diferentes genotipos de VPH. La presencia de co-infecciones de diferentes genotipos de VPH es un hallazgo muy frecuente, tanto en muestras piel como en diferentes mucosas. La gran diversidad genética de VPH limita la capacidad de los métodos moleculares clásicos para realizar una detección y estudio integral de los genotipos presentes. Sin embargo, la utilización de la secuenciación masiva permite eliminar parte de estos sesgos y obtener una información más detallada de las poblaciones de VPH existentes, así como analizar interacciones entre los diferentes genotipos.

E) Descripción de nuevos genotipos/variantes de VPH. Actualmente en el Centro Internacional de Referencia del VPH (Instituto Karolinska, Suecia) se encuentran descritos más de 220 genotipos de VPH, distribuidos en 5 géneros diferentes. Sin embargo, la mejora de las técnicas de detección molecular, así como el uso de la secuenciación masiva están permitiendo incrementar rápidamente este número. El estudio de nuevos genotipos y variantes es fundamental para la validación y el control de calidad de los métodos de diagnóstico disponibles. De igual modo, su caracterización y el estudio de posibles asociaciones del VPH con patologías distintas a las que ya se conocen, es un campo de gran interés para su investigación.​

Virología Molecular

• Variabilidad Genética del Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH)

• Estudios sobre evolución viral y patogénesis en pacientes no progresores.

• Estudios sobre la Doble Infección (DI) por el VIH.

• Estudios “in vitro”.

• Cartera de Servicios del CNM para el diagnóstico de Retrovirus

Investigación

La investigación del grupo de Virología Molecular está centrada en el estudio de la variación genética del VIH-1 y la evolución viral tanto por enfoques "in vitro" como "ex vivo" enfocado en las siguientes líneas:

- Pacientes no progresores. Estos pacientes mantienen el control de la enfermedad en ausencia de tratamiento antirretroviral por lo que se han propuesto como un modelo de cura funcional. Nuestro objetivo es estudiar la contribución de los factores virales en el control de la enfermedad mediante la caracterización biológica y la evolución viral en individuos con cargas virales indetectables (controladores de élite, CE), en comparación con individuos que presentan otros patrones de control viral.

- Envoltura viral: esta proteína viral es clave para determinar la eficacia viral. Por ello, su funcionalidad afecta de forma significativa a la progresión de la infección. En colaboración con Dr. Blanco y Dr. Valenzuela estudiamos qué eventos concretos (unión a CD4, fusogenicidad, etc) están relacionados con la funcionalidad de la envoltura. Para ello, hemos analizado envueltas de individuos con distintos patrones de progresión. Parte de ellas han sido cedidas al biobanco de envueltas de la Red de Investigación en SIDA para su uso.

- Doble infección: La infección por más de una variante viral (ya sea mediante co o superinfección) puede tener consecuencias en la patogénesis de la infección. En este sentido en nuestro grupo se han analizado diferentes aspectos de la DI, su detección en pacientes no progresores, su prevalencia e incidencia en España, así como la influencia de la DI sobre la respuesta neutralizante.

- Epidemiología Molecular: En el grupo de VM hemos analizado la evolución del virus a lo largo de la epidemia en España y en otros países (Holanda, Italia, Alemania, Uruguay, Panamá, Brasil, etc).

- Estudio del papel de distintos residuos aminoacídicos de la retrotranscriptasa del VIH-1 en la función enzimática y en la capacidad de replicación utilizando un clon molecular infeccioso obtenido previamente por el grupo.

- Variabilidad "in vitro": el estudio de pases seriados se ha empleado detectar los mecanismos responsables de la ganancia o pérdida de eficacia viral.

- Estudios sobre antivirales: se ha analizado la selección de mutaciones de resistencia “in vitro” frente a distintos antivirales, así como el efecto de estas mutaciones sobre la eficacia viral, y la actividad de nuevos antivirales como los inhibidores de ATR.
 

Diagnóstico y Referencia Virológica en Infecciones Producidas por VIH y VLTH

El grupo de investigación ofrece y realiza actividades de diagnóstico y referencia a través de la cartera de servicios del Centro Nacional de Microbiología a todo el sistema nacional de salud.

Estos servicios incluyen:

- Diagnóstico y Referencia de la infección por el VIH (1 y 2) mediante detección de anticuerpos específicos y detección del ADN proviral mediante PCR.
- Diagnóstico y Referencia de la infección por el HTLVI/II mediante la detección de anticuerpos específicos y la detección del ADN proviral mediante PCR.  Cuantificación de la carga proviral del HTLV-1 mediante PCR a tiempo real.

Laboratorio de Referencia de la Unión Europea en el ámbito de los productos sanitarios para diagnóstico in vitro Laboratorio de Referencia de la Unión Europea (EURL) en el ámbito de los productos sanitarios para diagnóstico microbiológico in vitro (IVD) de VIH y HTLV (Reglamento 2023/2713 de 5 de diciembre de 2023.) Nuestra labor es confirmar la fiabilidad y eficacia de los dispositivos para la detección de estos patógenos y garantizar sus requisitos específicos de funcionamiento mediante pruebas de laboratorio antes de que puedan ser comercializados en el mercado europeo.​​

Las vacunas virales clásicas se basan en la inducción de anticuerpos neutralizantes. En el caso de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), la espícula viral ha evolucionado para no ser reconocida por dichos anticuerpos. A pesar de estos obstáculos, se han conseguido aislar ciertos anticuerpos monoclonales capaces de neutralizar a la mayoría de los aislados primarios de VIH-1 y han demostrado eficacia tanto en el control de la viremia como en protección frente a la infección en modelos animales. Son los denominados bNAbs (“Broadly neutralizing antibodies”).

Con el objetivo de identificar los factores asociados a la inducción de estos anticuerpos y desarrollar estrategias preventivas basadas en la inducción de bNAbs, estamos trabajando en las siguientes líneas de investigación:

1. Determinación de los factores asociados a la inducción de respuestas humorales eficaces en distintos escenarios: infección reciente, infección crónica, coinfección con el virus de la hepatitis C, reinfección e infección pediátrica, entre otros.
2. Estudio del efecto de la terapia hormonal feminizante en el sistema inmune de mujeres transgénero.
3. Desarrollo de prototipos de vacunas basadas en espículas de VIH-1 incorporadas en partículas tipo virión (“Virus-Like Particles” o VLPs), procedentes de dos fuentes: a) seleccionadas, a partir una biblioteca de espículas mutadas aleatoriamente, por presentar una mayor accesibilidad de los epítopos correspondientes a bNAbs y b) de virus presentes en individuos infectados con amplias respuestas neutralizantes en infección reciente.
4. Aislamiento y caracterización de nuevos bNAbs contra el VIH-1 a partir de células B individuales de individuos con una respuesta neutralizante eficiente. Estos anticuerpos podrán ser utilizados tanto en estrategias preventivas como terapeúticas.
5. Aislamiento de nuevos anticuerpos monoclonales frente a otros virus patogénicos humanos, adaptando la tecnología desarrollada para aislar anticuerpos frente al VIH-1, en colaboración con otros investigadores del Centro Nacional de Microbiología.
6. Utilización de vectores de terapia génica (Virus Recombinantes Adeno-Asociados; rAAV) para incorporar bNAbs y aplicarlos en estrategias profilácticas y terapéuticas

Trasplante de órganos

Nuestro grupo de investigación ha liderado múltiples investigaciones en el ámbito del trasplante de órganos. Específicamente, nuestra trayectoria se ha centrado en el estudio de las células mieloides que favorecen la tolerancia al órgano trasplantado.
Recientemente, nuestro laboratorio ha empleado un novedoso y revolucionario enfoque terapéutico en el que nanopartículas dirigidas específicamente hacia células mieloides in vivo previenen la inmunidad entrenada y promueven la aceptación de trasplante de órganos.
En la actualidad, el laboratorio trabaja para confirmar la identificación de la inmunidad entrenada como biomarcador y valor analítico para predecir el riesgo de rechazo bajo tres condiciones: reperfusión isquémica, alosensibilización e infección.

Toxoplasmosis y Protozoos intestinales

Estudio de zoonosis y enfermedades emergentes originadas por protozoos con especial interés en:
• Toxoplasmosis: Desarrollo de diagnóstico inmunológico y molecular en casos congénitos e inmunocomprometidos. Caracterización de aislados de Toxoplasma gondii de origen humano y animal, relación con epidemiología y virulencia.
• Protozoosis intestinales: Diagnóstico, caracterización, epidemiología y dinámicas de transmisión de las enfermedades ocasionadas por Cryptosporidium, Giardia, Blastocystis y Entamoeba histolytica, en el ámbito humano y animal. Asociaciones entre estos parásitos y la microbiota intestinal.
• Amebas de Vida Libre: Desarrollo de diagnóstico de Acanthamoeba, Naegleria fowleri y Balamuthia mandrillaris. Estudios de casos oftalmológicos y neurológicos. Detección en el hombre, animales y medioambiente. Relevancia e implicaciones en la epidemiología y control.

Taxonomía Bacteriana

Los objetivos de investigación se focalizan en los ámbitos de la Taxonomía Bacteriana y de la Microbiología en Salud Pública: 
• Asignación taxonómica bacteriana de especies emergentes, inusuales, de difícil identificación implicadas en infección humana
• Descripción de nuevas especies
• Estudio de la biología poblacional bacteriana mediante diferentes técnicas de tipificación: genes conservados (gyrB, secA, rpoB, tuf, etc), MLST (Multilocus sequence typing), MLVA ( Multiple Locus Variable-number Tandem Repeat Analysis) y/o secuenciación de genoma completo
• Epidemiología de la resistencia frente a antimicrobianos y factores de virulencia para determinados patógenos bacterianos en diferentes escenarios nosocomial/comunitario. 

Estos objetivos se abordan desde la perspectiva de la taxonomía polifásica (taxonomía feno- y genotípica) combinada con el estudio del genoma completo para la asignación de género/especie y análisis filogenéticos. Conjuntamente se realizan análisis de viruloma y resistoma para determinadas especies bacterianas (ver publicaciones) y para contextos de brote en Salud Pública. 

La investigación de la infección invasiva por Streptococcus pyogenes y otros estreptococos beta-hemolíticos, se realiza a través del Programa de Vigilancia del Centro Nacional de Microbiología con el estudio de los linajes circulantes en nuestro país.  

Líneas de investigación

• Descripción de nuevos géneros y especies bacterianas con repercusión clínica. 
• Estudio del entorno taxonómico, de virulencia y resistencia a antimicrobianos de bacterias anaerobias multirresistentes de interés clínico.
• Filogenia, caracterización de mecanismos moleculares de resistencia y plataformas genéticas en Nocardia spp y géneros afines. 
 • Streptococcus pyogenes: elementos genéticos móviles protagonistas en la evolución de serotipos pandémicos M1 y M89 causantes de infecciones invasivas. 
• Identificación de los genotipos circulantes en España de Brucella melitensis y de nuevas líneas clonales.
• Caracterización genética de las neurotoxinas responsables de botulismo humano en España.

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

Serología

- Diagnóstico etiológico mediante serología de enfermedades infecciosas.
- Rubéola, Sarampión y Parotiditis
- Infección neurológica
- Validación de ensayos para diagnóstico serológico
- Estudios de seroepidemiología de enfermedades vacunables

Sarampión, rubeola, parotiditis, parvovirus B19 y rabia

Epidemiología molecular, filogeografía y filodinámica de las enfermedades de la vacuna triple vírica (sarampión, rubéola y parotiditis). Desarrollo de nuevos marcadores moleculares para su vigilancia global.
Caracterización de las infecciones en pacientes vacunados con vacuna triple vírica. Búsqueda de determinantes genotípicos y fenotípicos de escape a vacuna. Caracterización de la respuesta inmune.
Epidemiología molecular, filogeografía y filodinámica de la rabia en España. Dinámica de la infección por EBLV-1 en murciélagos. Caracterización epidemiológica de la rabia importada en Ceuta y Melilla.
Búsqueda y caracterización de virus potencialmente emergentes en murciélagos ibéricos. Caracterización de la infección por lisavirus de murciélago Lleida (LLEBV).

Epidemiología molecular, filogeografía y filodinámica de las enfermedades de la vacuna triple vírica (sarampión, rubéola y parotiditis). Desarrollo de nuevos marcadores moleculares para su vigilancia global.
Caracterización de las infecciones en pacientes vacunados con vacuna triple vírica. Búsqueda de determinantes genotípicos y fenotípicos de escape a vacuna. Caracterización de la respuesta inmune.
Epidemiología molecular, filogeografía y filodinámica de la rabia en España. Dinámica de la infección por EBLV-1 en murciélagos. Caracterización epidemiológica de la rabia importada en Ceuta y Melilla.
Búsqueda y caracterización de virus potencialmente emergentes en murciélagos ibéricos. Caracterización de la infección por lisavirus de murciélago Lleida (LLEBV).

Resistencia a Antibióticos

- Detección y caracterización de mecanismos de resistencia a antibióticos emergentes, sobre todo a antibióticos de última línea como los antibióticos carbapenémicos y la colistina.

- Caracterización y trazabilidad interregional, mediante el análisis de secuencias de genomas completos, de clones de alto riesgo con múltiple resistencia a antibióticos, y de plásmidos epidémicos portadores de genes de resistencia.

- Identificación mediante recursos bio-informáticos de posibles dianas para el desarrollo de nuevos productos o moléculas relacionadas con el control de la resistencia a antibióticos (vacunas, pruebas diagnósticas, atenuantes de virulencia y otros) .

- Análisis de las tendencias evolutivas de la resistencia a antibióticos en patógenos bacterianos productores de bacteriemia; European Antimicrobial Resistance Surveillance Net (EARS-Net) del ECDC.

Nuestro objetivo general es aportar conocimiento precoz sobre cualquier mecanismo de resistencia a antibióticos emergente en nuestro país. Dicho aporte de conocimiento se fundamenta en unos objetivos transversales clave:

  1) La capacidad de adaptar la investigación a los problemas de resistencia emergentes

  2) La promoción de estudios de investigación cooperativos y multidisciplinares con diferentes centros españoles y extranjeros

  3) La transferencia ágil de los resultados de la investigación a la práctica clínica del Sistema Nacional de Salud

  4) El fomento de la interrelación de la investigación con la referencia, la asesoría, la formación y la divulgación.

Nuestros principales objetivos científicos son la caracterización de las bases moleculares de la resistencia a antibióticos en bacterias patógenas, el estudio de la epidemiología molecular y la estructura poblacional de las bacterias resistentes, la caracterización de los elementos genéticos móviles que portan los genes de resistencia, y el desarrollo de técnicas diagnósticas y alternativas terapéuticas frente a bacterias con resistencia extensa, basado en nuevas tecnologías como la secuenciación de genomas bacterianos. La investigación en las vías de diseminación de enterobacterias, Acinetobacter baumannii y Pseudomonas aeruginosa productores de carbapenemasas es uno de nuestros objetivos prioritarios.

Algunas iniciativas en las que participamos son la red europea de vigilancia de la resistencia a antibióticos (EARS-Net), el  sistema de la OMS desarrollado para apoyar el plan de acción mundial sobre la resistencia a los antimicrobianos (GLASS), la red española de investigación en patología infecciosa (REIPI), el Plan nacional contra la resistencia a antibióticos (PRAN), el Comité Coordinador de la red de laboratorios para la vigilancia de microorganismos resistentes, y la coordinación nacional de los proyectos CARBA-ES-2019 (nacional) y CCRE-survey (ECDC).

Líneas de investigación

- Detección y caracterización de mecanismos de resistencia a antibióticos emergentes, sobre todo a antibióticos de última línea como los antibióticos carbapenémicos y la colistina.

- Caracterización y trazabilidad interregional, mediante el análisis de secuencias de genomas completos (WGS), de clones de alto riesgo con múltiple resistencia a antibióticos, y de plásmidos epidémicos portadores de genes de resistencia.

- Identificación mediante recursos bio-informáticos de posibles dianas para el desarrollo de nuevos productos o moléculas relacionadas con el control de la resistencia a antibióticos (vacunas, pruebas diagnósticas, atenuantes de virulencia y otros).

- Análisis de las tendencias evolutivas de la resistencia a antibióticos en patógenos bacterianos productores de bacteriemia; European Antimicrobial Resistance Surveillance Net (EARS-Net) del ECDC y Global Antimicrobial Resistance Surveillance System (GLASS) de la OMS.

- Análisis del microbioma y resistoma del tracto gastrointestinal humano y su relación con la colonización por bacterias multi-resistentes y desarrollo de infecciones (metagenómica).

Las líneas de investigación actuales del grupo de Helmintos giran en torno a los siguientes temas:

Innovación de técnicas diagnósticas en helmintosis humanas (autóctonas / importadas / olvidadas)

Está línea de investigación está enfocada al desarrollo de TDSP y técnicas multianalito para su aplicación en enfoques diagnósticos integrales. Estas técnicas permiten la evaluación simultánea de múltiples biomarcadores, proporcionando una visión más completa y precisa del estado de salud de un paciente. Además, el trabajo incluye la incorporación de candidatos diagnósticos noveles, es decir, nuevos biomarcadores o moléculas que podrían ser útiles para la detección precoz o el seguimiento de enfermedades. Este enfoque busca mejorar tanto la precisión como la rapidez en el diagnóstico clínico.

Búsqueda de candidatos vacunales para helmintosis olvidadas por aproximaciones ómicas.

Esta línea de investigación se centra en encontrar candidatos vacunales para las helmintosis olvidadas mediante el uso de aproximaciones ómicas, como la genómica y proteómica empleando ensayos experimentales “in vitro” e “in vivo”. El enfoque ómico permite un análisis integral de los parásitos, ayudando a descubrir proteínas, antígenos y otros biomoléculas que desempeñan un papel fundamental en la infección y supervivencia del helminto dentro del hospedador. Estas biomoléculas pueden ser seleccionadas como candidatos para vacunas que podrían inducir una respuesta inmunitaria eficaz, bloqueando la capacidad del parásito para establecer infecciones o disminuir su impacto en los seres humanos. El objetivo final es mejorar el control de estas enfermedades desatendidas, proporcionando nuevas estrategias más efectivas que los tratamientos actuales..

Estudio de la inmunobiología de la interacción parásito-hospedador en helmintosis desde una perspectiva proteómica e inmunológica.

Estudiar la interacción entre los helmintos y sus hospedadores desde una perspectiva proteómica e inmunológica nos ayuda a entender los mecanismos moleculares que utilizan los parásitos para evadir o suprimir la respuesta inmunitaria del hospedador. El conocimiento generado en esta línea de trabajo no solo ayudará a entender mejor las complejas interacciones biológicas entre parásitos y hospedadores, sino que también puede proporcionar información clave para el desarrollo de nuevas terapias inmunológicas o vacunas contra las helmintosis, al identificar posibles blancos terapéuticos o mecanismos de defensa que puedan ser potenciados para combatir la infección.

Investigación de nuevas alternativas terapéuticas para enfermedades autoinmunes a partir de moléculas de helmintos.

Dado que los helmintos han desarrollado mecanismos sofisticados para modular el sistema inmunológico del hospedador y evitar ser eliminados, las moléculas que secretan pueden tener propiedades inmunomoduladoras. Estas moléculas podrían ser aprovechadas para tratar enfermedades autoinmunes, donde el sistema inmune ataca al propio cuerpo. El estudio se enfoca en identificar y caracterizar estas moléculas helmínticas con potencial terapéutico, investigando su capacidad para regular las respuestas inmunes y restaurar el equilibrio inmunológico en condiciones autoinmunes. El objetivo es desarrollar tratamientos innovadores que utilicen estos compuestos naturales para reducir la inflamación y el daño tisular en enfermedades como la artritis reumatoide, esclerosis múltiple o lupus, ofreciendo nuevas opciones más seguras y efectivas para los pacientes.

Presentación y Regulación Inmunes

• Análisis de las respuestas inmunes celulares frente a patógenos virales y bacterianos, mediante técnicas inmunoproteómicas, modelos in vivo con animales transgénicos y muestras humanas.
• Generación de virus recombinantes como vectores vacunales.
• Caracterización de CD69: regulación génica, función reguladora inmune en homeostasis e infección y su uso como diana terapéutica, edición génica por CRISPR en modelos animales y celulares, etc.
• Estudio de las respuestas inmunes celulares en enfermedades raras (artritis reactiva y síndrome del linfocito desnudo) y crónicas (espondiloartropatías).
• Inclusión de componentes del sistema inmune en la fabricación de tejidos humanos, especialmente piel, para uso clínico, farmacéutico y cosmético.

Patógenos Especiales

1.- Estudio de zoonosis emergentes producidas por bacterias: Anaplasma/Ehrlichia, Borrelia, Bartonella, Coxiella, Rickettsia, Francisella y Leptospira.
• Desarrollo y validación de nuevas técnicas de diagnóstico y genotipado.
• Epidemiología Molecular de Coxiella burnetii: asociación entre genotipos y diferentes manifestaciones clínicas.
• Descubrimiento de nuevos patógenos: descripción de variantes en reservorios, vectores, pacientes.
• Vigilancia de estos agentes en la naturaleza: cinética, ciclos de transmisión y reservorios.
• Estudio de brotes.
2.- Bacterias de potencial uso en bioterrorismo: Bacillus anthracis, Brucella spp., Burkholderia mallei, B. pseudomallei, C. burnetii, Francisella spp. y Yersinia pestis:
• Implementación de un Sistema de respuesta rápida.
• Desarrollo de nuevos métodos de detección.

​​​Líneas de investigación prioritarias

1.    Estudio de los procesos de latencia y reactivación del VIH-1: principales mecanismos homeostáticos responsables de la latencia proviral y la generación de los reservorios virales que imposibilitan la erradicación de la enfermedad.
2.    Estudio de dianas terapéuticas para impedir la replicación viral activa durante la infección aguda o primaria y para interferir con la renovación del reservorio viral: análisis de fármacos inhibidores de las kinasas de linfocitos PKC o kinasas de la familia Src como p56Lck.
3.    Análisis de los mecanismos de transactivación responsables de la replicación viral activa en linfocitos T CD4+: mecanismos virales implicados en reactivación del provirus.
4.    Estudio de mecanismos que impidan la infección y replicación viral eficaz en células del reservorio viral secundario como son los monocitos/macrófagos.
5.    Análisis de la resistencia a la infección por VIH-1 en linfocitos T CD4+ aislados de pacientes con distrofia muscular de cintura escapulohumeral/pélvica 1F (LGMD1F), que portan un defecto en el gen de la transportina-3 (tnpo3).
6.    Estudio de la sinergia NF-B/Tat para la identificación de nuevas dianas terapéuticas.
7.    Estudio de cambios de expresión en el transcriptoma y modificaciones postraduccionales en el proteoma de linfocitos T CD4+ que expresan Tat intracelular y su impacto sobre la estructura del citoesqueleto celular: mecanismo potencial de supervivencia de los reservorios virales.
8.    Análisis de los mecanismos de degradación de p65/RelA (NF-B) y su importancia en la infección por VIH-1.

9.    Estudio de las modificaciones en el metabolismo del RNA inducidas por la expresión intracelular de Tat y su papel en los mecanismos de supervivencia celular y aumento de la replicación viral.

Otras líneas de investigación

1.    Estudio de la respuesta humoral y celular desarrollada en pacientes con Long COVID o COVID persistente.
2.    Análisis de biomarcadores predictivos de gravedad en pacientes con distintas presentaciones de COVID-19.
3.    Estudio de la respuesta inmune frente a la infección natural por SARS-CoV-2 o por la vacunación frente al COVID-19 desarrollada por pacientes con enfermedades oncohematológicas en estado de inmunodeficiencia.
4.    Definición de biomarcadores predictivos de recaída en pacientes con leucemia mieloide crónica que hayan interrumpido el tratamiento con inhibidores de tirosina kinasas.

Patogénesis e inmunidad viral

A) Desarrollo de metodología point of care frente a hepatitis virales en el reservorio del VIH

El tratamiento precoz de las hepatitis virales reduce el deterioro progresivo del hígado y evita el trasplante hepático. Resulta esencial disponer de métodos diagnóstico rápido, sencillos y coste-efectivos, para el cribado, en la vigilancia epidemiológica y el diagnóstico virológico temprano de enfermedades virales hepáticas. Línea de investigación llevada a cabo en colaboración con el Dr. Ricardo Madrid (BioAssays S.L).​

B) Impacto de la coinfección y eliminación de las hepatitis virales en el reservorio del VIH

La coinfección por el VHC impacta en el reservorio del VIH, principal obstáculo para eliminar esta infección. Se realizan distintos abordajes del estudio del reservorio del VIH en pacientes VIH+ con distinta exposición al VHC, y tras su eliminación espontánea o con antivirales de acción directa, con el objetivo de identificar y proponer nuevas estrategias de eliminación/curación del VIH. Esta línea de Investigación se desarrolla en el seno del Grupo Multidisciplinar COVIHEP (COinfección por VIH y HEPatitis). 

C) Identificación de marcadores de senescencia inducida por virus y estrategias paliativas​

Las infecciones virales inducen una senescencia acelerada cuyo impacto afecta a la evolución de la enfermedad y a posibles comorbilidades. Nuestro objetivo es profundizar en los mecanismos que desencadenan la inmunosenescencia y estrés oxidativo asociado a infecciones virales e identificar nuevas estrategias terapéuticas que palien el envejecimiento prematuro en estos pacientes.

D) Impacto de SARS-CoV-2 en la infección por el VIH y hepatitis virales

Se desconocen las complicaciones a largo plazo de la infección por SARS-CoV-2 en personas que viven con VIH y/o hepatitis virales que podrían experimentar un desarrollo clínico de la enfermedad más desfavorable. La identificación de biomarcadores de gravedad no invasivos (como en sangre/plasma) resulta de especial interés en estos pacientes.

E) Origen y Epidemiología de la enfermedad hepática

​Estudio del origen y la dinámica de transmisión espacio-temporal de los virus hepáticos, clave para el entendimiento de su evolución y propagación, así como en el análisis de la carga global de las enfermedades, lo que podría ayudar a desarrollar programas de Salud Pública encaminados a prevenir y frenar su transmisión.

F) Impacto de la viremia de bajo grado del VIH

Se desconoce tanto el origen como los mecanismos de la viremia de bajo grado, presente entre el 3 y 16% que las personas que viven con VIH. Su presencia podría desembocar en un mayor riesgo de sufrir comorbilidades relacionadas con enfermedades cardiovasculares, cáncer y trastornos metabólicos.

G) Calidad del aire y su impacto en poblaciones vulnerables

La contaminación del aire agrava las patologías infecciosas y la salud cardiovascular y respiratoria. La evolución de la enfermedad en personas con enfermedades crónicas con VIH y hepatitis puede verse agravada tras la inhalación continua de contaminantes ambientales. Línea de investigación llevada a cabo en colaboración con el CNSA y el CNE del ISCIII.

H) Coinfección por VHE y protistas entéricos en el reservorio humano y animal: vigilancia e investigación

La coinfección entre virus y protistas entéricos podría influir en la cotransmisión y patogenicidad de dichas especies. Línea de investigación, bajo el concepto “One Health” que se centra en la vigilancia y estudio de la coinfección del VHE y protistas entéricos. Colaboración con el grupo multidisciplinar COHEPROEN (COinfección HEpatitis y PROtistas ENtéricos). ​

Nuevos antifúngicos y aspergilosis crónicas.

Epidemiología, resistencia y actividad de nuevos antifúngicos

El conocimiento de la epidemiología y la tasa de resistencia a los antifúngicos es esencial para un manejo adecuado de los pacientes y una estrategia de detección y diagnostico apropiada. La resistencia a los antimicrobianos es hoy una de las mayores amenazas para la salud mundial siendo el desarrollo y comercialización de nuevos compuestos una de las prioridades del sector de la salud. Se han realizado en colaboración con centros del Sistema Nacional de Salud varios estudios poblacionales, con el fin de conocer la epidemiología de los hongos filamentosos en España y la tasa de resistencia a los antifúngicos. Se ha encontrado que más de un 10% de las infecciones por hongos filamentosos están producidas por especies crípticas que suelen ser más resistentes a los antifúngicos. En los últimos años han aparecido varios compuestos con capacidad antifúngica que están en diferentes fases de desarrollo, en nuestro grupo se ensayan estos nuevos compuestos frente a los principales géneros de especies patógenas, incluyendo las especies crípticas multiresistentes. 

Aspergilosis Pulmonar Crónica y Aspergilosis Broncopulmonar alérgica

Estas enfermedades ocurren generalmente en personas inmunocompetentes. La incidencia de estas enfermedades es prácticamente desconocida. La ausencia de un diagnóstico apropiado y del tratamiento óptimo complica el manejo de estos pacientes. Varios estudios han documentado la presencia de cepas multiresistentes en estos pacientes, debido a tratamiento prolongados. En esta línea se está trabajando en mejorar el algoritmo diagnóstico de estas enfermedades, así como analizar la epidemiología de las especies aisladas en estas infecciones y la influencia de cambios en el micobioma pulmonar y ambiental.
 

Enfermedades fúngicas y Salud global

Muchos países de renta media y baja se encuentran en zonas de alta incidencia de hongos, sin embargo, tienen menos herramientas y capacidad diagnóstica para manejarlas. Con el fin de conocer la incidencia de las infecciones oportunistas por hongos y disminuir la muerte asociada a las mismas en pacientes que viven con VIH en Guatemala y en colaboración con el Fondo de acción Global para las infecciones fúngicas (GAFFI), se ha desarrollado una red de unidades de atención integral al sida e implementado un laboratorio central de diagnóstico, que hace de referencia para el diagnóstico en varias infecciones oportunistas. Se ha hecho un estudio de cohortes incluyendo a más de 2500 pacientes HIV+ con un seguimiento de un año. Se han tamizado las principales infecciones fúngicas en este grupo de pacientes permitiendo el acceso al diagnóstico y al tratamiento de las mismas en la mayor parte del país y consiguiendo una disminución de mortalidad en un año del 7%.

Vigilancia epidemiológica de los serotipos y genotipos que causan enfermedad neumocócica invasiva (ENI) en España. Caracterización molecular de factores de virulencia de neumococo. Identificación y caracterización de proteínas de neumococo candidatas a vacuna. Evaluación de mecanismos de evasión de la respuesta inmune en Streptococcus pneumoniae. Impacto de los biofilms bacterianos en la persistencia del tracto respiratorio. Mecanismos de cronicidad de aislados clínicos de neumococo en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

Vigilancia epidemiológica

Un pilar del laboratorio consiste en la vigilancia epidemiológica de los serotipos y genotipos que causan enfermedad neumocócica invasiva (ENI) en España. Nuestro laboratorio aporta información al Sistema Nacional de Salud procedente de la caracterización de las cepas circulantes, indicando el serotipo, genotipo y la sensibilidad antibiótica. La identificación de muestras con cultivo negativo (LCR y líquido pleural) se determina por PCR a tiempo real. El serotipado se realiza mediante la técnica de Dot-blot y PCR-secuenciación. El genotipado para el estudio de brotes y caracterización de clones asociados a cepas hipervirulentas y/o multirresistentes, se realiza mediante la técnica de MLST y análisis de genomas completos. Además, se determina la susceptibilidad antibiótica siguiendo los criterios EUCAST.

Caracterización molecular de factores de virulencia de neumococo e identificación y caracterización de proteínas de neumococo candidatas a vacuna

La cápsula polisacarídica del neumococo es el principal factor de virulencia, y la base de las actuales vacunas disponibles contra este patógeno. Debido a la elevada variabilidad de la cápsula, que diferencia actualmente a 100 serotipos, así como la existencia de cepas no capsuladas y al fenómeno del reemplazamiento de serotipos vacunales por serotipos no vacunales, es necesario un nuevo enfoque en cuanto al diseño de las vacunas dirigidas contra entre patógeno. Para ello, el laboratorio trabaja en la identificación de factores de virulencia y la caracterización del papel protector de proteínas conservadas en el neumococo que sirvan para el diseño de una vacuna universal contra este patógeno.

Evaluación de mecanismos de evasión de la respuesta inmune en Streptococcus pneumoniae

El proceso infeccioso de esta enfermedad requiere de una colonización del tracto respiratorio superior, posterior establecimiento en los pulmones, causando la neumonía, y su diseminación produciendo las patologías invasivas. Para ello emplea diversas estrategias de evasión del sistema inmune. Nuestro laboratorio estudia los diferentes mecanismos de evasión que se pueden producir en cada una de las etapas. Desde el punto de vista del patógeno se emplean mutantes de diferentes factores de virulencia, líneas celulares epiteliales y fagocitarias mientras que, para estudiar la respuesta inmune del huésped, se emplean modelos experimentales de colonización, neumonía y sepsis. Las principales técnicas analíticas son la citometría de flujo y la microscopía confocal.

Importancia del humo de tabaco y de la formación de los biofilms en la patogénesis bacteriana

El humo del tabaco es la principal causa de la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) caracterizada por una disminución de la función pulmonar y una serie de patologías asociadas. Una de las complicaciones recurrentes es la infección y reinfección por microorganismos, siendo el neumococo uno de los más habituales. El hecho de que neumococo, bajo estas condiciones, tenga la capacidad de persistir produciendo neumonías repetitivas, y se asocie a la aparición de multirresistencias a antibióticos, en muchos casos asociado a su capacidad de formación de biofilms, lo convierte en uno de nuestros objetivos de investigación.