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Investigación

Resistencia a Antibióticos

Líneas de investigación

Contenidos con Investigacion Resistencia a Antibióticos e IRAS .

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).

Investigación en infecciones multirresistentes

 

La emergencia y diseminación global de cepas bacterianas de diferentes especies con resistencia a distintas clases de antibióticos (cepas multirresistentes) supone una amenaza para la eficacia del tratamiento antibiótico. El Antibiotic Resistance Global Report publicado por la Organización Mundial de la Salud en 2014 destacó altas tasas de resistencia en varias especies de bacterias patógenas en cada una de las seis regiones incluidas en el estudio (WHO; 2014). Las infecciones causadas por bacterias resistentes están asociadas a una mortalidad significativa, produciendo más de 700.000 muertes al año, y se estima que esta cifra llegará a 10 millones de muertes anuales en 2050, si no cambia la tendencia actual (Antimicrobial Resistance Rev; 2015). En 2017, la Organización Mundial de la Salud identificó las especies bacterianas frente a las que deberían implementarse nuevas medidas de tratamiento y prevención (WHO 2017). En este informe se clasificaron las especies Gram negativas multirresistentes.

Acinetobacter baumanniiPseudomonas aeruginosa y Klebsiella pneumoniae con la prioridad más alta (Priority 1: Critical). Las tasas de resistencia a los antimicrobianos de primera línea de estas bacterias Gram-negativas multirresistentes se han incrementado a nivel global durante la última década, complicando significativamente el manejo clínico de las infecciones producidas por estos microorganismos. En este contexto, nuestro grupo está desarrollando las siguientes líneas de investigación:

1. Desarrollo de vacunas para infecciones multirresistentes

Esta línea de investigación tiene como objetivo del desarrollo preclínico de vacunas profilácticas y anticuerpos monoclonales terapéuticos para infecciones producidas por bacterias Gram negativas multirresistentes de difícil manejo clínico debido a la resistencia antimicrobiana. La investigación realizada en esta línea tiene como objetivo identificar y caracterizar antígenos de las bacterias multirresistentes (Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa) que sirvan para el desarrollo de anticuerpos monoclonales y vacunas a través de estudios epidemiológicos, genómicos y proteómicos.

2. Caracterización de tratamientos novedosos para infecciones multirresistentes

Esta línea de investigación tiene como objetivo identificar y caracterizar nuevos tratamientos basados en moléculas novedosas y/o combinaciones de antibióticos existentes para infecciones producidas por bacterias Gram negativas multirresistentes.  También se emplean técnicas moleculares y "omicas" para la identificación de nuevas dianas para el desarrollo de antibióticos novedosas. 

3. Desarrollo de vacunas frente a SARS-CoV-2

Debido la situación producida por la propagación del SARS-CoV-2 urge la realización de estudios que tienen como objetvo el desarrollo de vacunas profilácticas.  Nuestro grupo lidera el desarrollo de un prototipo de vacuna basado en ADN plasmídico que expresa antígenos de SARS-CoV-2 y la caracterización de la respuesta inmune inducida por esta vacuna en un modelo murino de inmunización.

Caracterización molecular de los estafilococcus

​El Laboratorio de Referencia e investigación en Infecciones Relacionadas con la Asistencia Sanitaria dispone de un Programa de Vigilancia de Staphylococcus aureus y Estafilococos coagulasa negativa y de la siguiente cartera de servicios:

Estafilococos coagulasa negativa

Identificación:

Por secuencia del gen 16S del ARN ribosómico

Por secuencia del gen rpoB

Por secuencia del gen tuf

 

Marcadores moleculares

Perfil por PFGE

SSC

mec

MLST

 

Detección de genes

Genes mec

Genes de resistencia

Mecanismos de resistencia al linezolid

Dominio V del gen 23S ARNr

Gen rplC (riboproteína L3)

Gen rplD (riboproteína L4)

Gen rplV (riboproteína L22)

 

 

Staphylococcus aureus

Identificación:

PCR del gen Sau

Por secuencia del gen 16S del ARN ribosómico

Por secuencia del gen rpoB

Por secuencia del gen tuf

 

Marcadores moleculares

PFGE

MLST

SSC

mec

Spa-tipo

 

Detección de genes

Genes mec

Gen PVL

Toxinas exfoliativas (SST)

Toxina del Shock Tóxico (TSST)

Proyectos de investigación

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Financiación activa:

1. STOPINFECTIONS: Desarrollo de la primera vacuna válida internacional contra la neumonía resistente a antibióticos. Convocatoria ​Retos de Colaboración 2019. Proyecto RTC 2019-007058-1 financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033.  

2. AMREADY: Desarrollo y fabricación de vacunas como soluciones y preparación ante la crisis sanitaria mundial por la resistencia a antibióticos. Convocatoria Proyectos I+D+i en líneas estratégicas, en colaboración público-privada 2021. Número de expediente PLEC2021-008078. Proyecto PLEC2021-008078 financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/PRTR.


 

3. TRANSVAC DS: Design Study for a European Vaccine R&D Infrastructure. (Unión Europea; Horizonte 2020) Work Package Leader: Michael McConnell. 2020-2022. 1.900.000 €.

4. Development of a multiepitope vaccine for the prevention of COVID-19. (CaixaImpulse Program) CF01-0002. IP: Michael McConnell. 2020-2020. 300.000 €.

5. NANOVAX: Desarrollo de nanopartículas funcionalizadas para mejorar la respuesta a vacunas frente a enfermedades infecciosas. (DTS19CIII/0007) Instituto de Salud Carlos III. IP: Michael McConnell. 2020-2021. 86.000 €.

6.  Desarrollo preclínico de vacunas basadas en ADN plasmídico para la prevención de infecciones por Klebsiella pneumoniae y Acinetobacter baumannii multirresistentes. Instituto de Salud Carlos III (FIS). Co-IP: Michael McConnell. 2019-2021. 97.700 €.

7. Coordinación de actividades de investigación en el CNM para realizar una respuesta integradora frente a la pandemia por SARS-COV-2 en España. Work Package Leader: Michael McConnell. 2020-2021. 325.909 €.

8. Investigación para el desarrollo de vectores de expresión de antígenos de Actinobacillus pleuropneumonia. IP: Michael McConnell. 2019-2022. 11.000 €.

9. Investigación de anticuerpos frente a Acinetobacter baumanniiCo-IP Michael McConnell. 2018-2021. 40.400 €.

10. KapaVax: Development of a trivalent vaccine for the prevention of infection caused by Acinetobacter baumanniiPseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae. CARB-X. IP (ISCIII): Michael McConnell. 2019-2021. 89.615 €.

11. Estudio de la cinética y reactividad de los anticuerpos neutralizantes en pacientes recuperados de COVID-19. Fundación Mutua Madrileña. Work Package Leader: Michael McConnell. 2020-2021. 80.000 €.

12. STOP-Coronavirus: factores clínicos, inmunológicos, genómicos, virológicos y bioéticos de COVID-19. (ISCIII: COV20-00181). 2020-2021. 1.200.000€.

13. Desarrollo de herramientas computacionales basadas en "big data" genómico para el diagnóstico de precisión de sepsis bacteriana. (MPY 509/19). IP: Javier Martín Galiano. 2020-2022- 74,400 €.​

  En el Laboratorio de I.R.A.S., también denominado de "Infecciones Intrahospitalarias", nos centramos actualmente en la caracterización molecular de los estafilococos, tanto S. aureus, como coagulasa negativos.

   Los marcadores moleculares habituales, en el caso de los S. aureus son: electroforesis en campo pulsado (PFGE), tipificación multilocus de secuencias (MLST), tipo de casete cromosómico estafilocócico (SSCmec), tipificación spa, También detectamos, entre otros, los genes mec y PVL, los genes que codifican la Toxina exfoliativa (SST) y la Toxina del Shock Tóxico. Asimismo, para la identificación de los estafilococos coagulasa negativos, secuenciamos los genes 16S, rpoBtuf., a los que también aplicamos PFGE, SSCmec, MLST.

   Nuestras líneas de investigación se centran, por un lado, en el estudio de los mecanismos de resistencia a las oxazolidinonas: gen cfr, dominio del gen 23S ARNr , gen rplC (riboproteína L3), gen rplD (riboproteína L4), gen rplV (riboproteína L22). Hemos detectado, por primera vez, la existencia de nuevas mutaciones en la riboproteína L4 en un paciente con fibrosis quística. Aparte de los estudios llevados a cabo de las resistencias al linezolid en distintos hospitales, estudiamos en colaboración con la  Universidad de Tsukuba (Japón) y la Universidad Europea la prevalencia del plásmido pSCFS7 entre cepas cfr positivas de distintos hospitales españoles.

   Por otra parte, participamos en estudios multicéntricos (2002-2014) para conocer mejor el estado de la población estafilocócica española, centrándonos fundamentalmente en las cepas de S. aureus resistentes a meticilina (SARM); dado que es un importante patógeno humano que causa una amplia variedad de infecciones que pueden ser leves, como  algunas infecciones de piel y partes blandas, o graves, como bacteriemia, endocarditis, neumonía e infecciones de localización quirúrgica. Además, pueden producir una colonización asintomática, lo que facilita su transmisión y diseminación. Desde su descripción  inicial en 1959 y durante varias décadas, el SARM se había considerado un patógeno confinado al ámbito sanitario, pero a partir de la década de los noventa, se describe la emergencia de cepas SARM responsables de infecciones aparentemente adquiridas en la comunidad.

Dentro de esta línea estamos colaborando en el proyecto: "Colonización por S. aureus resistente a la meticilina en niños sanos de la comunidad (estudio C.O.S.A.C.O.)", que es un estudio multicéntrico de ámbito nacional.

También colaboramos con otros laboratorios en distintos estudios, como: "Mecanismos de patogenicidad y protección en bacterias Gram positivas causantes de enfermedades respiratorias y bacteriemia". 

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Kpi, a chaperone-usher pili system associated with the worldwide-disseminated high-risk clone Klebsiella pneumoniae ST-15

2. Gato E, Vázquez-Ucha JC, Rumbo-Feal S, Álvarez-Fraga L, Vallejo JA, Martínez-Guitián M, Beceiro A, Ramos Vivas J, Sola Campoy PJ, Pérez-Vázquez M, Oteo Iglesias J, Rodiño-Janeiro BK, Romero A, Poza M, Bou G, Pérez A. Kpi, a chaperone-usher pili system associated with the worldwide-disseminated high-risk clone Klebsiella pneumoniae ST-15. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Jul 21;117(29):17249-17259.

PUBMED DOI

Ludden C, Lötsch F, Alm E, Kumar N, Johansson K, Albiger B, Huang TD, Denis O, Hammerum AM, Hasman H, Jalava J, Räisänen K, Dortet L, Jousset AB, Gatermann S, Haller S, Cormican M, Brennan W, Del Grosso M, Monaco M, Schouls L, Samuelsen Ø, Pirš M, Cerar T, Oteo-Iglesias J, Pérez-Vázquez M, Sjöström K, Edquist P, Hopkins KL, Struelens MJ, Palm D, Monnet DL, Kohlenberg A. Cross-border spread of blaNDM-1 and blaOXA-48 positive Klebsiella pneumonia: a European collaborative analysis of whole genome sequencing and epidemiological data

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Moure Z, Lara N, Marín M, Sola-Campoy PJ, Bautista V, Gómez-Bertomeu F, Gómez-Dominguez C, Pérez-Vázquez M, Aracil B, Campos J, Cercenado E, Oteo-Iglesias J; Spanish Linezolid-Resistant Enterococci Collaborating Group. Interregional spread in Spain of linezolid-resistant Enterococcus spp. Isolates carrying the optrA and poxtA genes. Int J Antimicrob Agents

Moure Z, Lara N, Marín M, Sola-Campoy PJ, Bautista V, Gómez-Bertomeu F, Gómez-Dominguez C, Pérez-Vázquez M, Aracil B, Campos J, Cercenado E, Oteo-Iglesias J; Spanish Linezolid-Resistant Enterococci Collaborating Group. Interregional spread in Spain of linezolid-resistant Enterococcus spp. Isolates carrying the optrA and poxtA genes. Int J Antimicrob Agents. 2020 Jun;55(6):105977. PUBMED. DOI.

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Epidemic of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in Europe is driven by nosocomial spread

4. David S, Reuter S, Harris SR, Glasner C, Feltwell T, Argimon S, Abudahab K, Goater R, Giani T, Errico G, Aspbury M, Sjunnebo S; EuSCAPE Working Group; ESGEM Study Group, Feil EJ, Rossolini GM, Aanensen DM, Grundmann H et al. Epidemic of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in Europe is driven by nosocomial spread. Nat Microbiol. 2019 Nov;4(11):1919-1929.

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Spanish Antibiotic Resistance Surveillance Program Collaborating Group. Characterization of Carbapenemase-Producing Klebsiella oxytoca in Spain, 2016-2017

5. Pérez-Vazquez M, Oteo-Iglesias J*, Sola-Campoy PJ, Carrizo-Manzoni H, Bautista V, Lara N, Aracil B, Alhambra A, Martínez-Martínez L, Campos J. Spanish Antibiotic Resistance Surveillance Program Collaborating Group. Characterization of Carbapenemase-Producing Klebsiella oxytoca in Spain, 2016-2017. Antimicrob Agents Chemother. 2019 May 24; 63(6).

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Oteo J, Mencía A, Bautista V, Pastor N, Lara N, González-González F, García-Peña FJ, Campos J. Colonization with Enterobacteriaceae-Producing ESBLs, AmpCs, and OXA-48 in Wild Avian Species

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Barrado L, Pérez-Vázquez M, Del Pozo JL, Martín-Salas C, Leiva J, Mazón A, Ezpeleta C, Oteo J. Clonal transmission of NDM-5-producing Escherichia coli belonging to high-risk sequence type ST405

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Grundmann H, Glasner C, Albiger B, Aanensen DM, Tomlinson CT, Andrasević AT, Cantón R, Carmeli Y, Friedrich AW, Giske CG, Glupczynski Y, Gniadkowski M, Livermore DM, Nordmann P, Poirel L, Rossolini GM, Seifert H, Vatopoulos A, Walsh T, Woodford N, Monnet DL; European Survey of Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae (EuSCAPE) Working Group. Occurrence of carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli in the European survey of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (EuSCAPE): a prospective, multinational study

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7. Esteban-Cantos A, Aracil B, Bautista V, Ortega A, Lara N, Saez D, Fernández-Romero S, Pérez-Vázquez M, Navarro F, Grundmann H, Campos J, Oteo J*; EuSCAPE-Spain Network. The Carbapenemase-Producing Klebsiella pneumoniae Population Is Distinct and More Clonal than the Carbapenem-Susceptible Population. Antimicrob Antimicrob Agents Chemother. 2017 Mar 24;61(4). pii: e02520-16

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Carbapenemase-producing Escherichia coli is becoming more prevalent in Spain mainly because of the polyclonal dissemination of OXA-48

9. Ortega A, Sáez D, Bautista V, Fernández-Romero S, Lara N, Aracil B, Pérez-Vázquez M, Campos J, Oteo J*; Spanish Collaborating Group for the Antibiotic Resistance Surveillance Programme. Carbapenemase-producing Escherichia coli is becoming more prevalent in Spain mainly because of the polyclonal dissemination of OXA-48. J Antimicrob Chemother. 2016; 71(8):2131-8.

PUBMED DOI

Carbapenemase-Producing Klebsiella pneumoniae From Transplanted Patients in Brazil: Phylogeny, Resistome, Virulome and Mobile Genetic Elements Harboring blaKPC2 or blaNDM-1

Raro OHF, da Silva RMC, Filho EMR, Sukiennik TCT, Stadnik C, Dias CAG, Oteo, Iglesias J, Pérez-Vázquez M. Carbapenemase-Producing Klebsiella pneumoniae From Transplanted Patients in Brazil: Phylogeny, Resistome, Virulome and Mobile Genetic Elements Harboring blaKPC2 or blaNDM-1.Front Microbiol. 2020 jul 15;11:1563.

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Carbapenemase-producing Pseudomonas aeruginosa in Spain: interregional dissemination of the high risk-clones ST175 and ST244 carrying blaVIM-2, blaVIM-1, blaIMP-8, blaVIM-20 and blaKPC-2

Pérez-Vázquez M, Sola-Campoy PJ, Zurita ÁM, et al. Carbapenemase-producing Pseudomonas aeruginosa in Spain: interregional dissemination of the high risk-clones ST175 and ST244 carrying blaVIM-2, blaVIM-1, blaIMP-8, blaVIM-20 and blaKPC-2.Int J Antimicrob Agents. 2020;106026.

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Prospective multicenter study of carbapenemase producing Enterobacteriaceae from 83 hospitals in Spain: High in vitro susceptibility to colistin and meropenem

Oteo J*, Ortega A, Bartolomé R, Bou G, Conejo C, Fernández-Martínez M, González-López JJ, Martínez-García L, Martínez-Martínez L, Merino M, Miró E, Mora M, Navarro F, Oliver A, Pascual Á, Rodríguez-Baño J, Ruiz-Carrascoso G, Ruiz-Garbajosa P, Zamorano L, Bautista V, Pérez-Vázquez M, Campos J; GEIH-GEMARA (SEIMC) and REIPI. Prospective multicenter study of carbapenemase producing Enterobacteriaceae from 83 hospitals in Spain: High in vitro susceptibility to colistin and meropenem. Antimicrob Agents Chemother. 2015; 59(6): 3406-12.

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Emergence of NDM-producing Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli in Spain: phylogeny, resistome, virulence and plasmids encoding blaNDM-like genes as determined by WGS

Pérez-Vázquez M, Sola Campoy PJ, Ortega A, Bautista V, Monzón S, Ruiz-Carrascoso G, Mingorance J, González-Barberá EM, Gimeno C, Aracil B, Sáez D, Lara N, Fernández S, González-López JJ, Campos J, Kingsley RA, Dougan G,Oteo-Iglesias J; Spanish NDM Study Group. Emergence of NDM-producing Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli in Spain: phylogeny, resistome, virulence and plasmids encoding blaNDM-like genes as determined by WGS. J Antimicrob Chemother. 2019 Dec 1; A 74(12):3489-3496.

PUBMED DOI

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Información adicional

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 que consideramos claves como son 1) la capacidad de adaptar la investigación a los problemas de resistencia emergentes, 2) la promoción de estudios de investigación cooperativos y multidisciplinares trabajando en red con diferentes centros españoles y extranjeros, 3) la transferencia de los resultados de la investigación de forma ágil a la práctica clínica del sistema nacional de salud, y 4) el fomento de la interrelación de la investigación con la referencia, la asesoría, la formación y la divulgación buscando la potenciación de todos ellos.De forma más específica, 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 a los antibióticos.En este sentido, la investigación en las vías de diseminación de enterobacterias, Acinetobacter baumannii y Pseudomonas aeruginosa productores de carbapenemasas (como paradigma de la resistencia extensa y pan-resistencia) es uno de nuestros objetivos prioritarios en la actualidad.

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