lunes, 14 de enero de 2019

En el laboratorio de bioseguridad de nivel 3 (BSL3)


En un laboratorio de bioseguridad de nivel 3:
 microorganismos patógenos

Serpientes, arañas, escorpiones, anfibios, caracolas, gusanos, pulpos, … son algunos de los animales más peligrosos que existen. Producen potentes venenos capaces de paralizar a sus víctimas o de defenderse de los depredadores. Suelen ser neurotoxinas o citotoxinas que afectan a las neuronas, lisan los eritrocitos o atacan las células cardiacas.

El pez globo es probablemente el segundo vertebrado más venenoso del mundo, después de la rana dardo dorada, un pequeño anfibio de la selva colombiana. El pez globo produce una neurotoxina, la tetrodotoxina, que se acumula en sus vísceras (como el hígado y los ovarios) y en la piel. Afecta a la sinapsis neuronal y es una de la toxinas más potentes y rápidas que se conocen. Afecta al diafragma por lo que la víctima acaba muriendo por asfixia. 

Fórmula de la tetrodotoxina.

La carne de pez globo se considera un manjar exclusivo y exquisito en Japón y en otros países orientales, que le denominan fugu. Unos pocos microgramos son suficiente para provocar la muerte. No hay antídoto conocido, así que si lo cocinan mal, puede provocar la muerte. Cada año mueren alguna persona en Japón, por consumo de fugu contaminado con la toxina. En otros países el consumo de pez globo está prohibido.


¡Cuidado con el fugu!

¿Y qué pasa con las bacterias? ¿Hay bacterias peligrosas?
 ¿Cómo podemos manipular o trabajar con microorganismos patógenos?

La inmensa mayoría de los microbios son unos buenos tipos: gracias a ellos es posible la vida en el planeta, son la base de la biotecnología, limpian nuestros desechos y  tienen funciones relevantes en la industria alimentaria, por ejemplo.

Pero es verdad que algunos microbios tiene su lado oscuro y algunos son malos pero que muy malos. Algunos son agentes patógenos que producen desde enfermedades leves hasta incluso la muerte. Por eso, los microorganismos se clasifican en cuatro grupos de riesgo según los siguientes factores: 

- la virulencia del microorganismo, 
- el modo en el que se trasmite y el tipo de huésped que infecta, 
- la disponibilidad de medidas preventivas efectivas (como vacunas), 
- la disponibilidad de un tratamiento efectivo (antibióticos y otros quimioterápicos) y la resistencia a los mismos. 

Cada grupo de riesgo requiere unas condiciones de trabajo concretas, unos laboratorios con niveles de bioseguridad específicos. 

Hoy vamos a visitar el Laboratorio de Bioseguridad de nivel 3 (BSL 3) del Departamento de Microbiología y Parasitología de la Universidad de Navarra, una instalación que permite trabajar con microorganismos del grupo de riesgo 3

Este grupo incluye agentes patógenos para el ser humano o animales, cuyo contagio entre personas es poco frecuente, suponen un alto riesgo individual pero bajo riesgo para la comunidad y para los que existen medidas preventivas y/o terapéuticas. Entre los microorganismos del grupo 3 están bacterias como Mycobacterium tuberculosis, Yersinia pestis o Brucella y virus como el VIH, fiebre amarilla o la rabia, entre otros.


En el nuevo capítulo de la serie “Los microbios en el museo” de #microBIOscope visitamos el Laboratorio de Bioseguridad de nivel 3 (BSL 3) del Departamento de Microbiología y Parasitología de la Universidad de Navarra:



La clasificación completa de los microorganismos según su biopeligrosidad es la siguiente:

- Los microorganismos del grupo 1 son gentes no asociados con enfermedades en humanos y animales. El riesgo de infección a nivel individual o colectivo es nulo. A este grupo pertenecer muchas bacterias ambientales, como Rhizobium, Bacillus subtilis o ciertas cepas de Escherichia coli.

- Los del grupo de riesgo 2 son microorganismos asociados con enfermedades humanas raramente serias, para las cuales siempre hay disponibles medidas preventivas y/o terapéuticas. El riesgo de diseminación de la infección es limitado, el riesgo individual moderado y bajo para la comunidad. Algunos ejemplos de este tipo de microorganismos son Campylobacter jejuni, Helicobacter pylori, Neisseria gonorrhoeae, Salmonella typhimurium, Toxoplasma gondii, Adenovirus, Papovavirus, entre otros.

- Los agentes del grupo 3 ya se han explicado más arriba.

- Los más peligrosos son los del grupo 4: agentes causantes de enfermedades humanas o animales serias o letales, para las cuales normalmente no hay disponibles ni medidas preventivas y/o terapéuticas. El contagio entre individuos infectados se da fácilmente, y hay un alto riesgo de infección individual y colectivo. Muchos de estos agentes causan brotes infecciosos en países tropicales en Asia, Latinoamérica y África, son enfermedades infecciosas emergentes y muy graves. En este grupo se incluyen algunos de los virus más peligrosos como el de la viruela, los que producen fiebres hemorrágicas como los Filovirus Ébola y Marburg, y otros de los grupos Arenavirus, Bunyavirus y Paramyxovirus

Para más información:


- Los más malos entre los malos: nivel 4 de bioseguridad (incluye vídeo de una instalación BSL4)

Con la colaboración de:





lunes, 7 de enero de 2019

Hacia una vacuna universal contra la gripe


El desarrollo de una vacuna universal contra la gripe es una prioridad

Cada año cuando comienza la temporada de gripe nos insisten en vacunarnos otra vez contra el virus. Cada año la misma historia, una vacuna nueva. Pero, ¿por qué tenemos que revacunarnos anualmente? ¿por qué no hay una vacuna contra la gripe que sirva para todos los años? Seguro que es un truco de las grandes compañías farmacéuticas para vendernos vacunas cada año y sacarnos así más dinero.

Pues va a ser que no. La razón por la que necesitamos una vacuna nueva cada temporada es porque cada año circulan nuevos virus de la gripe diferentes de la temporada anterior, y una vacuna que protege contra las cepas del virus de la pasada temporada no confiere protección contra los virus  que circulan en la actualidad. Y esto es así porque la vacuna induce la producción de anticuerpos que reconocen la parte variable del virus.

Desde hace décadas los científicos están trabajando en desarrollar una vacuna universal contra la gripe, que proteja contra los virus durante al menos varios años. Pero desarrollar una nueva vacuna lleva muchos años de trabajo. Actualmente existen varios candidatos de vacunas universales contra la gripe que ya están en distintas fases de ensayos clínicos. Se emplean distintas estrategias para generar inmunidad frente a partes menos variables, más conservadas entre las distintas cepas del virus. Veamos algunas de ellas.


 Virus de la gripe. Imagen microscopía electrónica (Fuente)

El virus de la gripe tiene dos glicoproteínas en su superficie: la hemaglutinina (HA), que ayuda al virus a entrar dentro de la célula; y la neuraminidasa (NA), que ayuda al virus a salir de la célula y extenderse de una célula a otra. La hemaglutinina tiene forma de “chupa chups”: una cabeza muy variable y un tallo o palito muy conservado entre las distintas cepas. La mayoría de las vacunas se desarrollan para bloquear la HA.

Las vacunas actuales inducen anticuerpos frente a la parte variable de la HA, pero algunos prototipos de vacunas universales se dirigen hacia el palito del “chupa chups”, la parte más conservada y común a la mayoría de los virus. Es el caso de la vacuna con proteínas quiméricas de la HA, que desarrolla GlaxoSmithKline. Esta vacuna está compuesta por una cabeza que proviene de un virus aviar exótico, y el palito común que proviene de un virus de la gripe A humana del tipo H1 o H3. Cuando inmunizan animales con esta vacuna se producen más anticuerpos frente al tallo común que frente a la cabeza variable.



Para saber más sobre la HA y la NA el virus de la gripe puedes leer este artículo.


Estas vacunas con HA quiméricas se suelen administrar en inmunizaciones secuenciales: primero se inmuniza con vacunas vivas atenuadas y después con vacunas inactivas. Por una parte las vacunas vivas se administran intranasalmente, lo que estimula sobre todo la inmunidad mucosal (anticuerpos y células T). Luego, la vacuna inactiva, vía intramuscular, proporciona una respuesta inmune de anticuerpos más fuerte. Se ha comprobado que estas vacunaciones secuenciales en varias dosis, aunque sean más costosas en tiempo y dinero, proporcionan una mayor protección frente a las zonas comunes del virus.

Otra estrategia distinta son las vacunas dirigidas hacia las zonas más conservadas de la cabeza de la HA, que bloquean las primera etapas de la entrada del virus. Una de estas es la vacuna M-001 de BiondVax, probablemente la que está más avanzada en los ensayos clínicos (fase III). Esta vacuna no contienen virus, ni vivos ni muertos, es una vacuna compuesta por nueve pequeños péptidos de epitopos (las partes de un antígeno que son reconocidas de forma concreta y específica por el sistema inmune) muy conservados comunes a 40.000 virus de la gripe. Estos epitopos son de diferentes proteínas derivadas de cepas de virus de tipo A y B: la proteína M1, una proteína de la matriz; la NP, una núcleoproteina que rodea o reboza al RNA viral; y una parte conservada de la hemaglutinina HA. De momento se ha comprobado que esta nueva vacuna tiene un efecto sinérgico cuando se administra con la vacuna estándar, proporcionando una inmunidad mucho más amplia. Se han realizado ya seis ensayos clínicos con un total de 689 participantes, demostrado que la vacuna es bien tolerada y genera una buena y amplia respuesta inmune. Ahora se va evaluar cómo protege contra una infección con virus de la gripe. Los resultados se tendrán a finales de 2020. Se trata de vacunar a un grupo con dos dosis de M-001 y a otro control con placebo y comprobar el número de casos o de gripe con cada grupo, durante dos temporadas. De momento, no se sabe si la vacuna será efectiva contra cualquier tipo de virus de la gripe.


 Estructura del virus influenza.

Otra estrategia dirigida contra la cabeza de la HA consiste en la generación de antígenos reactivos de amplio espectro optimizados mediante computación, COBRA en inglés (el candidato de Sanofi-Pasteur). Se trata de una técnica de vacunología reversa, esto es, generar secuencias consenso de la proteína HA mediante comparación y análisis bioinformáticos de forma que se genera una proteína que incluya los cambios que ha sufrido la HA del virus durante los últimos años. Las vacunas basadas en estas proteínas protegerían, en teoría , frente a las cepas circulantes en el pasado, en el presente y en el futuro. Así, ya se han obtenido candidatos COBRA basados en virus H1N1 capaces de neutralizar hasta 17 cepas distintas de virus H1N1. También se están ensayando distintas combinaciones o cócteles de HA COBRA que representan distintos subtipos de los  virus de la gripe, o partículas semejantes a virus (VLP, virus like particules) que expresan en su superficie distintos tipos de HA COBRA.

Además de distintas formulaciones de virus, existe otras estrategias que se basan en el papel de los adyuvantes. Los adyuvantes son sustancias incorporadas al antígeno o inyectadas simultáneamente con él, que hacen más efectiva la respuesta inmune. Los adyuvantes aumentan la inmunogenicidad de los antígenos y así se puede reducir la cantidad de antígeno y el número de inmunizaciones necesarias. De esta forma aumenta la eficacia de las vacunas. Los adyuvantes actúan aumentando la disponibilidad del antígeno en las células presentadoras de antígeno, o activando directamente los receptores celulares de las células del sistema inmune e induciendo la liberación de citoquinas. Según esto, algunos investigadores proponen mejorar los adyuvantes para transformar una vacuna de la gripe estacional en una vacuna universal, al menos en teoría. Por ejemplo, se ha desarrollado un nuevo adyuvante, el TRAC-478 capaz de estimular varios receptores celulares de las células presentadoras de antígenos:  el receptor TLR4 que reconoce infecciones bacterianas y el TLR7/8 que reconocen infecciones virales. De esta forma, este adyuvante proporciona una respuesta inmune mucho más potente y duradera. Una vacuna con este ayudante puede dar resultados mucho mejores, incluso contra virus no incluidos en la vacuna, universales.

Como veis, existen varias estrategias en curso. Aunque los ensayos requieren muchos años de investigación, es muy probable que dentro de poco tengamos disponibles nuevas vacunas contra la gripe más eficaces, que protejan frente a todos los grupos de virus A y B, durante más de una temporada y para todos los grupos de edad. Llegará, pero de momento hay que recordar que las vacunas actuales son la mejor forma de prevenir la gripe y evitar las complicaciones, a veces mortales, contra este virus.

Para más información:

Towards a universal influenza vaccine: different approaches for one goalSautto, G.A., y col. Virol J. 2018. 15(1):17.

jueves, 27 de diciembre de 2018

EL UNIVERSO INVISIBLE QUE COMPARTES CON TUs MASCOTAS

Tu perro, tu gato y tú compartís mucho más de lo que imaginas. Y no me refiero a vuestro día a día o a vuestro amor. Con tu perro compartes microbios o, en términos científicos, microbiota. Aunque a primera vista podría parecerte desagradable, desempeña un papel imprescindible en tu salud y en la suya. Aquí te explico los secretos de esos desconocidos microorganismos para ayudarte a entender el impacto que tienen en tu salud y en la de tus mascotas.


Si te interesa saber más sobre el tema:

- El poder de los cachorros (de "El rincón de Pasteur", Investigación y Ciencia)

- Ponga un perro en su vida (de "Microbios desde el Museo, A vivir Navarra, Cadena SER)

viernes, 7 de diciembre de 2018

El virus VIH: conoce tu estado



Diagnóstico + tratamiento = prevención

Cada año en diciembre se celebra el Día Mundial de la Lucha Contra el SIDA, esta vez con el lema “Conoce tu estado”. En el nuevo capítulo de la serie “Los microbios en el museo” de #microBIOscope te explico cómo funciona el autodiagnóstico del VIH.


SIDA: diagnóstico = prevención

No existe un solo tipo de virus VIH, hay varios tipos, grupos y subgrupos de virus VIH. Hoy no cabe ninguna duda de que el origen de todos ellos son retrovirus de simios, virus de diferentes primates que en distintos momentos históricos han pasado y se han adaptado al ser humano.  Todos además se han originado en distintas zonas de África.


Hay muchos tipos, grupos y subgrupos del virus VIH.

Al comparar las secuencias de los genomas de los VIH humanos y de retrovirus de simios (SIV), podemos concluir lo siguiente. El virus VIH-1 del grupo M es el más antiguo y debió aparecer en las primeras décadas de 1900 a partir de retrovirus de chimpancés. Alrededor de los años 20 se originó el virus del grupo O,  relacionado con retrovirus de gorilas, lo mismo que el P. La aparición del grupo N quizá sea de alrededor de los años 60, relacionado con retrovirus también de chimpancés. El VIH-2 es el más reciente, entre los años 60-70, y parece estar relacionado con los retrovirus de un tipo de macacos. Por tanto, el origen de los virus VIH está en los retrovirus de primates (SIV), de distintos tipos de primates, que en momentos concretos y en varias ocasiones a lo largo del último siglo fueron adaptándose al ser humano.


El origen del VIH son los retrovirus de simios, diferentes virus de primates que en distintos momentos históricos han pasado y se han adaptado al ser humano. Fuente ref 1.

Sobre el futuro del SIDA hay que ser optimista. Aunque de momento no haya una vacuna y los efectos secundarios de la terapia sean importantes, los tratamientos actuales antirretrovirales han conseguido hacer del SIDA una enfermedad crónica: se pueden estar muchos años con tratamiento con una calidad de vida aceptable y evitando que aparezcan los síntomas del SIDA.

Además, cada vez hay más datos que demuestran que el tratamiento antirretroviral temprano tiene unos efectos beneficiosos tanto para las personas infectadas por el HIV como para sus parejas no infectadas. Por tanto, el tratamiento es prevención, y los beneficios de la terapia antirretroviral son una esperanza que puede ayudar a controlar la transmisión del SIDA de manera eficaz.

Por eso, si queremos acabar con el SIDA el objetivo para los próximos años se resume en 90-90-90:
i)              conseguir que el 90% de las personas que viven con el VIH conozcan su estado serológico,
ii)              que el 90% de las personas seropositivas tengan acceso al tratamiento,
iii)           que el 90% que tengan acceso al tratamiento logren una represión viral efectiva.

Se trata en definitiva de mejorar el acceso al diagnóstico, a los tratamientos y al seguimiento de los enfermos. De esta forma se quiere reducir las nuevas infecciones por el VIH. Lógicamente otro de los objetivos es conseguir CERO discriminación con la persona infectada por el virus.

Para conseguir estos objetivos, es fundamental insistir en la combinación de prevención, diagnóstico y tratamiento. Según datos del Centro para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos, más del 14% de la personas que viven con el virus VIH nunca han sido diagnosticadas. Todo el mundo debería tener acceso a las pruebas diagnósticas para, si el resultado es positivo, poder comenzar un tratamiento médico cuánto antes y poder reducir el riesgo de transmitir el virus a otras personas.

La combinación de prevención, diagnóstico y tratamiento reducirá significativamente la incidencia del SIDA

Por eso, hoy explicamos en qué consiste el autotest del virus VIH. Es una prueba muy sencilla que te puedes hacer tú solo en casa. Se compra en las farmacias por unos 29 euros, aproximadamente. Se trata de una prueba de inmunocromatografía que detecta los anticuerpos que se producen tras una infección por el virus VIH en la sangre.


El test incluye un dispositivo de prueba, un tapón con una solución amortiguadora, y un soporte. Además, contiene una lanceta para obtener una gota de sangre de la yema del dedo, toallita desinfectante, compresa de algodón y tirita. Lo primero que tenemos que hacer es colocar el tapón con la solución amortiguadora dentro del soporte. Luego nos lavamos bien las manos con agua, las secamos y limpiamos el dedo con la toallita desinfectante. Colocamos la lanceta sobre la yema del dedo hasta que notemos el pinchazo. Apretamos hasta que se forme una gota de sangre, limpiamos con la compresa y volvemos apretar para formar una segunda gota de sangre.

A continuación, colocaremos el dispositivo con la punta hacia debajo de forma que toque la gota de sangre y la punta del dispositivo se llene de sangre. Introduciremos con fuerza el dispositivo en el soporte y nos aseguraremos que atraviesa el tapón con la solución amortiguadora, para que ésta suba por capilaridad por el papel indicador que hay dentro del dispositivo y en menos de un minuto veremos una mancha rosa que empapa el dispositivo. Ya nos podemos poner la tirita en el dedo. Esperamos 15 minutos para leer el resultado.

En la tira de papel del dispositivo están inmovilizados dos tipos de antígenos. Por una parte, unos para controlar que el test funciona correctamente y otros para detectar los anticuerpos anti-VIH presentes en la sangre. Así, si el test ha funcionado correctamente y el resultado es NEGATIVO, deberá aparece una línea control. Y si el resultado es POSITIVO, esto es hay anticuerpos anti-VIH en la muestra, aparecerá una segunda línea. Una línea resultado negativo, dos líneas resultado positivo.  ¿Y si no aparece ninguna línea? El resultado no es válido, el test no ha funcionado bien y no se puede extraer ninguna conclusión.


Si el resultado es positivo debes consultar al médico lo antes posible, para realizar una prueba de confirmación. Si el resultado es negativo, debes tener en cuenta que existe un periodo de tiempo necesario para que aparezcan una cantidad de anticuerpos anti-VIH suficientes para ser detectados, que se denomina periodo ventana. Así que si sospechas que quizá hayas estado expuesto al virus, deberías repetir el test al menos tres meses después. De cualquier forma, lo mejor SIEMPRE consultar con el médico.

También debes tener en cuenta que, como todos los test de diagnóstico, este no es 100% fiable, aunque según indica el prospecto todas las personas infectadas por el VIH que realizaron un estudio obtuvieron un resultado correcto, y solo el 0,2% de las personas no infectadas obtuvieron un resultado positivo, falso positivo.

Recuerda, la combinación de prevención, diagnóstico y tratamiento reducirá significativamente la incidencia del SIDA en un futuro no muy lejano. Sobre el futuro del SIDA hay que ser optimista, pero un diagnóstico precoz es esencial.

Para saber más:

(1) Origins of HIV and the AIDS Pandemic. Sharp, P.M., y col. Cold Spring Harb Perspect Med. 2011; 1(1): a006841.



Con la colaboración de: