Gracias a una beca de la Fundación La Caixa, Aneesh Vijayan ha podido comprobar bajo la dirección del Dr. Mariano Esteban que la vacunación en dos fases consigue en ratones una protección completa frente al parásito Plasmodium yoelii. Según explica Esteban, “primero se inyecta una proteína quimérica (CS-14K) y dos semanas después se administra un virus atenuado (MVA-CS) que produce la proteína CS”.

El motivo de basar la vacuna en la proteína CS se debe a un trabajo realizado en África en 2008 en el que conseguían una protección del 50% durante el primer año. Los 15.450 niños de entre 5 y 17 meses de este ensayo clínico de fase III fueron vacunados con una combinación de la proteína CS fusionada con otra proteína del virus de la hepatitis B junto con el adyuvante ASO1.

La necesidad de una vacuna que proteja en mayor grado llevó al grupo de Esteban a probar con esta nueva aproximación de la cual el CSIC ha solicitado ya una patente. Aunque se ha demostrado sólo en ratones, Esteban piensa que este trabajo supone “un paso adelante hacia el desarrollo de una vacuna con alta eficacia frente a malaria con la ventaja de que no necesita la inclusión de un adyuvante”, la cual, con una tasa de infección de unos 225 millones de personas y alrededor de 1 millón de muertes anuales, es uno de los mayores problemas de salud pública actuales.

Vijayan A, Gómez CE, Espinosa DA, Goodman AG, Sanchez-Sampedro L, Sorzano CO, Zavala F, Esteban M. Adjuvant-like effect of Vaccinia virus 14K protein: A case study with malaria vaccine based on the circumsporozoite protein. J Immunol. 2012 May 21.

La infección por VIH es una de ellas, siendo uno de los objetivos prioritarios de numerosos grupos de investigación mundiales. El interés principal es la consecución de una inmunidad duradera en el organismo para que la respuesta inmune generada sea de larga duración. El laboratorio del Dr. Mariano Esteban en el CNB es uno de los implicados en esta búsqueda. Su estrategia opta por la utilización de variantes atenuadas del virus Vaccinia, un poxvirus perteneciente a la familia del virus de la viruela que incorpora algunos genes de VIH para  producir la esperada respuesta frente a ellos. En su última publicación en la revista Journal of Virology, revelan un nuevo paso hacia este objetivo.

El virus NYVAC-C que expresa antígenos específicos de VIH, se basa en un virus Vaccinia atenuado mediante manipulación genética que ya carece de los genes implicados en la virulencia y patogénesis. Aún así, expresa proteínas capaces de contrarrestar la respuesta inmune del hospedador. En una aproximación dirigida a eliminar este efecto, B8R y B19R, dos de los genes responsables de esta acción, han sido eliminados en los virus utilizados en este nuevo trabajo. Su eficacia como vectores de vacunación se ha determinado mediante experimentos in vivo en ratones que muestra la existencia de una prometedora mejora en la respuesta inmune adaptativa y de memoria frente a VIH en los ratones inoculados con los virus NYVAC-C modificados.

Gómez CE, Perdiguero B, Nájera JL, Sorzano CO, Jiménez V, González-Sanz R, Esteban M. Removal of vaccinia virus genes that block interferon type I and II pathways improves adaptive and memory responses of the HIV/AIDS vaccine candidate NYVAC-C in mice. J Virol. 2012 May;86(9):5026-38.

El investigador de la Fundación IMDEA Nanociencia y miembro de la Unidad Asociada de Nanobiotecnología CNB-CSIC-IMDEA Nanociencia J. Ricardo Arias González ha sido galardonado por la Real Sociedad Española de Física y la Fundación BBVA.

J. Ricardo Arias González ha recibido el Premio al mejor artículo publicado en la Revista Española de Física y la Revista Iberoamericana de Física sobre temas de Física, dotado con 1.500€. El jurado ha destacado el valor divulgativo, el contenido informativo y la calidad de su artículo Manipulación láser de células, orgánulos y biomoléculas.

La entrega de premios se celebró el 24 de mayo a las 19:00 en el Palacio del Marqués de Salamanca, sede de la Fundación BBVA.

Para poder seguir desarrollando la idea de sustituir a los antibióticos por virus que maten a las bacterias, en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) estudian las proteínas que permiten a esos virus bacteriófagos anclarse sobre la superficie de las bacterias. Y acaban de publicar en la revista PNAS un avance realmente interesante, desvelando la estructura de una de estas proteínas.

Cada bacteriófago se adhiere de forma muy específica a una especie concreta de bacteria, por lo que, en principio estos virus nunca podrían usarse de forma generalizada. Por ello, y como parte de un proyecto financiado por la Fundación Bill & Melinda Gates, en el grupo de Mark van Raaij trabajan sobre la idea de crear mediante mutaciones puntuales una gran variedad de bacteriófagos que puedan ser utilizados contra el tipo de bacteria que se desee. Su primer paso ha sido estudiar el mecanismo exacto por el que los bacteriófagos se colocan sobre la bacteria y se anclan a su membrana justo antes de empezar la destrucción de la misma.

Analizando con precisión la estructura de las fibras mediante las que el bacteriófago T7 se une a las bacterias, Carmela García Doval y Mark van Raaij han comprobado que están formadas por tres unidades de una misma proteína. Mediante cristalografía de rayos X han determinado la existencia de un área justo antes de la zona que se une a las bacterias que dota a estas fibras de flexibilidad. Una flexibilidad que parece ser importante a la hora de que el virus se ancle correctamente sobre la pared bacteriana.

Gracias a la alta resolución de los datos obtenidos, han podido localizar con precisión las zonas concretas a través de las cuales se produce la unión entre el fago y la bacteria. Estos datos corroboran lo que venían indicando estudios previos de los aminoácidos que forman estas proteínas. Ahora, en su laboratorio del CNB, el grupo de van Raaij pretende generar bacteriófagos que contengan mutaciones aleatorias en las zonas que determinan su unión a las bacterias.

Con los miles de mutantes que planean obtener, tendrán que ir analizando la especificidad con la que se unen a las diferentes bacterias. Una vez que hayan detectado los mutantes que eliminan específicamente a las bacterias patógenas que les interesen, se producirán en grandes cantidades para ensayar su uso como posible tratamiento.

García-Doval C, van Raaij MJ. Structure of the receptor-binding carboxy-terminal domain of bacteriophage T7 tail fibers. Proc Natl Acad Sci USA. 2012 May 28.

Clásicamente, el funcionamiento de estos motores se ha estudiado en tubos de ensayo donde millones de polimerasas trabajan al mismo tiempo en una reacción no sincronizada. De esta manera, muchos de los detalles del funcionamiento intrínseco de cada polimerasa se pierden en el promediado final. En colaboración con los grupo de José María Valpuesta y José L. Carrascosa en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, de  Francisco J. Cao en la Universidad Complutense de Madrid y de Margarita Salas del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”, Borja Ibarra ha utilizado en su laboratorio del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanocienca (IMDEA Nanociencia) la técnica de las pinzas ópticas para atrapar y manipular moléculas individuales de la polimerasa del virus Phi29. De esta forma estos investigadores han podido seguir la actividad de una sola molécula de polimerasa mientras trabaja y se desplaza abriendo la doble hélice del ADN.

En su estudio han encontrando que este diminuto motor molecular es capaz de acoplar la energía térmica con la energía química derivada de la incorporación de nucleótidos en la ruptura de los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las dos cadenas del ADN. De este modo, se llegan a ejercer sobre la doble cadena de ADN fuerzas superiores a los 10 pN (10¹⁰ veces su peso). Escalando la polimerasa al tamaño microscópico, un motor del tamaño del de un coche con la misma relación fuerza-masa sería capaz de ejercer fuerzas efectivas iguales al peso de 300 millones de toneladas métricas, o el peso de unos 700 portaaviones.

Hace tan solo unos años la posibilidad de estudiar los sistemas biológicos a nivel de moléculas individuales parecía una historia sacada de algún libro de ciencia ficción, pero la implementación de avanzadas técnicas de manipulación de moléculas individuales tanto en el IMDEA Nanociencia como en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC está permitiendo que estas historias se hagan realidad. El estudio de los motores moleculares biológicos con estas técnicas esta permitiendo por primera vez en España el establecimiento de una amplia red de colaboración interdisciplinar entre biofísicos, biólogos moleculares y físicos. Además estos nuevos descubrimientos permiten conocer mejor el funcionamiento interno de las células y harán posible diseñar en el futuro nanomáquinas sintéticas que emulen la ingeniosa y eficiente maquinaria molecular diseñada por la naturaleza.

Morin JA, Cao FJ, Lázaro JM, Arias-Gonzalez JR, Valpuesta JM, Carrascosa JL, Salas M, Ibarra B. Active DNA unwinding dynamics during processive DNA replication. Proc Natl Acad Sci USA. 2012 May 9.

Entre probetas - Nanomotores biológicos - 10/07/12

• Entre probetas - Nanomotores biológicos - 10/07/12
  

En colaboración con IMDEA Nanociencia, el investigador del CNB Dr. Fernando Moreno ha organizado el 2º Workshop en Nanobiociencia. Tendrá lugar el próximo viernes 18 de Mayo en la sede del IMDEA Nanociencia, en el campus de la Universidad Autónoma de Madrid.

Esta jornada científica, de un día de duración y con entrada libre, presenta una pequeña muestra de la biociencia de molécula individual que se realiza en España usando técnicas biofísicas como Microscopía de Fuerzas Atómicas (AFM), Pinzas Ópticas y Magnéticas, o Microscopía de Fluorescencia de Alta resolución.

El programa incluye cuatro sesiones con dos conferencias plenarias de investigadores extranjeros expertos en AFM y Pinzas Ópticas y contribuciones cortas de jóvenes biofísicos españoles.

El Dr. Lluís Montoliu, investigador científico del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, y coordinador del nodo español del Proyecto Europeo EMMA (European Mouse Mutant Archive), preside la organización del Cryopreservation Workshop en 2012 que se celebrará en Madrid, en la sede central del CSIC, los días 7 y 8 de mayo de 2012.

Desde EMMA, esta reunión sobre criopreservación se plantea como un foro para discutir al más alto nivel y en profundidad, los últimos avances tecnológicos en la criopreservación de líneas de ratones. Estas técnicas incluyen la criopreservación de esperma y de embriones, métodos actualizados de fecundación in vitro (FIV) y técnicas relacionadas, como criopreservación de ovarios, inyección intracitoplasmática de esperma (ICSI) asistida por laser y piezoinyectores, transporte de material biológico congelado y cualquier otra técnica o reto logístico relevante para el funcionamiento normal de los bancos actuales de embriones y esperma.

Esta será una reunión limitada, con la asistencia prevista de 60 participantes, por invitación, que incluyen los mejores expertos del campo a nivel mundial. Esta reunión está copatrocinada por la International Society for Transgenic Technologies (ISTT) y 10 de sus miembros han sido seleccionados para asistir a partir de las solicitudes recibidas. Los participantes invitados son:

• de los EEUU: Rob Taft, Michael Wiles, Kent Lloyd, Jorge Sztein, Carlisle Landel, Peter Mazur;
• de Canadá: Marina Gertsenstein, Lauryl Nutter;
• de Latino-América: Martina Crispo;
• de Australia: Stuart Read, Sue Bath;
• de China: Xiang Gao;
• de Japón: Naomi Nakagata, Toru Takeo, Keiji Mochida, Atsuo Ogura;
• de Europa: Martin Fray, Pedro Moreira, Alan Hart, Xavier Warot, Jean Jaubert, Marcello Raspa, Sagrario Ortega y Belén Pintado.
  

La revista Structure acaba de publicar el trabajo del grupo de Cristina Risco en el que desarrollan un marcador clonable para la detección de forma individual de una o varias proteínas por microscopía electrónica.

La microscopía electrónica ha contribuido más que ninguna otra metodología a nuestra comprensión de la arquitectura y organización celular. Sin embargo, la detección de proteínas en células a nivel ultraestructural sigue realizándose hoy en día mediante técnicas de inmunomarcaje que no tienen ni la sensibilidad ni la resolución que cabría esperar del uso de los microscopios electrónicos. De ahí que se siga intentando desarrollar nuevas técnicas que permitan identificar de forma directa y de manera cuantitativa las moléculas individuales de las proteínas en el denso entorno intracelular.

El nuevo marcador que ha patentado el CSIC junto con el método utilizado para su visualización denominado Metal-Tagging Transmision Electron Microscopy (METTEM), contiene la secuencia de una pequeña proteína que une metales y le permite formar nanopartículas de 1 nm fácilmente detectables con el microscopio electrónico. La propia Dra. Risco explica que este nuevo método "permite la detección de proteínas en células con gran especificidad, sensibilidad excepcional y resolución molecular".

Como se puede apreciar en la imagen, este marcador (METTEM) tiene una sensibilidad superior en varios órdenes de magnitud a la proporcionada por los anticuerpos en ensayos de inmunomarcaje (Immunogold). Por ello, presenta grandes perspectivas para la visualización y el estudio de las biomoléculas en su entorno celular nativo. La trascendencia en el campo de la microscopía electrónica es potencialmente similar a la alcanzada por las proteínas fluorescentes en microscopía óptica.

Entre probetas - Microscopia electrónica sensible - 26/06/12

• Entre probetas - Microscopia electrónica sensible - 26/06/12
  

El Centro Nacional de Biotecnología acogió el pasado 13 de abril de 2012 la primera reunión del Grupo de Hepatitis Víricas de la Sociedad Española de Virología.

Este primer encuentro, organizado por el Dr. Pablo Gastaminza, ha reunido a más de ochenta investigadores básicos, clínicos y epidemiológicos alrededor de un tema común, el virus C de la hepatitis (HCV). Este virus afecta a un 2% de la población española, y, tras una infección aguda, el 80% de los pacientes desarrollan una hepatitis crónica para la cual el único tratamiento es la terapia combinada de interferón alfa y ribavirina y cuya eficacia no supera el 60%. A pesar de la reciente aprobación de nuevos fármacos frente a este virus, existen serias limitaciones de índole médico, epidemiológico y económico para el tratamiento adecuado de los pacientes infectados por este patógeno. De ahí la importancia de estudiar la biología del virus, la prevalencia real de la infección para identificar a portadores inadvertidos, que son la mayoría de los infectados, y los protocolos médicos óptimos de cara a desarrollar métodos efectivos para controlar una epidemia de gran magnitud a escala mundial.

En esta jornada se han podido escuchar, además de la situación actual y los futuros retos expuestos por los Coordinadores de Área del Grupo, los últimos avances de los científicos españoles en áreas tan diferentes de la biología del virus como su interacción con factores celulares que participan en procesos de regulación de la traducción celular, la estructura que adopta el RNA viral y sus requerimientos funcionales, o la visualización de los primeros procesos de formación de partículas virales en 3D. Todas ellas forman parte de las últimas estrategias destinadas a encontrar dianas para nuevos fármacos antivirales, una tarea en la que se aúnan esfuerzos de grupos de investigación básica y clínica.

En la parte clínica hay que destacar el esfuerzo dedicado al desarrollo de medicamentos con menores efectos secundarios, o la búsqueda de factores genéticos del paciente que ayuden a definir mejor su respuesta al tratamiento. La reciente aprobación de dos nuevos fármacos (inhibidores de la proteasa viral) abre nuevas esperanzas para los pacientes afectados por el genotipo 1. Su uso puede conseguir la respuesta al tratamiento hasta en un 79% en pacientes que no hayan recibido tratamiento previo, y en un 60% en pacientes con recaídas previas. Sin embargo, aún quedan por definir en el Ministerio de Sanidad los protocolos de inclusión de pacientes en este nuevo tratamiento cuyo coste directo es actualmente inasumible por la sanidad pública española.  Finalmente se presentaron las metodologías empleadas por organismos oficiales para la monitorización de brotes de casos de VHC, así como trabajos de caracterización de vías de transmisión materno-infantil y potenciales variantes virales circulantes.

Además, la reunión contó con la presencia del Dr. Charles M. Rice, director del Centro de Investigación de Hepatitis C de la Universidad Rockefeller en Nueva York. Su conferencia se centró en los últimos avances desarrollados para conseguir nuevos modelos celulares y animales que permitan estudiar en mayor profundidad  los procesos que acontecen durante la infección por el HCV. De su más reciente trabajo cabe destacar el desarrollo de un modelo murino de infección por el virus de la hepatitis C. Dicho modelo permite, gracias a la introducción de una serie de receptores humanos en el genoma del ratón, reproducir el ciclo completo del virus en ratones, una quimera perseguida por cientos de laboratorios en el mundo que se ha hecho realidad en el laboratorio del Dr. Rice y que va a acelerar notablemente los estudios preclínicos para el desarrollo de nuevos fármacos.

En la mesa redonda posterior en la que participaron como ponentes los coordinadores de área del Grupo de Hepatitis Víricas Dr. Antonio Mas (Área básica), Dr. Javier García Samaniego (Área Clínica) y Dr. José Manuel Echevarría (Área Diagnóstico-Epidemiológica) junto al Presidente de la SEV , Dr. Esteban Domingo, y el miembro de la Junta Directiva de la SEV Dr. Albert Bosch, se ha insistido en las ventajas que proporciona la creación de este grupo de trabajo como vehículo de que permita una mayor comunicación entre investigadores básicos, clínicos y epidemiológicos con un objetivo común. Hasta ahora, se han inscrito 28 grupos de investigación, y se espera que la participación pueda aumentar, incluyendo un mayor número de colectivos científicos con interés en las hepatitis víricas. Para más información, se puede contactar con el Dr. Antonio Mas, coordinador del Grupo.


Fotografías del evento en: http://www.cnb.csic.es/~foto/Sitio_web/WorkShop_Hepatitis_C.html

Cada año, las mutaciones incorporadas en el genoma del virus de la gripe hacen necesaria la revacunación anual y el control por parte de las autoridades sanitarias para evitar pandemias. Con el objetivo de encontrar inhibidores de la actividad viral, diferentes grupos de investigación en todo el mundo trabajan para conocer mejor el mecanismo de la replicación viral y definir los factores celulares necesarios que puedan ayudar a controlar la infección.

El virus de la gripe se transcribe y replica en el núcleo de la célula infectada. Una vez que las ribonucleoproteínas (RNPs) que forman el genoma viral llegan al núcleo, sirven como molde para comenzar la transcripción primaria de los factores virales necesarios para la replicación viral y la transcripción secundaria. Existe una estrecha colaboración entre la maquinaria de transcripción viral y la celular. Para definir qué elementos celulares pueden ser importantes para el virus, en el CNB, El grupo del Dr. Juan Ortín ha analizado la interacción de la RNA polimerasa viral con proteínas celulares. Su último trabajo, publicado en la revista PLoS Pathogens, muestra el papel de una de estas proteínas, el factor de splicing SFPQ, en la infección viral.

SFPQ es un factor que actúa tanto en la transcripción como en el splicing de mRNAs celulares. En relación a su papel en la infección causada por el virus de la gripe, los investigadores han observado que la disminución de los niveles de SFPQ afecta drásticamente a la producción de virus de la gripe, mientras que la multiplicación de otros virus como VSV o Adenovirus 5 son independientes de la presencia de SFPQ en la célula. Los autores han analizado en qué pasos del ciclo viral puede ser necesario SFPQ mediante el uso de infecciones en líneas celulares humanas o utilizando un sistema de replicones que permite analizar la replicación viral in vitro.

Estos experimentos han servido para demostrar de una forma muy elegante que la interacción de SFPQ con la RNA polimerasa viral es necesaria para producir mRNAs virales correctamente poliadenilados, un paso temprano del ciclo viral. La inhibición de esta interacción podría ser utilizada como diana para el desarrollo de antivirales específicos para el virus de la gripe.