Nuestro grupo de investigación se dedica al estudio de procesos evolutivos a múltiples escalas y en la aplicación del conocimiento adquirido en la mejora del estado de salud de las poblaciones humanas. Esta descripción es, necesariamente, general y ambigua, y se concreta en una serie de actividades investigadoras que se detallan a continuación.
- Epidemiología y evolución de microorganismos patógenos. Aprovechamos la capacidad de indagación que nos permite el acceso a la información genética (secuencias de genes y genomas) sobre la historia reciente y los procesos evolutivos que actúan y han actuado sobre los microorganismos, normalmente bacterias y virus, para su seguimiento y vigilancia, para trazar el origen rutas de transmisión, la introducción y expansión de genes y variantes de resistencia a fármacos, etc.
- Biología de sistemas evolutiva. Los desarrollos recientes en técnicas de secuenciación masiva y en bioinformática permiten acceder a la reconstrucción de la historia evolutiva de los organismos, de sus genes y genomas, así como de los componentes de los distintos sistemas que los integran. La aplicación de estas metodologías a organismos patógenos y a sus hospedadores nos permite una mejor comprensión de la patogenia así como de las alternativas y posibilidades para combatirlos.
- Mutación y evolución viral (VIRMUT). La mutación es la fuente última de variación genética y, como tal, un factor clave que explica la gran variabilidad y la rápida evolución de los virus de ARN. En este campo, hemos estimado la tasa de mutación de virus animales, de plantas y bacteriófagos (tanto de RNA como de DNA). Actualmente, estamos trabajando en la estima de tasas de mutación in vitro e in vivo de distintos virus humanos de gran relevancia biomédica, tales como HIV-1 o el virus de la hepatitis C. Mediante el uso de diversas aproximaciones experimentales, pretendemos detectar mecanismos desconocidos hasta la fecha en la generación de la diversidad de los virus de RNA.
- Robustez y complejidad biológica. La capacidad de los organismos para tolerar mutaciones (robustez mutacional o genética) determina la fuerza de la selección natural y juega un papel importante en la evolución. Mediante la técnica de mutagénesis dirigida, hemos caracterizado la distribución de efectos mutacionales sobre la eficacia biológica de diversos virus de RNA. Esto nos ha permitido observar niveles de robustez notoriamente bajos. Además, nuestro grupo ha propuesto la existencia de una correlación entre epistasia (interacción entre genes o loci) y complejidad genómica. La Biología de Sistemas proporciona actualmente herramientas para testar estas predicciones.
- Evolución experimental de virus oncolíticos. Diversos virus de RNA muestran cierto grado de selectividad espontánea por las células cancerosas, lo que los convierte en potenciales candidatos para el desarrollo de aplicaciones terapéuticas. El virus de la estomatitis vesicular (VSV), habitualmente empleado en nuestro laboratorio en estudios de evolución experimental, es un virus de RNA con actividad oncolítica natural. La adaptación de VSV a distintas líneas celulares cancerosas por evolución experimental, siempre que implique una disminución significativa de su eficacia en células primarias, nos permitirá obtener potenciales oncolíticos. Los virus candidatos serán testados in vivo mediante infecciones en ratón.
El grupo de Genética Evolutiva se dedica al estudio teórico, computacional, comparativo y experimental de la evolución biológica dentro de los campos de la genética, genómica, microbiología, biología molecular y biología de poblaciones.
Las principales líneas de investigación:
- Evolución de la simbiosis. La simbiosis es un factor importante en la promoción de las novedades evolutivas. Su estudio requiere un análisis conjunto del huesped eucarionte y sus microorganismos íntimamente asociados, empleando la genómica y la metagenómica. Además, se estudia la simbiosis de insectos y humanos fundamentalmente.
- Biología sintética. El estudio de los genomas de una variedad de microorganismos puede proporcionar pistas para la comprensión y síntesis de células mínimas con aplicaciones en biomedicina, bioremediación y biotecnología.
- Estudio genético de los pulgones: Taxonomía y polifenismo reproductivo. Identificación de los genes y vías que regulan la reproducción de los áfidos (partenogénesis vs. sexualidad).
El Grupo de Investigación en Infecciones Gastrointestinales del Departamento de Microbiología y Ecología desarrolla su labor en la Facultad de Medicina y Odontología y está vinculado al Servicio de Microbiología Clínica del Hospital Clínico Universitario de Valencia.
Nuestro principal objetivo es investigar los mecanismos patogénicos de agentes infecciosos productores de patología gastrointestinal, principalmente de virus (rotavirus y norovirus), así como la respuesta inmunitaria que provocan estas infecciones. Rotavirus y norovirus producen gastroenteritis que afectan a los niños, aunque los norovirus también pueden infectar a personas de cualquier edad, con frecuencia provocando brotes epidémicos. Estudiamos los mecanismos inmunológicos de protección frente a estas infecciones, así como los determinantes moleculares que condicionan la susceptibilidad a padecerlas.
La actividad investigadora del grupo ParaSalut, fundamentalmente de tipo básico, abarca diferentes aspectos de la relación parásitos-salud, tanto en humanos como en animales reservorios de las enfermedades parasitarias o modelos de las mismas. El grupo presenta líneas de trabajo en enfermedades parasitarias producidas tanto por Protozoos, como por Helmintos y Artrópodos. Todas las líneas se encuentran ya en marcha y cuentan con numerosas publicaciones, como queda reflejado en los CCVV de los miembros del grupo.
Protozoos: Una de las líneas de investigación del grupo se centra en la influencia que los parásitos intestinales, fundamentalmente protozoos, ejercen en la nutrición humana dado que dichos parásitos interfieren directa o indirectamente en los procesos de absorción de nutrientes, mala digestión y/o malabsorción. Así, dentro de esta línea se enmarcan dos objetivos principales: 1) estudio sobre la relación parásitos intestinales-intolerancias alimentarias a carbohidratos, y 2) estudios sobre la relación parásitos intestinales y nutrición materno-infantil, así como el análisis del estado nutricional de madres y niños, y el efecto de las parasitosis sobre el desarrollo infantil.
Helmintos: Se abordan diferentes aspectos de las enfermedades helmintianas con énfasis en la epidemiología, ecología y relaciones parásito-hospedador.
Epidemiología/ecología: Dos son las líneas que abordan aspectos sobre la epidemiología y ecología de las enfermedades causadas por helmintos. Una de ellas analiza el estudio sobre los ciclos biológicos, transmisión, y dinámica poblacional, de helmintos en modelos murinos que han demostrado comportarse como buenos bioindicadores de la relación parásito-hospedador. Estos estudios se complementan con la línea que trabaja en la creación de Sistemas de Información Geográfica con el uso de imágenes de satélites y mapas temáticos para modelizar la epidemiología y la transmisión de parásitos humanos y animales, y la influencia del cambio climático sobre éstos. Asimismo, se abordan estudios epidemiológicos sobre las enfermedades parasitarias transmitidas por los alimentos en otra línea siendo un pilar básico de la misma el estudio de la anisakiasis en pescado de consumo humano.
Relaciones parásito-hospedador: la instauración de una enfermedad parasitaria es el resultado del éxito del parásito sobre el hospedador. El análisis de las relaciones establecidas entre ambos son fundamentales para conocer los factores de los que depende dicho establecimiento y poder así establecer medidas adecuadas de prevención. Asimismo, la especificidad de esta relación es un instrumento para mejorar los métodos actuales de diagnóstico. En estas relaciones parásito-hospedador, las vesículas extracelulares (EVs) han demostrado en los últimos años ser un instrumento valioso para estos fines.
El grupo ParaSalud desarrolla una línea sobre el estudio de las EVs en diversos helmintos de interés humano y veterinario. Se aísla y caracteriza dichas EVs identificando su composición (proteínas, miRNAs) y se evalúa experimentalmente su utilización como moléculas diana para diagnóstico, tratamiento y/o vacunación. Esta línea de investigación viene reforzada por otra de las líneas del grupo, emprendida con anterioridad, sobre el estudio de las relaciones parásito-hospedador por técnicas generalmente denominadas 'ómicas', que incluyen genómica, transcriptómica y proteómica.
La línea sobre Taeniasis/Cisticercosis humana se enmarca en ambos aspectos: estudios epidemiológicos de materiales procedentes de diversos países, y estudios ultraestructurales y secretómica de la forma infectiva de la cisticercosis humana, el huevo.
Artropodos: No menos importantes los artrópodos ectoparásitos puesto que además de vectores de enfermedades parasitarias, presentan poder patógeno propio. La línea de Entomología médica lleva a cabo el diagnóstico y análisis epidemiológico de poblaciones de mosquitos, piojos, chinches y así como casos de miasis.
El Laboratorio de Virología Ambiental y Biomédica se encuentra en el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, UV-CSIC). La investigación del laboratorio EnBiVir se centra en el aislamiento y la detección de virus en la naturaleza con aplicaciones biomédicas. La virología ambiental, la emergencia viral, la evolución del virus y el descubrimiento de bacteriófagos en el contexto biomédico son las líneas de investigación principales. Los fagos son obicuos en el medio ambiente y presentan una enorme diversidad, lo que convierte su descubrimiento en una poderosa fuente de nuevas terapias contra las bacterias patógenas, debido a la aparición de las cepas multirresistentes. Además, el laboratorio está interesado en la epidemiología ambiental, principalmente en la detección del SARS-CoV-2 en aguas residuales y otros ambientes naturales, como herramienta para la monitorización de las poblaciones y la detección temprana en la vigilancia. Además, el grupo está interesado en la investigación traslacional y colabora, a través de contratos de transferencia, con empresas nacionales con fines biomédicos y biotecnológicos.
