El grupo Acinetobacter baumannii Research Group lleva desde el año 1996 desarrollando la línea de investigación “Acinetobacter baumannii: estudio de los mecanismos de resistencia a los antibióticos y de persistencia en el medio ambiente hospitalario” en el Laboratorio de Antibióticos y Bacteriología Molecular de la Facultad de Medicina y Enfermería de la Universidad del País Vasco UPV/EHU.

Acinetobacter baumannii está considerada como una de las bacterias patógenas más peligrosas y una prioridad de la OMS. Este microorganismo se ha convertido en una amenaza mundial dado que la resistencia que muestra, especialmente a los carbapenems que son la última alternativa terapéutica, ha aumentado dramáticamente. Una de las principales causas de esta resistencia a nivel mundial es la diseminación de carbapenemasas de tipo OXA y, más recientemente, tipo NDM. Los genes que codifican estas enzimas pueden estar localizados en plásmidos, integrones y transposones que contribuyen a su diseminación. La alta prevalencia de clones multirresistentes es una preocupación a nivel mundial dado el tipo de infecciones que producen y la falta de alternativas terapéuticas para el tratamiento.

Entre los resultados más relevantes del grupo destacar los siguientes:
-Proyectos desarrollados en colaboración la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad Mayor de San Simón y con hospitales de Cochabamba, Bolivia, demostrando la alta prevalencia de aislamientos multirresistentes pertenecientes al clon internacional IC7 que portaban el gen bla_OXA-23 en un transposón y plásmidos de alto peso molecular.

– Primera descripción del gen bla_OXA-40  en aislamientos de hospitales de Bilbao, País Vasco, pertenecientes a los clones IC1 e IC2 y localizado en un plásmido con capacidad de transferencia a otras especies como Pseudomonas aeruginosa.

-Identificación por primera vez en la especie A. baumannii del gen de la carbapenemasa bla_NDM-6 en una nueva estructura genética duplicada.

– Estudio epidemiológico de aislamientos de hospitales de Alejandría, Egipto, en colaboración con la Facultad de Farmacia de la Arab Academy for Science, Technology and Maritime Transport desarrollando proyectos de identificación de carbapenemasas y genotipado de aislamientos resistentes
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LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

– Epidemiología molecular y genotipado de aislamientos clínicos multirresistentes productores de carbapenemasas, principalmente tipo OXA y NDM.

– Detección y caracterización de plásmidos y otros elementos móviles como soporte genético de las carbapenemasas tipo OXA y NDM.

– Búsqueda de alternativas terapéuticas para el tratamiento de infecciones por aislamientos multirresistentes.

GRUPO

Lucía Gallego Andrés, Sandra Sánchez Urtaza, Matxalen Vidal García, Mikel Joseba Urruticoechea Gutiérrez, José Luis Díaz de Tuesta Del Arco, Amaia Maite Erdozain Fernández, Arrate Prado López, Maitane Aranzamendi Zaldumbide.

Colaboraciones Internacionales:
Paul G. Higgins (Institute for Medical Microbiology, Immunology and Hygiene, University of Cologne, Germany), Mohammed El-Kholy (Arab Academy for Science, Technology & Maritime Transport, Alexandria, Egypt), Zulema Bustamante (Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia), Bruno S Lopes (Faculty of Medicine, University of Aberdeen, United Kingdom)

El grupo de investigación Biología Celular en Toxicología Ambiental del departamento de Zoología y Biología Celular Animal (UPV/EHU) está integrado, al igual que el grupo de investigación IBeA (Ikerkuntza eta Berrikuntza Analitikoa), en el PIE-UPV/EHU (Estación Marina de Plentzia – Plentziako Itsas Estazioa). El PIE-UPV/EHU es un centro de investigación y docencia de alto nivel de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea que estudia tanto la salud del medio ambiente marino, como su influencia en la salud humana. En concreto, en el PIE-UPV/EHU, se promueve la investigación y formación en materias relacionadas con la salud del ecosistema marino, los efectos de las alteraciones medioambientales sobre la salud humana y los recursos marinos novedosos para la salud humana y el bienestar social. Su plan estratégico se integra en las actuaciones prioritarias definidas en el Plan Vasco de Ciencia, Tecnología e Innovación y en el Campus Internacional de Excelencia EUSKAMPUS. Por ello, constituye una acción estratégica para la UPV/EHU y para los agentes tecnológicos del País Vasco que trabajan en el área de la bio(tecno)logía marina y ambiental. Durante los últimos años, se ha consolidado su internacionalización y networking que incluye su integración en el European Marine Resources Centre (EMBRC-ERIC), en las redes internacionales NORMAN (Red Europea de Contaminantes Emergentes), IESBG (Red Mundial de Bancos de Especímenes Ambientales), el Consorcio Vasco de Calidad y Seguridad Alimentaria ELIKA, y el polo de conocimiento Euskampus sobre territorio sostenible y saludable.

Las actividades de investigación que el grupo BCTA realiza en el PIE-UPV/EHU se focalizan en la “salud de los ecosistemas” con una visión holista que integra aspectos ecotoxicológicos y químicos (biomarcadores + bioensayos + química bioanalítica). Una parte de la investigación se centra en el desarrollo de herramientas celulares y marcadores moleculares de alerta temprana frente a la exposición a la contaminación (metales, compuestos orgánicos y nano/micropartículas). En este ámbito, además de aplicar rutinariamente ensayos de toxicidad estándar (OECD, test de toxicidad aguda y test de reproducción), se han desarrollado y aplicado biomarcadores de exposición a diferentes contaminantes orgánicos, pesticidas y metales (formas acuosas, masivas y nanopartículas). Asimismo, se ha desarrollado una batería de pruebas de toxicidad in vitro con celomocitos de lombrices terrestres y otros invertebrados (marinos y terrestres) para el establecimiento de rangos de toxicidad para contaminantes, mezclas complejas y muestras ambientales.

En estos momentos se está investigando en el desarrollo de plataformas toxicológicas (eco-toxicológica) donde se aplicarán ensayos de toxicidad estándar (OECD) para determinar los posibles efectos biológicos de la exposición a antibióticos ambientalmente relevantes. Para los bioensayos de toxicidad se utilizarán lombrices Eisenia fetida que garantizan respuestas rápidas frente a la presencia de antibióticos.

Más información en la web PiE-EHU

GRUPO EMECOIMPACT. (EMerging contaminants ECOlogical IMPACT), estudia el impacto de los impactos de las actividades humanas en los ecosistemas acuáticos y terrestres a diferentes escalas hidrológicas, químicas y biológicas y espaciales, combinando desde estudios a nivel de microcosmos hasta la escala de cuenca. Los estudios del grupo se han centrado desde i) Impacto de diferentes intervenciones antrópicas en la calidad del agua y del suelo; (ii) evaluación del impacto de los plaguicidas en la actividad microbiana del suelo y; (iii) evaluación hidrosedimentaria y contaminación de sedimentos. iv) Estudios ecotoxicológicos con el objetivo de comprender el efecto de los contaminantes a nivel poblacional y comunitario, enfocándose en nanopartículas, herbicidas, metales pesados; v) Estudios ecológicos destinados a comprender los impactos del cambio global; vi) Biotecnología de algas para reciclaje de residuos y descontaminación de agua.

En la actualidad, la investigación se centra en el control de los efectos de los contaminantes emergentes en las comunidades microbianas en ríos impactados por efluentes de depuradoras (EDARs). En este sentido se realizan:

– Medición de la abundancia total y relativa de genes de resistencia a antibióticos y a metales en las comunidades bacterianas presentes en los sedimentos de río.

– Evaluación de sinergias y antagonismos entre contaminantes (antibióticos y metales) en las comunidades bacterianas de los sedimentos de río.

– Ensayos de toxicidad con mezclas de antibióticos y metales basados en modelos Concentratión Adition (CA) e Independent Action (IA) y Global sensitivity and Uncertainty Analysis (GSUA).

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

– Integración de procesos químicos y biológicos en el estudio de impactos generados en cuencas fluviales urbanas fuertemente antropizadas

– Impacto de efluentes de EDARs sobre las comunidades microbianas en agua y sedimento.

– Ecotoxicología en diferentes matrices ambientales

– Estudios ecológicos enfocados al estudio de impactos.

GRUPO

– Dr. Estilita Ruiz Romera

– Dr. Enrique Navarro Rodríguez (CSIC Zaragoza)

– Dr. Mari Carmen Sancho (CSIC Zaragoza)

– Dr. Maite Meaurio

– Irene Beltrán

El empleo masivo de antibióticos ha ejercido la presión selectiva responsable de la aparición de bacterias multirresistentes y panresistentes a dichos antibióticos. Si se pone remedio existe el riesgo de quedarnos sin antibióticos eficaces.

La conjugación bacteriana es el principal proceso por el que las bacterias se adquieren resistencias a los antibióticos. Por eso, nuestro grupo tiene como objetivo encontrar inhibidores específicos de la conjugación bacteriana para minimizar la diseminación de la resistencia a los antibióticos entre las bacterias.

Las nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) permiten mejorar las propiedades terapéuticas y de biodisponibilidad de muchas moléculas terapéuticas. Nuestro grupo trabaja para mejorar las propiedades de los antibióticos disponibles mediante su encapsulación en SLN.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

-Estudios moleculares de la conjugación bacteriana
-Regulación de la conjugación bacteriana
-Encapsulación y vehiculización de antibióticos en Nanopartículas Lipídicas Sólidas

PERSONAS

-Itziar Alkorta Calvo
-Lide Arana
-Ianire Mate
-Emma González Peral
-Kepa Arbe
-Ana Rey
-Sara Arrieta

El grupo FisioClimaCO2 evalúa los efectos que el cambio global puede provocar en la seguridad alimentaria, entendiéndola en sentido amplio: disponibilidad de alimentos y seguridad para el consumidor. Asimismo, busca estrategias que aseguren una producción de alimentos sostenible y de calidad en las futuras condiciones de cambio climático.

El cambio climático está provocando la reducción de la producción de alimentos; la sequía, la salinización de los suelos o las altas temperaturas, afectan al crecimiento de las plantas y a su rendimiento, reduciendo la disponibilidad de alimentos para una población en creciente aumento. Al hablar de seguridad nuestro objetivo es conseguir alimentos de calidad e inocuos para la salud. En este sentido, el cambio climático puede alterar también la composición de los alimentos, disminuyendo su calidad nutricional y/o tecnológica o favorecer la producción de micotoxinas y la resistencia a antibióticos.

En nuestro grupo de investigación trabajamos habitualmente en distintas estrategias para mantener la disponibilidad de los alimentos y su calidad bajo condiciones de cambio climático.

– Búsqueda de simbiosis en leguminosas altamente eficientes bajo condiciones de sequía, mediante la selección de inóculos y variedades de leguminosas altamente tolerantes

– Evaluación de la influencia de los sistemas de cultivo (ecológico/convenional) en la producción, calidad y tolerancia del cultivo a la sequía

– El desarrollo y evaluación de plantas mutantes para comprender los mecanismos de tolerancia a la sequía sin perder productividad

– El uso potencial de cultivos alternativos altamente resistentes a sequía y altas temperaturas.

– El estudio del potencial de especies halófitas para utilizar suelos salinos como superficie cultivable.

Por otra parte, en la búsqueda de una producción más sostenible medioambientalmente, cada vez es más frecuente el uso de estiércol animal, residuos orgánicos o lodos de depuradora como materia fertilizante en cultivos. Sin embargo, estos fertilizantes, si no se procesan adecuadamente, pueden tener una alta carga antibiótica que puede entrar en la cadena alimentaria a través de los cultivos. De hecho, estos últimos años estamos viendo una gran diseminación de antibióticos o de bacterias resistentes a antibióticos en muchos alimentos vegetales. Sin embargo, no se sabe con total seguridad hasta qué punto las plantas juegan un papel importante como transmisoras de antibióticos, de bacterias resistentes a antibióticos (ARB) y de genes de resistencia a antibióticos (ARG) en la cadena alimentaria.

– En este sentido, hemos iniciado una línea de investigación en colaboración con el grupo Lactiker, para realizar un primer diagnóstico que permita conocer el grado de diseminación de antibióticos y resistencias a los mismos a través de la cadena alimentaria en el País Vasco.

Técnicas habituales de trabajo

MEDIDAS DE INTERCAMBIO GASEOSO: asimilación de CO2, conductancia estomática, conductancia del mesofilo, transpiración instantánea, eficiencia del fotosistema II, pigmentos

METABOLISMO DEL NITRÓGENO: medidas de actividades enzimáticas (nitrato reductasa, glutamina sintetasa, glutamato deshidrogenasa) y concentración de metabolitos (nitrato, amonio y aminoácidos)

METABOLISMO ANTIOXIDANTE: medidas de actividades enzimáticas (superoxido dismutasa, ascorbato peroxidasa, catalasa, monodehidroascorbato reductasa, dehidroascorbato reductasa y glutatión reductasa) y concentración de metabolitos (ascorbato, glutatión)

MEDIDAS DE CALIDAD: contenido en proteínas, fenoles y capacidad antioxidante

RELACIONES HÍDRICAS: potencial hídrico, potencial osmótico, contenido hídrico relativo, contenido volumétrico de agua en suelo, deshidratación, ajuste osmótico

Aislamiento y cultivos BACTERIANOS PARA LA OBTENCIÓN DE INÓCULOS

INDICADORES DE CRECIMIENTO

PERSONAS

– Dra. Maite Lacuesta Calvo
– Dra. Usue Pérez López
– Dr. Jon Miranda Apodaca
– Arantza del Canto Romero

Hoy en día, prácticamente todas las personas constituimos un eslabón en la cadena de transmisión de antibióticos y de bacterias resistentes (o sus genes) en el medio ambiente. Y esto es así porque prácticamente todos los alimentos que ingerimos pueden contener residuos de antibióticos o bacterias resistentes a antibióticos.

La presencia de residuos de antibióticos se relaciona especialmente con alimentos de origen animal, por el uso que se hace de estos medicamentos en veterinaria. La leche, carne y sus productos derivados fermentados, además de contener residuos de antibióticos, pueden ser transmisores de genes de resistencia a través de las bacterias presentes naturalmente en ellos.

Por ello, es importante estudiar la influencia que tienen los residuos de antibióticos en estos alimentos sobre el desarrollo de bacterias resistentes en el propio alimento, por el efecto directo que pueden tener sobre la salud humana y por su contribución a su diseminación en el medio ambiente.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

– Consumo de alimentos de origen animal e impacto sobre la salud humana.
– Funcionalidad y seguridad de la microbiota de productos lácteos fermentados.

PERSONAS

–  Luis Javier Rodriguez Barron
– Mailo Virto Lekuona
– Noelia Aldai Elkoro-Iribe
– Gustavo Amores Olazagirre
– Igor Hernández Ochoa
– Gorka Santamarina García

El GRUPO DE ECOLOGÍA MICROBIANA DE SUELOS de NEIKER (www.soilmicrobialecology.com) estudia el impacto de diferentes fuentes de estrés ambiental (e.g., prácticas agrarias, contaminación, cambio climático) sobre la salud del suelo. Nuestra investigación se centra en la utilización de las propiedades microbianas del suelo (principalmente, aquellas relacionadas con la biomasa, la actividad y la diversidad estructural y funcional de las comunidades microbianas edáficas) como indicadores biológicos de: (i) el impacto de perturbaciones (e.g., prácticas agrícolas y contaminación) sobre la salud del suelo; y (ii) la eficiencia de los métodos de remediación biológica (i.e., biorremediación y fitorremediación) de suelos contaminados en términos de recuperación de la funcionalidad del suelo. En lo que respecta a las prácticas agrícolas, trabajamos en la utilización de las propiedades microbianas edáficas como herramientas biológicas para la monitorización de la mejora de la salud del suelo derivada de la aplicación de prácticas más sostenibles. Actualmente, una parte muy importante de nuestra investigación se centra en el riesgo de emergencia y diseminación de resistencias a los antibióticos en los suelos y cultivos agrícolas (i.e., en la cadena agroalimentaria). En particular, estamos centrados en el impacto de las enmiendas orgánicas de origen ganadero (estiércol, purín) y urbano (lodos de depuradora urbana) sobre el resistoma y el mobiloma de los suelos y cultivos agrícolas.

En este sentido, de forma rutinaria, medimos una gran variedad de parámetros microbianos en muestras ambientales: (i) BIOMASA MICROBIANA: carbono de la biomasa microbiana, respiración inducida por sustrato, bacterias totales, hongos totales, arqueas totales, abundancia relativa y absoluta de genes por qPCR y/o ddPCR, contenido en ATP, ADN, ergosterol, glomalina, etc.; (ii) ACTIVIDAD MICROBIANA: respiración basal, nitrógeno potencialmente mineralizable, tasa potencial de nitrificación, actividades enzimáticas (e.g., ß-glucosidasa, ß-glucosaminidasa, celulasa, quitinasa, xilosidasa, ureasa, arginina deaminasa, amidasa, proteasa, L-leucina aminopeptidasa, L-alanina aminopeptidasa, arilsulfatasa, fosfatasa ácida y alcalina, deshidrogenasa, FDA-hidrólisis del diacetato de fluoresceína, girasa, etc.; y (iii) DIVERSIDAD MICROBIANA: perfiles genéticos a nivel de comunidad microbiana con las técnicas ARISA y DGGE, perfiles fisiológicos a nivel de comunidad microbiana con placas Biolog™, microarrays funcionales, secuenciación de alto rendimiento (16S rRNA / 18S rRNA / ITS: metabarcoding, metagenómica-shotgun, metatranscriptómica), etc. Asimismo, tenemos amplia experiencia en la cuantificamos de genes funcionales (genes implicados en la biodegradación de contaminantes, en los ciclos de los nutrientes, en la resistencia a los antibióticos, en la transferencia horizontal de genes, etc.) y de atributos (resistencia, resiliencia, supresividad) y servicios ecosistémicos edáficos. Finalmente, aislamos y caracterizamos bacterias promotoras del crecimiento vegetal (actividad ACC deaminasa, producción de sideróforos, solubilización de fósforo, producción de ácido indolacético, formación de biopelículas, etc.) para su empleo en agricultura y fitorremediación, y cuantificamos la ecotoxicidad (Microtox, MARA, LumiMARA, PICT, MIC, etc.) en muestras de suelo.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

– Impacto de enmiendas orgánicas sobre el resistoma y el mobiloma de suelos y cultivos agrícolas
– Ecología microbiana de suelos
– Remediación biológica de suelos contaminados
– Impacto de prácticas agrarias sobre la salud del suelo

PERSONAS

– Dr. Carlos Ander Garbisu Crespo
– Dr. Lur Epelde Sierra
– Dr. Iker Martín Sánchez
– Mikel Anza Hortalá
– June Hidalgo