Research

Científicos del IQFR han desarrollado nuevas aplicaciones de la tecnología de los microarrays que facilitan el estudio de interacciones bacteria-hospedador mediadas por carbohidratos.

La superficie de bacterias, virus y otros patógenos está recubierta por carbohidratos que pueden ser detectados por receptores del hospedador, activando mecanismos de defensa. A la inversa, muchos patógenos utilizan adhesinas que se unen a carbohidratos presentes en la superficie de las células que infectan. En este caso, el uso de compuestos que impidan la unión del patógeno es una posible estrategia para combatir la infección. Investigadoras del IQFR han desarrollo nuevas aplicaciones de la tecnología de los microarrays que facilitan el estudio de estas diferentes interacciones patógeno-hospedador. La principal ventaja de esta tecnología es que permite el análisis simultáneo de múltiples interacciones utilizando para ello cantidades muy pequeñas de muestra, gracias a la miniaturización inherente a la técnica y a la sensibilidad del sistema de detección utilizado.

El grupo ha desarrollado microarrays de bacterias (imprimiendo bacterias directamente en el array) que han demostrado ser una herramienta muy útil para tipificar las estructuras de carbohidratos presentes en la superficie bacteriana y examinar su reconocimiento por diferentes receptores del sistema inmune. En un trabajo anterior esta técnica reveló diferencias en la unión de dos lectinas específicas de galactosa a diferentes aislados clínicos de Haemophilus influenzae no tipificable y mutantes de esta bacteria con el lipooligosacárido (LOS) truncado. Recientemente, se ha comprobado que el reconocimiento del LOS es diferente dependiendo de la lectina y de la cepa estudiada. Por otra parte, los ensayos de unión a células completas han revelado que, además del LOS, otras estructuras de carbohidrato pueden servir como ligandos para las lectinas. Este estudio, realizado en colaboración con investigadores del Centro de Investigaciones Biológicas y del Instituto de Agrobiotecnología (CSIC), la Universidad de Pensilvania y la empresa Attana, se ha publicado recientemente en Scientific Reports.

En paralelo, el grupo también ha desarrollado microarrays de carbohidratos diseñados “a medida” para la evaluación de la funcionalidad de adhesinas bacterianas específicas. Este nuevo método consiste en inmovilizar en el array un ligando de la adhesina a investigar y examinar la unión al array de bacterias vivas marcadas fluorescentemente. De esta forma, la funcionalidad de la adhesina en la superficie de la bacteria se evalúa muy rápidamente y con una mínima manipulación. Además, es posible examinar simultáneamente la eficacia de diferentes compuestos como posibles agentes anti-adhesivos. Para la prueba de concepto se han utilizado dos cepas de Escherichia coli que presentan una de las adhesinas bacterianas mejor caracterizadas, FimH, así como mutantes de estas cepas que carecen de dicha adhesina. El nuevo método puede adaptarse fácilmente a otros patógenos, inmovilizando en los microarrays un ligando adecuado para la adhesina específica implicada en la unión a las células del hospedador. Este trabajo, publicado en Analytical Chemistry, se ha realizado en colaboración con investigadores del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) y de la Universidad de Namur (Bélgica).

Artículos:

Kalograiaki I, Euba B, Fernández-Alonso MDC, Proverbio D, St Geme JW 3rd, Aastrup T, Garmendia J, Cañada FJ, Solís D. Differential recognition of Haemophilus influenzae whole bacterial cells and isolated lipooligosaccharides by galactose-specific lectins. Scientific Reports 2018, Nov 2; 8(1):16292. doi: 10.1038/s41598-018-34383-x.

Kalograiaki I, Abellán-Flos M, Fernández LÁ, Menéndez M, Vincent SP, Solís D. Direct evaluation of live uropathogenic Escherichia coli adhesion and efficiency of antiadhesive compounds using a simple microarray approach. Analytical Chemistry 2018, Oct 16; 90(20):12314-12321. doi: 10.1021/acs.analchem.8b04235.

 

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