Responsable del servicio

Dr. Fernando González Candelas

 brotes_csisp@gva.es

Servicio de Brotes

Avda. Cataluña, 21 46020, Valencia (España) Tel. + 34 961 925 961 Horario de atención telefónica: 09:00 -18:00 horas

Estudio de brotes

La unidad "Genómica y Salud" (GyS) del Centro Superior de Investigación en Salud Pública (CSISP-FISABIO) de la Generalitat Valenciana cuenta con los recursos materiales y humanos necesarios para afrontar y dar respuesta a distintas situaciones de alerta sanitaria y de salud pública derivadas de la introducción, diseminación y extensión de distintos organismos infecciosos. Desde su inauguración en noviembre de 2009 y previamente, con sus antecedentes en la línea de Genética Evolutiva del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat de València, han sido numerosas las ocasiones en que se ha solicitado la participación de miembros de esta unidad en el estudio y control de brotes y situaciones de alerta epidemiológica, tanto desde la Dirección General de Salud Pública (DGSP) de la Generalitat Valenciana como de otros organismos públicos y centros e instituciones privadas. Fruto de la experiencia adquirida en estos trabajos y del análisis de las circunstancias y necesidades más habituales en que se pueden aplicar los métodos y conocimientos asentados y accesibles a nuestro grupo, presentamos el presente documento en el que detallamos nuestra oferta de servicios de análisis e investigación ante emergencias sanitarias.

La unidad GyS destaca por su capacidad de generación y análisis de datos genéticos y genómicos,  tanto de organismos individuales como de comunidades complejas, especialmente de bacterias y virus. Su integración en el CSISP-FISABIO, fundación de investigación de la Generalitat Valenciana, le sitúa en segunda línea en la actuación ante organismos infecciosos, estando la primera línea representada por los servicios de Microbiología y Enfermedades Infecciosas de los distintos hospitales y centros sanitarios. En consecuencia, nuestras actuaciones se van a realizar en una segunda fase, tras la detección e identificación de una situación problemática por alguno de los servicios antes mencionados o por los Centros de Salud Pública, dependientes del Servicio de Vigilancia y Control Epidemiológico de la DGSP. Estas posibles actuaciones suelen enmarcarse en dos categorías principales: (i) estudios de brotes o situaciones de alerta epidémica, y (ii) identificación y/o caracterización de nuevos patógenos o variedades de los mismos. En ambos casos, la estrecha colaboración con otros agentes del sistema sanitario y de vigilancia resulta imprescindible para poder actuar de forma eficaz y con garantías de éxito. Aún a riesgo de simplificar lo que pueden llegar a ser actividades bastante complejas, planteamos nuestra oferta de actuación en torno a dos plataformas que detallamos a continuación.

Dirección de envío

Centro Superior de Investigación en Salud Pública (CSISP-FISABIO)

Servicio de Brotes. Área Genómica y Salud Avda Cataluña nº 21 46020 Valencia, Spain Tel.: +34 961 925 961 Horario de atención telefónica: 09:00-18:00 horas

Cuando envíe una muestra, por favor mandenos un e-mail a la dirección: brotes_csisp@gva.es indicando la compañía de mensajería utilizada y el número de referencia del paquete.

Descarga formularios

Formulario de solicitud (español) Customer Sample Questionnaire (english)

Aplicaciones

Plataforma de análisis de epidemiología molecular

Tenemos una amplia experiencia en estudios de brotes y alertas epidémicas, tanto con virus como con bacterias. Esta experiencia nos permite estudiar de forma rápida y eficaz situaciones de alerta provocadas por aquellos patógenos con los que hemos tenido experiencia previa (véase la Tabla 1). Para ello, la estrategia básica consiste en la detección específica del microorganismo por PCR y posterior caracterización genética o tipado mediante secuenciación del genoma completo  o de algunas regiones del mismo, a partir de especímenes obtenidos de casos del brote. Dependiendo de la naturaleza del brote, en ocasiones también se caracterizan aislados adicionales procedentes de otras fuentes, clínicas o ambientales. Tenemos experiencia en aislar genomas bacterianos o víricos de especímenes como tejidos celulares, cultivos celulares, suero, plasma, sangre completa, lavados bronco-alveolares, saliva, orina, heces y torundas.

Tabla 1. Microorganismos patógenos de relevancia clínica y epidemiológica con los que se tiene experiencia de trabajo en la unidad Genómica y Salud del CSISP.

Como puede verse en la tabla, tenemos experiencia de trabajo tanto con virus de RNA como de DNA así como con bacterias, lo que nos permite abordar la gran mayoría de situaciones de alerta sanitaria provocadas por microorganismos infecciosos.

Dada la diversidad de organismos, con características genéticas, niveles de variabilidad, accesibilidad a muestras e información previa dispares, no es posible establecer un protocolo único de actuación válido para todos ellos. Sin embargo, en lo esencial, la aproximación seguida tiene los siguientes elementos comunes:

Aislamiento del material genético, DNA o RNA, a partir de muestras clínicas, ambientales o alimentarias de los casos considerados. Para ello, contamos habitualmente con la colaboración de los diferentes Servicios de Microbiología, donde se realizan las primeras pruebas analíticas, y del Servicio de Epidemiología de la DGSP.

En su caso, y siempre que sea posible, obtención de muestras de posibles fuentes de infección y/o de controles positivos no relacionados con los casos. Ambos tipos de muestra son procesados de la misma forma que las obtenidas de los casos.

Amplificación y secuenciación de fragmentos informativos de los correspondientes genomas.

Análisis comparado de las secuencias obtenidas, incluyendo en esta fase secuencias obtenidas de bases de datos de acceso público o secuencias generadas previamente en nuestro laboratorio.

Comparación y contraste de los resultados obtenidos con los de los restantes agentes implicados en la investigación.

En ocasiones, y especialmente para virus de RNA, realizamos una caracterización preliminar, a nivel de tipo o genotipo, que permita descartar algunas fuentes o casos como vinculados al brote o situación epidémica. El análisis genético detallado suele realizarse mediante la secuenciación de regiones genómicas caracterizadas por un mayor nivel de variabilidad genética. En una segunda fase, y si la dirección del contagio es un parámetro relevante, procedemos a la caracterización de la población viral de los individuos infectados mediante secuenciación de regiones variables de genomas virales individuales. En la aplicación de esta estrategia básica, hemos desarrollado en varias ocasiones nuevos protocolos de análisis de la variación genética, normalmente a partir de información depositada en bases de datos públicas o en artículos científicos especializados. Esta familiaridad con el desarrollo de nuevos métodos de análisis es especialmente interesante en ocasiones en las que el brote o problema de contagio aparece vinculado a una variante nueva de un microorganismo ya conocido y para el que las pruebas diagnósticas o analíticas habituales no ofrecen resultados discriminativos.

En este mismo contexto de estudios de brotes o alertas epidémicas causadas por microorganismos infecciosos, podemos establecer un protocolo de actuación para casos originados por agentes con los que no tenemos experiencia previa de trabajo. Cabe destacar que en lo referente a la caracterización genética, las diferentes especies de virus o bacterias comparten características en sus genomas con otras especies de la misma familia o género y que la experiencia adquirida con una especie concreta se puede extender potencialmente a otras especies emparentadas con ella. Por esta razón el no tener experiencia de trabajo sobre un microorganismo en particular se puede valorar como un condicionante de importancia relativa.

Respecto al protocolo de actuación, la primera distinción debe realizarse según la naturaleza del microorganismo a estudiar y por la disponibilidad de herramientas de estudio descritas y de eficiencia contrastada en la literatura, lo que facilita la comparación con los resultados de otros análisis semejantes. Así, para el caso de bacterias, la disponibilidad de un esquema de tipado (SBT o MLST) permite cubrir la primera de las fases antes mencionadas con gran rapidez, siendo el principal factor limitante la disponibilidad de los conjuntos de cebadores adecuados para cada especie. Estos esquemas de tipado suelen estar completados por bases de datos de acceso público en las que se ofrece información tanto de la metodología a seguir como de resultados obtenidos previamente por grupos de todo el mundo. No obstante, para la segunda de las fases descritas puede ser necesario desarrollar nuevos métodos, aprovechando el potencial de análisis bioinformático así como la capacidad de secuenciación masiva de la unidad GyS.

La clasificación del agente biológico infeccioso es relevante por cuanto que en los laboratorios de GyS solo contamos con laboratorios de contención nivel 2. Sin embargo la unidad de investigación de la que formamos parte cuenta con un laboratorio de contención de nivel 3 perteneciente al Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat de Valencia. Este laboratorio se encuentra situado en el Campus de Paterna y puede ser utilizado eventualmente para el aislamiento de genomas de agentes infecciosos pertenecientes al grupo 3 y que requieran esta instalación. Respecto a los agentes infecciosos clasificados como 3(*) se permite su manejo en laboratorios de nivel 2.

Dado que los patógenos recogidos en la tabla 1 son una pequeña fracción de los que pueden provocar alertas sanitarias, resulta conveniente tener previsión sobre aquellos otros que también las originan con frecuencia, con el objetivo de ofrecer una respuesta lo más amplia y rápida posible ante la solicitud de actuación. Con este fin, hemos agrupado en varias categorías por el tipo de patología los principales microorganismos con los que se podría elaborar una cartera de servicios (Tabla 2).

Tabla 2. Principales grupos de patologías y microorganismos implicados en las mismas que pueden producir alertas sanitarias susceptibles de análisis epidemiológico-molecular en la Unidad GyS del CSISP-FISABIO.

Adicionalmente, sería necesario considerar otros microorganismos en función de su vía de transmisión (p.e., infecciones alimentarias), impacto en la salud pública (p.e., cepas multirresistentes y de resistencia extendida de Mycobacterium tuberculosis, cepas multi- y extra-resistentes a antibióticos y antivirales), o que representan una posible amenaza futura (p.e. virus del Nilo occidental o el virus de la encefalitis de St Louis, ambos Flavivirus).

Plataforma para la determinación del genoma de patógenos

Se propone la secuenciación de genomas completos de bacterias de interés, particularmente patógenas. El equipo y los protocolos de secuenciación masiva basados en pirosecuenciación, disponible en el Centro Superior de Investigación en Salud Pública (CSISP-FISABIO), permiten alcanzar la cantidad necesaria de información para un estudio exhaustivo de las características genéticas de los patógenos  de interés en tiempos relativamente cortos. A destacar que actualmente los protocolos de pirosecuenciación necesitan alrededor de una semana para la obtención de los datos de secuencias. Nuestros pipelines (análisis bioinformáticos automáticos) de análisis acopladas con nuestros servidores de cálculo y clusters de computación pueden proporcionar información útil en cuestión de días.

La propuesta de esta plataforma constituye un claro valor añadido a cualquier otro tipo de actuación dentro del plan de emergencia que contemple la DGSP en el ámbito de los patógenos, así como cuando el estudio de determinados brotes epidémicos requiera el conocimiento del genoma del patógeno. Un caso bien conocido reciente es el brote acontecido en Alemania por la E. coli uropatogénica.

El servicio propuesto proporcionaría información genómica de organismos patógenos de interés, tanto bacterias como virus. El alto rendimiento de la metodología de secuenciación empleada permite el análisis de múltiples genomas intentando, por ejemplo, identificar propiedades diferenciales que pueden llevar unos patógenos con respecto a otros, a ser particularmente virulentos. En el caso de los virus, y dado su tamaño genómico reducido, se puede plantear el estudio de secuenciación masiva de muchos de ellos, entrando de lleno en la epidemiología molecular de genomas completos.

El equipo del Área de Genómica y Salud del CSISP-FISABIO cuenta con una larga historia en secuenciación de genomas bacterianos y análisis comparados