Presentació
El Grup de Recerca en Plasmodium vivax i Exosomes està dirigit conjuntament per dos investigadors principals: Hernando A. del Portillo, professor investigador del ICREA, i Carmen Fernández-Becerra, professora investigadora adjunta de l'Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal). Es van incorporar a l'IGTP en novembre de 2015 a través d'un acord de col·laboració entre ISGlobal i l'IGTP.
Aquest grup de recerca està reconegut com a Grup de Recerca Consolidat per l'Agència de Gestió d'Ajudes Universitàries i de Recerca (AGAUR) (2021 SGR 01554).
El grup aporta la seva experiència en recerca sobre la malària i els exosomes, les vesícules extracelul·lars (VE) endocítiques, amb una gran motivació per a obtenir resultats en recerca traslacional. El grup utilitza una sèrie de tècniques de biologia molecular i cel·lular combinades amb estudis immunoepidemiològics en regions endèmiques de malària vivax per a (i) estudiar les característiques biològiques del paràsit, (ii) estudiar el paper de les VE circulants de infeccions naturals en la comunicació intercel·lular entre l'hoste i el paràsit, elucidar els mecanismes de les infeccions eritrocítiques críptiques en la melsa i la medul·la òssia i (iii) descobrir nous biomarcadors de infeccions parasitàries associades a VE circulants. A més, el grup és el primer a usar exosomes de reticulòcits com a nova vacuna i enfocament contra la malària. Per a això, el Dr. del Portillo ha cofundat INNOVEX THERAPEUTICS SL, la primera spin-off espanyola dedicada a l'ús d'exosomes com a nous agents terapèutics i recursos diagnòstics. S'ha d'assenyalar que la spin-off es troba a l'IGTP.
A més, el grup ha dut a terme la producció de proteïnes solubles a petita escala en el sistema de germen de blat sense cèl·lules per a assajos immunològics múltiples, adquisició de imatges in vivo de paràsits de la malària, tecnologia CRISPR-Cas9 per a assajos funcionals amb paràsits causants de la malària, models de ratolí humanitzat i tecnologia d'òrgans en un xip per a avançar en els seus estudis sobre les infeccions asimptomàtiques críptiques i el desenvolupament d'un sistema de cultiu per a P. vivax. Per tant, aquestes àrees i tecnologies de recerca es presten a la col·laboració amb grups que treballen amb vesícules extracelul·lars, vacunes i trastorns hematològics a l'IGTP.
La recerca del grup és plenament compatible amb la possible creació d'un projecte institucional horitzontal per a desenvolupar vacunes contra el VIH, la tuberculosi i la malària, malalties conegudes com les «tres grans», que són responsables de l'alarmant xifra de 5,6 milions de morts a l'any.
Paraules clau: Plasmodium vivax, exosomes, vesícules extracelul·lars, malària, vacunes, trastorns hematològics.
Líder/s de grup
- Hernando A. Del Portillo, PhD
Hernando A. Del Portillo, PhD
Hernando del Portillo va estudiar aspectes moleculars de paràsits a la University of Georgia, EUA, on va obtenir el seu doctorat el 1985, seguit per dues formacions postdoctorals de l'OMS al New York University Medical Centre (EUA) i a l'Institut Pasteur (França), on es va especialitzar en biologia molecular de paràsits de la malària. Des de llavors, ha fet estudis moleculars sobre la malària per desvetllar els mecanismes de virulència i desenvolupar estratègies racionals de control. Va consolidar la seva carrera científica independent com a professor assistent/associat al Departament de Parasitologia, Universidade de São Paulo, Brasil, i com a professor visitant al Zentrum für Molekulare Biologie (ZMBH), Heidelberg, Alemanya. Es va unir a ISGlobal com a professor de recerca ICREA el 2007 i va ser coadscrit a l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP) el 2015. Durant sis anys fins al 2022, va ser president del Grupo Español de Investigación e Innovación en Vesículas Extracelulares (GEIVEX) i coordinador de la Red Española de Excelencia en Investigación de Vesículas Extracelulares. Actualment, és cofundador d'Innovex Therapeutics SL, la primera empresa espanyola que utilitza vesícules extracel·lulars com a vacunes contra malalties infeccioses.
Contacte: hernandoa.delportillo(ELIMINAR)@isglobal.org
ORCID: 0000-0002-5278-3452
Web d’ICREA: https://www.icrea.cat/Web/ScientificStaff/Hernando-A-del-Portillo-Obando-438
Web d’ISGlobal: https://www.isglobal.org/en/our-team/-/profiles/11800 - Carmen Fernández Becerra, PhD
Carmen Fernández Becerra, PhD
La Dra. Carmen Fernández-Becerra va obtenir el seu doctorat en Ciències Biològiques per la Universidad de Granada el 1996. Va realitzar la seva recerca postdoctoral al Brasil (Universidade de São Paulo) i Alemanya (Zentrum für Molekulare Biologie), centrant-se en aspectes biològics de Plasmodium vivax i Toxoplasma gondii.
Actualment, és professora associada de recerca a l'Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal), al qual es va unir el 2007, i també està afiliada a l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP) des del 2015. El seu grup de recerca estudia la base molecular de la patologia de la malària causada per P. vivax, contribuint a descobriments significatius com la identificació de la primera família subtelomèrica multigènica variant implicada en la patologia i el paper fisiològic de les vesícules extracel·lulars (EVs) produïdes per reticulòcits infectats per P. vivax. En els últims anys, la seva recerca s'ha ampliat a les EVs com a possible eina per identificar nous biomarcadors d'infeccions parasitàries, com la malaltia de Chagas. La seva recerca ha rebut finançament de diverses agències nacionals i internacionals, resultant en nombroses publicacions científiques d'alt impacte.
Contacte: carmen.fernandez(ELIMINAR)@isglobal.org
ORCID: 0000-0001-5154-0013
Web d’ISGlobal: https://www.isglobal.org/en/our-team/-/profiles/2100
Equip
Investigadora de postdoctorat
Núria Sima, PhD(ELIMINAR)
Estudiants de doctorat
Alberto Ayllon Hermida(ELIMINAR)
Mahmoud Alahmad, MD(ELIMINAR)
Estudiant de doctorat convidat
Raul Gonzales(ELIMINAR)
Línies de recerca
Mecanismes d'infeccions críptiques no hipnozoïtes mitjançades per exosomes en la malària de P. vivax
S'han publicat evidències sòlides que donen suport a l'existència d'infeccions críptiques no hipnozoïtes, localitzades principalment a la melsa i al moll de l'os. De manera destacada, les vesícules extracel·lulars de la mida dels exosomes obtingudes de pacients humans han facilitat la unió a la melsa humana. Per tant, el grup hipotetitza que les vesícules extracel·lulars (EVs), específicament els exosomes derivats de reticulòcits, provinents de les infeccions per P. vivax, medien defectes en l'eritropoesi al moll de l'os i en l'eritropoesi extramedul·lar a la melsa, facilitant infeccions críptiques que probablement són responsables de la transmissió asimptomàtica. Com que aquesta espècie no es pot cultivar contínuament in vitro, provar aquesta hipòtesi representa un repte tècnic important. S'estan seguint dos enfocaments diferents que implementen noves fronteres tecnològiques en la ciència humana: òrgans-en-un-xip i models de ratolins humanitzats d'aquests òrgans humans, per provar rigorosament el paper dels exosomes com a comunicadors intercel·lulars en un espai i velocitat que facilitin la seva captació per part de les cèl·lules en aquests teixits hemopoètics.
Vacunes d'exosomes derivats de reticulòcits (Rex) contra P. vivax
Es creia que les respostes de cèl·lules T no tenien un paper important en la immunitat natural contra les etapes sanguínies de la malària, ja que P. falciparum, el paràsit de la malària humana més virulent, invadeix predominantment els glòbuls vermells madurs que no tenen maquinària de presentació d'antígens. No obstant això, un estudi recent del grup va demostrar que els exosomes dels reticulòcits contenen antígens de la classe I del HLA que són captats activament per cèl·lules dendrítiques i que les vesícules extracel·lulars circulants obtingudes directament dels pacients contenien nous antígens parasitaris. Aquests resultats donen suport a estudis addicionals sobre els exosomes dels reticulòcits d'infeccions per vivax per descobrir nous antígens per a la vacunació i sobre els exosomes de reticulòcits humans com a plataforma potencial de lliurament de vacunes per elicitar respostes de cèl·lules T citotòxiques contra la malària vivax.
Descobriment de biomarcadors d'hipnozoïtes
L'equip utilitza ratolins híbrid-humans FRG-KO-(huHep) tractats amb fàrmacs esquizonticides per determinar la composició del proteoma dels exosomes derivats del plasma d'animals infectats exclusivament amb hipnozoïtes de P. vivax. A més, la seva anàlisi proteòmica anterior va mostrar la presència de proteïnes humanes úniques que actualment s'utilitzen per enriquir exclusivament exosomes provinents d'hepatòcits humans, augmentant així el senyal per al descobriment de biomarcadors. Produiran entre 3 i 5 proteïnes paràsites úniques i anticossos monoclonals contra elles per facilitar la construcció de dispositius microfluídics amb l'objectiu final de desenvolupar un dispositiu de diagnòstic POC fàcilment desplegable al camp per contribuir a l'eliminació de la malària vivax.
Anàlisi funcional de gens variants subtelomèrics
Com que els reticulòcits infectats amb estadis de desenvolupament madurs de P. vivax es detecten a la circulació perifèrica, s'ha acceptat àmpliament que no hi ha citoadherència i, per tant, no hi ha sequestració en aquesta espècie. Contra aquest dogma, aquest grup de recerca va identificar la família multigènica subtelomèrica més gran dels paràsits de la malària humana, la família de gens vir, amb proteïnes VIR expressades, probablement implicades en la patologia del vivax mitjançant la citoadherència dels pRetics. Posteriorment, es va demostrar en proves de principi la citoadherència dels pRetics de vivax, parcialment mediada per proteïnes VIR, in vitro mitjançant cèl·lules endotelials, placentàries i cerebrals, i més recentment el grup va demostrar que una línia transgènica de P. falciparum que expressava una proteïna VIR va ser capaç de citoadherir-se a fibroblasts de la melsa humana. Els investigadors estan realitzant assajos funcionals de proteïnes de superfície variant expressades a la medul·la òssia i la melsa humana durant infeccions naturals utilitzant tecnologies CRISPR/cas-9 per produir noves línies transgèniques de P. falciparum.
Vesícules extracel·lulars (EVs) com a possibles nous biomarcadors en infeccions parasitàries
El fet que les EVs s'hagin trobat en la majoria de fluids biològics les converteix en un objectiu important per a la identificació de nous biomarcadors en infeccions parasitàries. En la malaltia de Chagas, el grup està explorant les EVs per identificar nous biomarcadors específicament en el context de la resposta terapèutica i la progressió de la malaltia durant la fase crònica. En l'àmbit de la leishmaniosi, PvREX ha iniciat recentment un projecte de col·laboració destinat a caracteritzar les EVs recuperades del plasma en diferents grups clínics de leishmaniosi humana (sintomàtica, asimptomàtica, tractada). Paral·lelament, el grup també pretén avaluar el potencial de les vesícules extracel·lulars com a biomarcadors per a la leishmaniosi canina. Més recentment, ha iniciat un nou projecte de col·laboració per identificar biomarcadors EV en el context de la malària greu per P. falciparum en nens.
Projectes actius
Plasmodium vivax and Extracellular Vesicles Research Group (PVREX) recognised as a Consolidated Research Group (GRC)
PI: Carmen Fernández Becerra, Hernando A. Del Portillo
Funding agency: Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR)
Agency code: 2021 SGR 01554 G65341695
Start date: 2023
End date: 2025
Novel organ-on-a-chip technology to study extracellular vesicles-mediated cryptic infections in Plasmodium vivax malaria
PI: Hernando A. Del Portillo
Funding agency: Fundación "laCaixa"
Agency code: LCF/PR/HR21/52410021
Start date: 2021
End date: 2024
CIBER en Enfermedades Infecciosas (CIBERINFEC)
PI: Joaquim Gascon
Funding agency: Instituto de Salud Carlos III (ISCIII)
Agency code: INFECG21/2022
Start date: 2021
End date: 2024
Uso de Vesículas extracelulares (EVs) como herramienta para la identificación de nuevos biomarcadores en la enfermedad de Chagas
PI: Carmen Fernández Becerra, Joaquim Gascon
Funding agency: Mundo Sano
Date: 2027
Extracellular Vesicles as Intercellular Communicators and Biomarkers of Cryptic Erythrocytic Infections in Plasmodium vivax malaria (VivaxEVTalk)
PIs: Carmen Fernández Becerra, Hernando A. Del Portillo
Funding agency: MICINN
Agency code: PID2022-142908OB-I00
Start date: 2023
End date: 2026
Past projects
Plasmodium vivax: a cryptic parasite challenging malaria elimination
PI: Carmen Fernández Becerra, Hernando A. Del Portillo
Funding agency: Ministerio de Ciencia e Innovación Español (MICINN)
Agency code: PID2019-111795RB-I00
Start date: 2020
End date: 2023
Extracellular vesicles as novel prognostic biomarkers for Chagas disease, an emerging chronic infection in Catalonia
PI: Carmen Fernández Becerra
Funding agency: La Marató de TV3
Agency code: 566/U/2018
Start date: 2019
End date: 2023
Publicacions científiques
Publicacions destacades del 2023
Fernandez-Becerra C, Xander P, Alfandari D, Dong G, Aparici-Herraiz I, Rosenhek-Goldian I, Shokouhy M, Gualdron-Lopez M, Lozano N, Cortes-Serra N, Karam PA, Meneghetti P, Madeira RP, Porat Z, Soares RP, Costa AO, Rafati S, da Silva AC, Santarém N, Fernandez-Prada C, Ramirez MI, Bernal D, Marcilla A, Pereira-Chioccola VL, Ronalte Alves L, Del Portillo H, Regev-Rudzki N, Correia de Almeida I, Schenkman S, Olivier N, Torrecilhas AC. Guidelines for the Purification and Characterization of Extracellular Vesicles of Parasites. Journal of Extracellular Biology. 2023 Oct 19;2:e117. DOI: 10.1002/jex2.117
Esteves S, Lima C, Costa I, Osório H, Fernandez-Becerra C, Santarém N, Cordeiro-da-Silva A. Characterization and Proteomic Analysis of Plasma EVs Recovered from Healthy and Diseased Dogs with Canine Leishmaniosis. Int J Mol Sci. 2023 Mar 13;24(6):5490. DOI: 10.3390/ijms24065490.
Informació addicional
Equip Particle Metrix (ZetaView®) per a estudis de Vesícules Extracel·lulars (EVs)
Gràcies al suport de l'ISGlobal i l'IGTP, el Grup de Recerca en Plasmodium vivax i Exosomes (PvREX), liderat per Carmen Fernández Becerra i Hernando A. del Portillo, ha adquirit recentment un nou equip Particle Metrix (ZetaView®) per als seus estudis de Vesícules Extracel·lulars (EVs).
L'Anàlisi de Seguiment de Nanopartícules o Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) és una tècnica utilitzada per caracteritzar nanopartícules (EVs, liposomes, VLPs) en suspensió, en un rang entre 10 i 2000 nm. Aquest equip, en comparació amb altres més convencionals, permet la visualització en temps real de les partícules en suspensió, calculant simultàniament la seva mida, dispersió i fluorescència. Una de les millores que ofereix el ZetaView® és l'addició del Potencial Zeta, que permet caracteritzar la càrrega superficial de les nanopartícules.
El grup PvREX, situat a l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP) a Badalona, ofereix l'ús d'aquest equip com a servei de laboratori a tots els grups que treballen en EVs i nanopartícules. Aquest servei comptarà amb un tècnic especialitzat encarregat de realitzar els serveis sol·licitats.
Mitjançant la pàgina web ZetaView-ISGlobal, es poden fer totes les sol·licituds de serveis pertinents i consultar tots els preus disponibles. Per a més informació, no dubteu a contactar amb PvREX.
Tesis doctorals
Title: Evaluation of Extracellular Vesicles Potential as Biomarkers for Canine Leishmaniasis
Author: Sofia Sampaio Esteves
Supervisors: Carmen Fernández Becerra (co-supervisor)
University: Universidade de Porto
Date of defence: 19/04/2023
Title: Extracellular vesicles as tool for the identification of new biomarkers in Chagas disease
Author: Núria Cortés Serra
Supervisors: Carmen Fernández Becerra
University: Universitat de Barcelona
Date of defence: 24/11/2022
Title: Extracellular vesicles as intercellular communicators in cryptic erythrocytic infections in Plasmodium vivax malaria
Author: Iris Aparici Herraiz
Supervisors: Hernando A. del Portillo, Carmen Fernández Becerra
University: Universitat de Barcelona
Date of defence: 15/09/2022
Notícies
Can Ruti obre les seves portes a estudiants de Badalona per la Setmana de la Ciència
Prop de 200 estudiants de batxillerat i cicles formatius d’instituts de Badalona han visitat els centres del Campus Can Ruti. L'activitat "Open House, coneix de prop el Campus Can Ruti", organitzada pel Servei Educatiu de Badalona (CRP) i l'IGTP, en coordinació amb les altres institucions del Campus, s'ha consolidat com una de les iniciatives destacades de la Setmana de la Ciència.
Científics mostren el paper clau de la melsa i les vesícules extracel·lulars en les infeccions críptiques en la malària
Un estudi recent liderat per Carmen Fernández-Becerra i Hernando A del Portillo, destacats investigadors d'ISGlobal i de l'IGTP, ha aportat noves perspectives sobre el paper de la melsa en la malària, específicament en les infeccions causades per Plasmodium vivax.
Contacte
(+34) 93 033 05 36
Carmen Fernández Becerra
(+34) 93 554 30 50 extn. 6492
Més enllaços
Innovex Therapeutics SL · Web PvREX · Hernando A. Del Portillo a ISGlobal · Carmen Fernández Becerra a ISGlobal · Web HIDDENVIVAX