Exposición de fotografía científica Lo invisible

La exposición “Lo invisible” trata de acercar al público en general los trabajos de investigación que se vienen realizando en el ISCIII y que utilizan la microscopia de fluorescencia como una herramienta de trabajo.

Permanecerá desde Octubre del 2016 hasta abril del 2017 en el Salón de actos Ernest Lluch, en el Campus de Chamartín del Instituto de Salud Carlos III, Avenida Monforte de Lemos nº 5 (Madrid).

El título

“Lo invisible” hace referencia a varios aspectos que suponen la investigación científica.

Por un lado, el trabajar en la frontera del conocimiento, es decir, en el límite entre lo que se conoce y lo que se desconoce, supone una mirada valiente y atrevida hacia adelante, hacia lo desconocido, intentado arrojar luz. La grandeza de esta mirada es que es honesta, se busca el porqué de las cosas, y se obtienen resultados que pueden y deben ser contrastados por el resto de la comunidad científica y este conocimiento debe ser revertido a la sociedad.

Por otro lado, el título hace referencia al común denominador de todas las imágenes, el microscopio, que nos permite observar más allá del límite impuesto por la naturaleza al ojo humano, haciendo visible lo que hasta ese momento nos era invisible.

Por último, la técnica empleada en todas las imágenes es la fluorescencia, que no solo es una poderosa técnica de los laboratorios de investigación biomédica, sino que también nos proporciona imágenes de gran belleza.

La exposición

La exposición recoge 47 fotografías que representan las distintas miradas con las que nos acercamos a observar una problemática, muy especialmente enfocadas hacia la salud pública.

Para seguir un hilo argumental las fotografías están agrupadas en 5 capítulos, Capítulo 1: La fluorescencia; Capítulo 2: Los cultivos celulares; Capítulo 3: Nuestras defensas; Capitulo 4: Los patógenos; Capítulo 5: Los modelos animales.

En el inicio de cada capítulo se ha colocado una breve descripción de cada uno de los mismos para que los visitantes pueden interpretar lo que están viendo.

Os recojo aquí los textos que introducen cada capítulo:

Capítulo 1: La fluorescencia

La fluorescencia es una propiedad que surge de la interacción entre la materia y la luz presente en la naturaleza, se caracteriza por la emisión de luz a una determinada longitud de onda (un color determinado). Este  fenómeno lo podemos controlar y manejar en los laboratorios, convirtiéndose en una poderosa herramienta de trabajo. La microscopía de fluorescencia nos permite observar, con diferentes colores, los distintos componentes que deseemos localizar.

Capítulo 2: Los cultivos celulares

Las células son los ladrillos sobre los que se asienta la vida. En los laboratorios se les proporciona un entorno adecuado para que crezcan, esto permite que se pueden cultivar. Gracias a ellas, se pueden realizar experimentos relativamente sencillos, por lo que suponen el primer escalón de la investigación.

Capítulo 3: Nuestras defensas

El organismo dispone de defensas que le ayudan a protegerse de agresiones externas, algunas son barreras físicas, como la piel, el ácido del estómago o la flora bacteriana; otras son células, como los linfocitos, los macrófagos o los neutrófilos; y otros son proteínas o fragmentos celulares como las plaquetas y los anticuerpos.

Capítulo 4: Agentes patógenos

Los patógenos son agentes biológicos capaces de provocar un daño en el organismo. Pueden ser de diferente naturaleza, entre los virus, los hongos, los protozoos y las bacterias se encuentran algunos de los más comunes, pero dentro del término más general de gusanos, encontramos muchos agentes patógenos que producen parasitismo.

Capítulo 5: Los modelos animales

El empleo de animales en investigación ha ido paulatinamente disminuyendo, refinando los experimentos que se realizan con ellos y reemplazándolos por otros sistemas cuando ha sido posible. Sin embargo siguen siendo imprescindibles para progresar en el conocimiento científico, en el estudio de enfermedades y el desarrollo de nuevas terapias.

Y para finalizar también os pongo los títulos de cada una de las imágenes con sus correspondientes créditos.

Imágenes

01: Nacimiento del pelo. Biopsia humana. Miguel Calero, Alejandra Kun.

02: Insecto (Pediculus humanus). Fernando González Camacho.

03: Fluorescencia natural de un insecto. Bombyx mori. Fernando González Camacho.

04: Técnica de inmunofluorescencia en cultivo infectado por Rotavirus. Javier María Rodríguez, Fernando González Camacho, Daniel Luque.

05: La fluorescencia en diagnóstico clínico. Trichinella spiralis. Esperanza Rodríguez de las Parras, Sonsoles Jiménez Sánchez.

06: Lentivirus con diferentes colores infectando un cultivo celular. Javier García Castro, Arantzazu Alfranca, Vanessa Blanca.

07: Células de glioblastoma. Pilar Sánchez, Cristina Zahonero.

08: Cultivo primario de neuronas. Isabel Liste Noya, Patricia Martínez Morales.

09: Neuronas. Marçal Vilar, Sergio Hernández Latorre.

10: Células tumorales formadoras de neurosferas. Pilar Sánchez, Cristina Zahonero.

11: Citoesqueleto de actina. Miguel Calero, Alejandra Kun.

12: Células de melanoma. Antonio de la Vieja, Ana Chocarro Calvo.

13: Células MA 104. En rojo los núcleos, en verde el retículo endoplasmático. Javier María Rodríguez, Fernando González Camacho, Daniel Luque.

14: Cultivo de células. En azul los núcleos celulares, en verde la red de mitocondrias. Javier García Castro, Isabel Mirones, Ander Abarrategui.

15: Células endoteliales. En verde el citoesqueleto de actina, en azul los núcleos, en rojo las mitocondrias. Silvia Hernández Esteban, Fernando González Camacho.

16: Fibroblastos de paciente de Alzheimer. Miguel Calero, Alejandra Kun.

17: Células de arteria pulmonar. Silvia Hernández Esteban.

18: Células tumorales. Pilar Sánchez, Cristina Zahonero.

19: Cultivo primario de pacientes con ELA. Yolanda Campos, Rebeca Martínez Jiménez.

20: Astrocito. Eva Cano, Elena Quintana Menéndez.

21: División celular (mitosis). Células HeLa. Marçal Vilar.

22: Linfocitos. Mayte Coiras.

23: Macrófagos fagocitando a Candida (azul). Oscar Zaragoza, Rocío García Rodas.

24: Neutrófilos (azul), Streptococcus pneumoniae (verde). José Yuste, Elisa Ramos Sevillano.

25: Células megacariocitos formando plaquetas. María Luisa Gaspar, Isabel Cortegano, Carolina Ruiz.

26: Proplaquetas y plaquetas. Maria Luisa Gaspar, Natalia Serrano, Carolina Ruiz.

27: Lesión cerebral y astrocitos. Eva Cano, María del Carmen Serrano Pérez.

28: Microglia. Eva Cano, Elena Quintana Menéndez.

29: Microglia. Eva Cano, Elena Quintana Menéndez.

30: Neumococo (verde) y neutrófilos. José Yuste, Elisa Ramos Sevillano.

31: Neumococo. José Yuste, Elisa Ramos Sevillano.

32: Cryptococcus neoformans. Oscar Zaragoza, Rocío García Rodas.

33: Candida tropicalis. Oscar Zaragoza, Ana Cecilia Mesa.

34: Legionella pneumophila. Carmen Pelaz, Consuelo Elola Vega.

35: Leishmania. Mercedes Domínguez, Inmaculada Moreno Iruela.

36: Células Ma-104 infectadas con Rotavirus. Javier María Rodríguez, Fernando González Camacho, Daniel Luque.

37: Hipocampo de ratón. Helena Mira, María Díaz-Moreno.

38: Zona subventricular (SVZ) del cerebro de ratón. Helena Mira, María Díaz Moreno.

39: Región SVZ del cerebro de ratón. Helena Mira, María Díaz Moreno.

40: Hipocampo del ratón modelo SAMP 8. Marçal Vilar, Sergio Hernández Latorre.

41: Tejido de mama. Marta Gallego.

42: Biopsia de piel humana. Miguel Calero, Alejandra Kun.

43: Embrión de pez cebra. Aránzazu Sanchis Otero, Jesús Pablo García Cambero.

44: Brazo del giro dentado del hipocampo. Helena Mira, Zoraida Andreu.

45: Tumor en cerebro de ratón. Eva Cano, Andrés Fernández, Patricia Velasco, Javier Cotrina.

46: Caenorhabditis elegans. Encarnación Lozano, Silvia Hernandez Esteban.

47.Bulbo piloso. Alejandara Kun, Miguel Calero.

Espero que podáis asistir y os guste la exposición.

Un virus con nombre de bosque, Zika

Un poco sobre el virus

El virus Zika pertenece al grupo de los Arbovirus que engloba a todos aquellos virus que emplean como vectores a los artrópodos, transmitiéndose a través de su picadura. Dentro de este grupo se le incluye en la Familia Flaviviridae, Género Flavivirus, al que también pertenecen los virus del dengue y la fiebre amarilla; en estos casos el vector son los mosquitos.

El material genético que portan es ARN de una sola cadena con polaridad positiva, es decir, codifican proteínas que son traducidas directamente desde esta cadena de ARN. Son virus que poseen envoltura rodeando a la cápside vírica.

De manera general, los virus que se transmiten por mosquitos del genero Culex suelen asociarse a síndromes neurológicos (como el virus West Nile) y los virus que se transmiten por mosquitos del género Aedes manifiestan síndromes hemorrágicos (como el virus dengue) . En el caso del virus Zika se han encontrado diferentes especies de mosquitos del género Aedes capaces de transmitir la enfermedad.

El ciclo biológico es similar al de los virus Dengue y Chikungunya. Presentan un ciclo selvático y un ciclo urbano. El ciclo selvático se sostiene entre primates no humanos y mosquitos, y el ciclo urbano se mantiene entre humanos y mosquitos urbanos como Aedes aegypti y/o Aedes albopictus.

Andanzas del virus

El primer aislado del virus se obtuvo en los bosques Zika de Uganda en 1947, a partir de un mono Rhesus mientras se llevaban a cabo estudios sobre el virus de la fiebre amarilla. Posteriormente se fue encontrando en otros países subsaharianos. Desde 1969 hasta la actualidad se han producido toda una serie de brotes del virus en humanos en diferentes países de África (Uganda, Nigeria, Senegal, Costa de Marfil) y Asia (Pakistan, Malasia, Camboya, Indonesia).

En el 2007 es cuando el virus da el salto detectándose el primer brote fuera de África-Asia y tuvo lugar en Yap (isla de Micronesia).

En 2013-2014 hubo un segundo brote en el Pacífico, en la Polinesia Francesa con 8200 casos sospechosos y 396 casos confirmados por PCR.

En la actualidad estamos viviendo un tercer brote, esta vez en Las Américas cuyo posible origen es la Isla de Pascua (2014) y llegó a Brasil (2014) a raíz de un evento deportivo.

El 1 de febrero de 2016 la OMS la declara Emergencia de Salud Pública.

Transmisión y enfermedad

Virus emergente, junto con el Dengue y Chikungunya que han visto favorecida su expansión gracias al rápido transporte de personas y mercancías.

El virus se ha encontrado en 17 especies de mosquitos del género Aedes. Además de la picadura de mosquitos infectados, se están estudiando otras posibles vías de transmisión, como son la transplacentaria, sexual y mediante transfusiones de sangre.

Sobre la transmisión de la madre al feto queda mucho por estudiar, no se conoce bien las circunstancias que tienen que darse para que esto ocurra. Respecto a la transmisión sexual, es posible que suceda si se mantienen relaciones sexuales sin protección durante los 28 días posteriores de la infección debido a la presencia del virus en el semen.

Lo primero que cabe destacar es que el 80% de las infecciones son asintomáticas, se padece la infección y remite sin que tengamos percepción de ello. En el caso de manifestarse, los síntomas más habituales son: erupciones en la piel (maculopapulares), fiebre baja que cede a las 24-48 horas después de la aparición de la erupción, dolor articular, y conjuntivitis no purulenta. Los síntomas suelen remitir a los 3-5 días. Cuando se presentan los síntomas, lo más habitual es que no se requiera hospitalización y en muy pocos casos suele haber complicaciones. La microcefalia congénita y el síndrome de Guiillain-Barré (SGB) son dos de las posibles complicaciones que se pueden encontrar, pero respecto a esto no hay datos y estudios fiables que arrojen luz al respecto, pongamos de ejemplo Colombia, que es el segundo país más afectado por detrás de Brasil, con unos 20.000 casos, y no hay diagnosticados, hasta el momento, ningún caso con microcefalia.

Actualmente no existe vacuna ni tratamiento específico.

Erupción maculopapular. Imagen tomada del blog: Vitalfy.

El diagnóstico

El periodo de incubación de la enfermedad es de 3-12 días, se resuelve en aproximadamente 7 y la mayoría de las veces el cuadro clínico es leve e incluso asintomático, produciéndose en muy pocos casos complicaciones.

El laboratorio de referencia para el diagnóstico de esta enfermedad pertenece al Centro Nacional de Microbiología del Instituto de Salud Carlos III. Las pruebas que se realizan son tanto moleculares, PCR de diseño propio como comerciales; como serológicas, inmunofluorescencia (in house y comerciales) y ensayos de neutralización.

Durante los primeros días después de la picadura del mosquito, las técnicas de diagnóstico se basan en la técnica detección directa, mediante aislamiento del virus a partir de la muestra clínica (viremia) o a partir de la detección del ARN viral mediante PCR. Pasados los primeros días, las pruebas de diagnóstico son indirectas, mediante métodos serológicos, detección de anticuerpos (IgM e IgG en suero) o pruebas de neutralización, siendo esta última la utilizada para la confirmación. Las pruebas serológicas con IgG pueden dar reacción cruzada con dengue o en personas que han sido vacunadas contra otro flavivirus, como fiebre amarilla, por ejemplo.

Situación en España

Laboratorio de referencia en el Centro Nacional de Microbiología (CNM-ISCIII)

Objetivo: Detectar casos importados, mejorar el manejo, prevenir la transmisión.

Centro de Vigilancia: Centro Nacional de Epidemiología (ISCIII).

En España han sido detectados 26 casos importados confirmados a fecha 17-02-2016, la mayoría de estas personas estuvieron durante las Navidades en zonas endémicas de circulación del virus.

Hasta la fecha, todos los casos detectados se tratan de casos importadas, pero no obstante, y a priori, se dan las circunstancias para que el virus pueda circular en nuestra región debido a la presencia de un vector capaz de transmitir la enfermedad, el mosquito tigre (Aedes albopictus). En estos momentos existe una barrera estacional entre la circulación del virus en Las Américas y el invierno en España, periodo en el que el mosquito no presenta actividad en la mayor parte de la Península, pero habrá que estar preparados para la primavera y el verano, cuando la circulación del mosquito comience, y comiencen los viajes veraniegos a las zonas donde el virus circula.

Un poco sobre el vector

El principal mosquito que transmite el virus es el Aedes aegypti, que en la actualidad no lo tenemos en España. El que sí tenemos, no desde hace mucho, es el mosquito tigre (Aedes albopictus) y es un buen candidato para hacer de vector en la transmisión de la enfermedad. Recordemos qué significa esto porque el mosquito en sí no causa la enfermedad. Una persona que lleva el virus, puede ser picada por una hembra de mosquito, al succionar la sangre puede tomar también al virus; éste, después de permanecer por el organismo del mosquito, termina acumulándose en las glándulas salivares donde permanecerá hasta que vuelva a picar a otra persona, transmitiéndole el virus durante la picadura. A esto llamamos vector, el mosquito es el vehículo que utiliza el virus para ir de persona en persona.

El mosquito tigre se ha ido expandiendo desde Asia gracias fundamentalmente al comercio de bambú de la suerte y de los neumáticos. Actualmente se encuentra en toda la cuenca mediterránea y está incluido en el “Catálogo español de especies exóticas invasoras”. En el año 2004 se encontró por primera vez en Sant Cugat del Vallès, y gracias al transporte a través de las carreteras, se ha extendido a través del transporte de personas y mercancías terrestres a toda la cuenca mediterránea desde Algeciras a Francia y las previsiones son que tarde o temprano se extienda por toda la península.

La hembra es la hematófaga, y se caracteriza por presentar una línea blanca por el tórax desde la cabeza. Pica durante el día, vuela cerca del suelo y es difícil de detectar antes de que pique, aunque ocasionalmente puede entrar en las casas, lo más habitual es que viva entre la vegetación, en zonas ajardinadas.

La fase larvaria dura muy poco, de 5 a 6 días, éstas viven en el agua, por lo que la acumulación de agua es imprescindible para que concluya su desarrollo. No obstante, el periodo larvario es tan corto que no requiere grandes superficies de agua, de hecho se ha adaptado muy bien a las condiciones antrópicas y es capaz de desarrollarse en pequeñas superficies acuáticas, como un cenicero con agua en un jardín, pequeños charcos formados por el riego, bebederos de animales, tiestos, comederos, etc. Pueden poner huevos resistentes para pasar el invierno, pueden soportar olas de frío de -10ºC y una vez que llega la primavera, con una tormenta que produzca charcos puede conducir a la aparición de una plaga de mosquitos.

La mejor manera de prevenir la picadura del mosquito es el empleo de repelentes durante el día, teniendo en cuenta que es de actividad diurna. Y tenemos que tener presente, que un mosquito es un vector, para que nos transmita una enfermedad, antes ha tenido que “tomarlo” de otra persona infectada.

Información adicional:

Línea característica del mosquito.
Imagen tomada de la web: atrapaeltigre.com

·         Proyecto Atrapa el tigre

• Atrapaeltigre.com se trata de un proyecto de vigilancia pasiva del mosquito Aedes albopictus de participación ciudadana que participa a través de una app y de fotografías hechas por ellos georrefeneciadas.

• Consulta de la Unidad de Medicina Tropical del Hospital La Paz-Carlos III:

665 629 890; 91 727 70 00 ext. 81337.

• ·        Información a viajeros que tengan pensado ir a zonas con circulación del virus (Ministerio de Sanidad). Virus Zika.

• ·         La información que proporciona el Ministerio de Sanidad

Agradecimientos

Me gustaría dar las gracias por la revisión exhaustiva del texto y sus sugerencias a

Ana Vázquez González del “Laboratorio de Arbovirus y Enfermedades Víricas Importadas”, 

Centro Nacional de Microbiología-Instituto de Salud Carlos III.

PROGRAMA INVESTIGA I+D+i

El Centro Nacional de Microbiología (CNM-ISCIII) colabora con la Fundación San Patricio en el desarrollo del programa INVESTIGA I+D+i, dirigido a estudiantes de 4º de la ESO para que tengan su primer contacto con el mundo laboral, y en particular, en el campo de la investigación.

En el panel de expertos figuran algunos de los investigadores participantes, en este caso se trata de alumnos que estaban bajo la tutoría del Dr. Jesús Oteo Iglesias.

Durante la estancia de los alumnos en nuestro centro, visitaron nuestra Unidad de Microscopía Electrónica y Confocal. A lo largo de la visita les pude enseñar los diferentes tipos de microscopía óptica que empleamos en biomedicina, centrándonos en la microscopía de fluorescencia y confocal, y hablamos de otros temas relacionados como su empleo en investigación y en diagnóstico. También visitamos un cuarto de cultivos celulares, y vimos su importancia en investigación, como paso imprescindible, previo al ensayo en otros modelos biológicos.

En el confocal

En un microscopio invertido de fluorescnecia

En el cuarto de cultivos

En el microscopio electrónico

Estas son algunas de las preparaciones que vimos.

Cultivo celular observado en el microscopio confocal Leica SP5. En verde está marcado el citoesqueleto de actina. En rojo la red de mitocondrias y en azul los núcleos.

Otro cultivo celular, en este caso estaban las células vivas. Expresan el gen que codifica para la proteína verde fluorescente (GFP). Y se observan a la vez en luz transmitida mediante la técnica de contraste de fases.

Esta muestra corresponde a un corte de la raíz de una monocotiledonia y lo que se observan los las autofluorescencias que tienen distintos colorantes.

En este muestra pudimos observar y recrearnos con las mitosis, proceso mediante el cual las células se dividen y aumenta el número de su población. En este caso tenemos los mitrotúbulos teñidos en verde.

Visita de alumnos de 4º de la ESO del Colegio Lourdes

Esta semana he tenido la suerte de participar en el programa “4º ESO + EMPRESAS” de Estancias Educativas en Empresas, promovido por la Comunidad de Madrid. Este programa pretende acercar el mundo laboral a los jóvenes estudiantes de 4º de la ESO para que tengan su primer contacto.

Ha sido una experiencia muy gratificante por mi parte al poder comprobar en primera persona el interés y la motivación que mostraban.

 

Grupo de Alumnos del Colegio Lourdes, Madrid

Lo que pudieron ver a lo largo de su visita

En nuestro caso hemos recibido a 5 chavales del Colegio Lourdes de Madrid que, a lo largo de tres días que han pasado con nosotros, han podido ver diferentes instalaciones y trabajos que realizamos en nuestro Instituto. El primero estuvieron viendo cómo se trabaja en un laboratorio de investigación de biomedicina observando y “realizando” técnicas de biotecnología celular y biología molecular, también visitaron las instalaciones de un cuarto de cultivos celulares.

 

Observando células en el cuarto de cultivos

El segundo día vinieron a “mis dominios”, les enseñe las distintas técnicas que se emplean en microscopia óptica, comenzando por los microscopios más sencillos que podemos encontrar en un cuarto de cultivos, para comprobar el estado diario de las células, en concreto aprendieron a observar y distinguir un microscopio equipado con contraste de fases.

Después miramos a través de los oculares, en un microscopio un poco más avanzado, de fluorescencia, para observar un cultivo de células que tienen incorporado la proteína verde fluorescente (GFP).

Por último estuvimos viendo muestras al microscopio confocal; un cultivo de células que tenían marcado el núcleo con tinción DAPI, el citoesqueleto de actina marcado en verde con faloidina y las mitocondrias marcadas con mitotracker en rojo.

 

En otras preparaciones vimos el citoesqueleto de microtúbulos, teniendo especial interés en las mitosis, pudiendo observar cada una de las etapas de la misma.

Vimos un corte histológico de la raíz de una planta monocotiledonea, un corte histológico de un cerebro de ratón, ….

Transversalmente hablamos de la importancia de la experimentación animal para poder avanzar en el conocimiento de las enfermedades humanas, y nuevas terapias contra el cáncer. Hablamos y vimos imágenes y videos de diferentes patógenos como son Candida albicans, Streptococcus neumoniae, Legionela, Criptococo, etc.

A última hora también pudieron visitar los microscopios electrónicos, de transmisión y de barrido.

Microscopio electrónico de transmisión

El tercer día complementaron la visita en las instalaciones de histología.

La parte laboral

Pero el objetivo principal de la visita era la toma de contacto con el mundo laboral, por lo que también estuvimos hablando del propio Instituto al que pertenezco y en concreto, a uno de sus Centro, el Centro Nacional de Microbiología del Instituto de Salud Carlos III. Para saber más sobre su estructura y organigrama tenían que remitirse a la web del instituto: www.isciii.es

Este Instituto forma parte de los Organismos Públicos de Investigación, por lo que uno de los pilares sobre los que se sustenta es la investigación, tanto básica, como aplicada. También formamos parte del Sistema Nacional de Salud, por lo que otro de los pilares del Instituto es dar soporte al mismo a través de su cartera de servicios, dentro de la cual se incluye el diagnostico de enfermedades relevantes en la salud humana. En este sentido estuvimos viendo y hablando el caso concreto de Legionela y de Trichinella spiralis, VIH, Rotavirus, etc.

Mostraron interés por el personal que trabaja en el centro y por los medios de financiación. Les comentamos la existencia de una escala asociado a diferentes puestos de trabajo que va desde los ayudantes de investigación, pasando por dos escalas de técnicos y terminando con los investigadores, esto dentro del personal funcionario, pero que también hay personal contratado, becarios de investigación y posdoctorales, así como auxiliares que participan en el mantenimiento del organismo.

Vimos como el sostenimiento económico del Instituto en particular, y de la ciencia en España en general, es fundamentalmente público y cómo se resiente ésta cuando se recorta en financiación de proyectos, de becas, de infraestructuras, etc.

Un saludo y hasta siempre.

Los anticuerpos en el diagnostico clínico, inmunofluorescencia indirecta

Una de las técnicas más habituales en un laboratorio de biomedicina es la inmunofluorescencia indirecta, que se emplea tanto como herramienta de investigación como de diagnóstico clínico.

Los anticuerpos forman parte de nuestro sistema inmunitario y el organismo los genera para defendernos contra los patógenos. Son de una gran especificidad y es esta propiedad la que los hace tan útiles para emplearlos como herramientas de laboratorio.

Aquí hablaremos de esta técnica como método de diagnóstico, como ejemplo pondré un supuesto de parasitismo por Trichinella spiralis.

Cuando una persona entra en contacto con un agente patógeno, el organismo empieza a defenderse de el con una gran batería de elementos que configuran el sistema inmunitario. Intervienen elementos celulares como los macrófagos y neutrófilos. Dentro de una compleja respuesta inmunitaria en la que participan células presentadoras de antígenos y linfocitos de diferentes tipos se llaga a obtener una respuesta contra el patógeno muchos más específica y selectiva, que además proporciona memoria inmunitaria, se producen los anticuerpos.

Si en el suero de la sangre de un paciente observamos la presencia de anticuerpos contra un determinado patógeno, podemos decir que dicho paciente ha estado en contacto con ese patógeno, y puede que haya superado la infección o no.

Las técnicas de análisis en las que se emplean los sueros de los pacientes se denominan pruebas serológicas.

El laboratorio de diagnóstico mantiene en cultivo a los parásitos que le servirá de base para sus ensayos. Una vez que llegan las muestras procedentes de los pacientes sospechosos de tener triquinosis se obtiene el suero de la sangre. Si el paciente está infectado y no está inmunodeprimido, en su suero aparecerán anticuerpos específicos contra este parásito. Dentro de la variedad de anticuerpos que puede producir el sistema inmunitario, los que nosotros intentaremos detectar son las inmunoglubulinas G (IgG).

Figura 1 Esquema del proceso

Primero se cogen unos pocos parásitos de los que se disponen en el laboratorio (1), se les añade el suero del paciente sospechoso (2). En el caso de que el paciente presente anticuerpos específicos contra este parásito, éstos se le unirán, se deja una incubación de una hora para dar tiempo a que se unan mediante la reacción Antígeno-Anticuerpo (3). Después se añade un anticuerpo comercial que es capaz de unirse a las IgG del paciente (4). Esto es, este segundo anticuerpo lo que reconoce y a lo que se pega es a las IgG humanos (5); además este anticuerpo comercial lleva conjugado a él una partícula fluorescente que nos permitirá detectarlo mediante la observación en el microscopio de fluorescencia y podremos observar qué muestras son positivas y qué muestras son negativas (6). Esta técnica es la Inmunofluorescencia indirecta.

Figura 2

A) Caso positivo de un paciente que presenta anticuerpos IgG contra Trichinella spiralis, el anticuerpo secundario es un Anti-IgG humano conjugado con un fluorocromo que emite fluorescencia en la franja verde del espectro de luz. B) Imagen en campo claro. C) Control negativo, en este caso se realizó la inmunofluorescencia con el suero de una persona que no presenta anticuerpo contra este parásito. D) Imagen de campo claro.

El cultivo de los parásitos y las pruebas diagnósticas se han realizado en el Servicio de Parasitología del Centro Nacional de Microbiología. Por cortesía de las doctoras Esperanza Rodríguez de las Parras y Sonsoles Jiménez Sánchez (Unidad de Diagnóstico y Referencia de Parasitosis, Servicio de Parasitología, CNM, ISCIII).

Ya trabajamos bajo criterios de calidad

Después de más de un año trabajando para acreditarnos por la Normativa de calidad ISO 9001, ya lo hemos conseguido, estos son los logos de la certificación por AENOR y el Alcance que cubre:

Alcance: La recepción de muestras biomédicas y su distribución a los laboratorios del Centro Nacional de Microbiología. La producción de anticuerpos monoclonales. La asistencia científico-técnica, formación y adquisición de imágenes de muestras fijadas por microscopía confocal. La asistencia científico-técnica, formación y realización de ensayos por citometría de flujo analítica y preparativa (separación celular). 

Medical specimen collection and distribution in the Microbiology National Center Laboratories. The production of monoclonal antibodies. The scientific and technical advice, training and image acquisition of fixed samples by confocal microscopy. The scientific and technical advice, training and testing by analytical and preparative (cell sorting) flow cytometry.

Empresa: INSTITUTO DE SALUD CARLOS III,Centro Nacional de Microbiología

Certificado: ER-0139/2012

Norma: UNE-EN ISO 9001:2008

Pastoreando células

En un post anterior ya hablé de los modelos animales en la investigación, un escalón por debajo de ellos está los cultivos de células; se trata de una herramienta mucho más extendida en los laboratorios y abarcan un gran número de campos de investigación.

Los cultivos celulares

Los cultivos celulares son una herramienta básica en biomedicina, tanto en el campo del diagnóstico como en la investigación. Se trata de un conjunto de técnicas encaminadas a mantener a las células favoreciendo su proliferación in vitro en un medio artificial manteniendo sus propiedades fisiológicas y genéticas. El empleo de cultivos celulares, en lugar de organismos vivos (experimentos in vivo), aporta una serie de ventajas, como son: permiten un control preciso del medio ambiente, aportan homogeneidad a la muestra, es más económico y solucionan la controversia ética de la experimentación animal. La mayor desventaja que presentan es que, al tratarse de experimentos in vitro, los resultados obtenidos pueden alejarse de lo que sucede en un organismo.

Los cultivos celulares difieren del tejido del que proceden. Se ha perdido la organización espacial tridimensional, se pierde las interacciones entre los distintos tipos celulares que forman parte de un tejido, así como entre las células y la matriz extracelular. También carecen de los componentes sistémicos que regulan la homeostasis del organismo, tales como el sistema nervioso y el sistema endocrino. Todos estos factores conllevan a que se tengan que hacer ensayos para contrastar y validar los resultados en modelos in vivo.

Algunos de los campos en los que se emplean los cultivos celulares son: en el estudio de posibles interacciones entre proteínas intracelulares, interacción entre células o patógenos, los efectos de ciertos estímulos o compuestos. Los estudios con cultivos celulares suponen una primera aproximación, previa a los estudios con organismos vivos.

Las células que se obtienen en suspensión, en ocasiones se cultivan en este estado, pero normalmente necesitan un soporte sobre el que crecer y multiplicarse, que suele ser una superficie sólida, placa o flash de plástico, sobre la que forman una monocapa.

La aparición de medios de cultivo, el uso de antibióticos y la suplementación del medio con sueros, han permitido el desarrollo y mejora de los cultivos de células animales.

La experimentación con células en cultivo requiere una serie de condiciones para su óptima realización, como son: 1.- El mantenimiento de un entorno aséptico, libre de microorganismos infecciosos, se consigue con el empleo de cabinas de flujo laminar que garantizan la esterilidad en la zona de trabajo; 2.- El control de una temperatura apropiada (37ºC) y atmósfera de CO2 (5%).

Se trata de un conjunto de técnicas encaminadas a mantener viva una población celular sobre las que luego se realizará un experimento. Son la base experimental en investigación biomédica. A estas células se las tiene que alimentar, procurarles las condiciones ambientales apropiadas (temperatura, oxígeno, pH) y mantener una gran esterilidad para que no se contaminen. El instrumento básico para observarlas es el microscopio óptico.

A: Cabina de cultivos celulares que garantizan la esterilidad; B: Estufa de cultivos; C: Microscopio confocal equipado con sistema de incubación para experimentos in vivo; D: cultivo celular fijado y teñido.

Con la colaboración de la Dra. Sonsoles Hortelado, Dr. Javier García Castro y Dra. Isabel Mirones (Instituto de Investigación en Enfermedades Raras-ISCIII).

Un pilar de la investigación

Los cultivos celulares se utilizan tanto en la investigación básica como en la aplicada. Las áreas en la investigación básica en las que los cultivos celulares son imprescindibles se centran fundamentalmente en la actividad intracelular y en la interacción con su entorno, tales como transcripción de ADN, síntesis de proteínas, metabolismo energético, señalización, apoptosis, ciclo celular, flujo intracelular de macromoléculas, transformación celular, morfogénesis, proliferación celular, adhesión, estudios de interacción huésped patógeno etc.

En la investigación aplicada, los cultivos celulares se emplean en multitud de áreas, como son: en virología para el cultivo de los propios virus y la producción de vacunas antivirales. En biotecnología para la producción industrial de fármacos en biorreactores, tales como insulina e interferón. En inmunología para la producción de anticuerpos monoclonales gracias a las técnicas de fusión celular, y en estudios de fenómenos de inflamación. En farmacología para el estudio de los efectos de fármacos, interacciones con el receptor y fenómenos de resistencia. En ingeniería de tejidos para la producción artificial de tejidos en injertos y autotransplantes. En toxicología en estudios de citotoxicidad, carcinogénesis y dosis-respuesta. En los ensayos preclínicos de nuevos fármacos.