Microbiología molecular

Nombre	Institución	Clasificación Euraxess
Álvarez González, Miguel Ángel	CSIC	R4
Arranz Jiménez, David	CSIC	R1
Bauer Fernández, Corina	CSIC	R1
Casado Rodríguez, Ángel	CSIC	R1
del Río Lagar, Beatriz	CSIC	R3
Fernández Alonso, Eva	CSIC	R1
Fernández García, María	CSIC	R3
Flórez García, Ana Belén	CSIC	R3
Ladero Losada, Víctor Manuel	CSIC	R3
Mayo Pérez, Baltasar	CSIC	R3
Redruello Trelles, María Begoña	CSIC	R3
Rodríguez Álvarez, Javier	CSIC	R1
Sampedro Ares, Lorena	CSIC	R1
Suárez Vaquero, Paula Rosa	CSIC	R1
Valenzuela López, Jose Ángel		Sin clasificación

Aminas biógenas

Las aminas biógenas (AB) son compuestos orgánicos nitrogenados de bajo peso molecular que se sintetizan mediante la descarboxilación enzimática de determinados aminoácidos y que desempeñan funciones biológicas muy variadas en prácticamente todos los seres vivos. Sin embargo, el consumo de alimentos contaminados con concentraciones elevadas de AB provoca problemas en la salud que pueden llegar a ser graves. Las AB más tóxicas son la histamina y la tiramina, y se acumulan principalmente en pescado y en alimentos fermentados, debido a la presencia de microorganismos con la actividad aminoácido descarboxilasa correspondiente. Nuestro grupo ha contribuido muy significativamente al avance que en la última década ha tenido el conocimiento de las AB y de los microorganismos responsables de su acumulación en quesos, uno de los alimentos que puede acumular las mayores concentraciones de AB. Sin embargo, el problema es complejo y todavía no se ha solucionado. Nuestro objetivo en este campo es el estudio detallado de los mecanismos biológicos que conducen a la síntesis de AB, que nos permita el diseño racional de estrategias que eviten su acumulación en los alimentos fermentados, con especial dedicación al queso.

Microbiología gastrointestinal humana y selección de probióticos

Hemos caracterizado la microbiología de diversas secciones del tracto gastrointestinal (TGI) humano mediante técnicas dependientes e independientes de cultivo, con el objetivo prioritario de identificar tipos microbianos que puedan utilizarse en sistemas alimentarios y más concretamente en productos lácteos, bien sea como agentes biotecnológicos o como microorganismos probióticos. Entre los logros más importantes podemos citar la obtención de amplias colecciones de bacterias del ácido láctico (BAL) y bifidobacterias procedentes del TGI, con propiedades beneficiosas para su utilización como nuevos probióticos o como probióticos más robustos. En el futuro inmediato, los objetivos básicos son: (i) contribuir al conocimiento de los efectos saludables de las isoflavonas, mediante el estudio de su metabolismo por las poblaciones intestinales, y (ii) identificar y seleccionar cepas bacterianas que produzcan transformaciones deseables de las isoflavonas (incluyendo la producción de equol) para su empleo en alimentación funcional. Tras la ingesta, las isoflavonas se activan por componentes de la microbiota poco caracterizados. La identificación y caracterización de estos microorganismos y sus actividades posibilitará su aplicación en alimentos funcionales.

Resistencia a antibióticos en la cadena alimentaria

Las bacterias alimentarias resistentes a antibióticos pueden actuar como reservorios de genes de resistencias que se pueden transferir a los microorganismos patógenos durante la elaboración de los alimentos o tras el consumo, durante el tránsito intestinal. Esta línea constituye un aspecto imprescindible en la caracterización de fermentos y la selección de probióticos, y nos permitió detectar cepas resistentes a varios antibióticos y analizar sus bases moleculares. En la actualidad, los objetivos son: Analizar el resistoma del queso para un grupo representativo de antibióticos (Tc, Ery, Ap, Vm, etc.); cuantificar los distintos genes de resistencia en quesos artesanos e industriales e identificar los grupos microbianos y las especies implicadas en las resistencias y evaluar el riesgo de su transferencia a patógenos del ambiente lácteo (Listeria, Staphylococcus, etc.).

Probióticos como vectores vivos para la producción de moléculas terapéuticas en las mucosas

Los lactobacilos son BAL no patógenas, con el estatus QPS (Qualified Presumption of Safety) de la EFSA y que por lo tanto se consideran seguros para el consumo humano. Además, algunas cepas son probióticos bien conocidos, que tienen una alta aceptación por parte de los consumidores y que pueden sobrevivir o incluso colonizar las mucosas del tracto gastrointestinal y la mucosa vaginal. Por todo ello, nos propusimos el uso de lactobacilos como los vectores vivos idóneos para la producción de agentes terapéuticos en las mucosas. Cabe destacar que esta estrategia es barata, ya que son bacterias fáciles de cultivar y se ahorra la producción y purificación del agente terapéutico, evitando además el problema de su degradación, especialmente grave en el tracto gastrointestinal. También hay que tener en cuenta que soportan la liofilización, evitándose así la necesidad de una cadena de frío.

Las herramientas genéticas de grado alimentario desarrolladas en nuestro grupo, nos sitúan en una posición privilegiada en este campo. En el futuro próximo nos centraremos en la construcción de lactobacilos que produzcan distintos tipos de proteínas con actividad frente a determinados patógenos multiresistentes de las mucosas, como una terapia alternativa a los antibióticos.

Aislamiento y caracterización de bacteriófagos para desarrollar herramientas biotecnológicas y de biocontrol de bacterias alterantes de los alimentos y bacterias patógenas multiresistentes

Nuestro grupo tiene una larguísima experiencia en el trabajo con virus que infectan bacterias, a los que se denomina bacteriófagos o simplemente fagos. Además del gran interés teórico que tiene el estudio de las interacciones parásito-hospedador, el estudio de la Biología Molecular de los fagos que infectan BAL nos permite desarrollar nuevas herramientas genéticas de grado alimentario. También estamos muy interesados en la utilización de bacteriófagos y de sus lisinas (las enzimas que rompen la pared celular para permitir la liberación de los viriones al final del ciclo lítico) como armas altamente específicas para el biocontrol de microorganismos alterantes en los alimentos y también como terapia alternativa a los antibióticos frente a bacterias patógenas multiresistentes.

• Daniel M. Linares, Beatriz del Rio, B. Redruello, V. Ladero, M. C. Martin, M. Fernandez, P. Ruas-Madiedo and Miguel A. Alvarez “Comparative analysis of the in vitro cytotoxicity of the dietary biogenic amines tyramine and histamine” Food Chemistry 197: 658-663 (2016)

Factor de impacto: 4.529 Cuartil: 1

• Maria Diaz, B. del Río, E. Sanchez-Llana, V. Ladero, B. Redruello, M. Fernández, M. C. Martin and Miguel A. Alvarez “Histamine-producing Lactobacillus parabuchneri strains isolated from grated cheese can form biofilms on stainless steel” Food Microbiology 59: 85-91 (2016)

Factor de impacto: 4.090 Cuartil: 1

• Beatriz del Rio, D. Linares, V. Ladero, B. Redruello, M. Fernández, M. C. Martin and Miguel A. Alvarez “Putrescine biosynthesis in Lactococcus lactis is transcriptionally activated at acidic pH and counteracts acidification of the cytosol” International Journal of Food Microbiology 236: 83-89 (2016)

Factor de impacto: 3.451 Cuartil: 1

• Marta Perez, V. Ladero, B. Redruello, B. del Rio, L. Fernandez, J.M. Rodriguez, M. C. Martin, M. Fernández, and Miguel A. Alvarez “Mastitis modifies the biogenic amines profile in human milk, with significant changes in the presence of histamine, putrescine and spermine” PLOS One 11(9): e0162426 (2016)

Factor de impacto: 2.766 Cuartil: 1

• Guadamuro, L., Jiménez-Girón, A., Delgado, S., Flórez, A. B., Martín-Álvarez, P. J., Suárez, A., Bartolomé, B., Moreno-Arribas, V., and Mayo, B. “Profiling of phenolic metabolites in faeces from equol-producing and non-producing menopausal women after long-term isoflavone supplementation” Journal of Agriculture and Food Chemistry 64: 210-216 (2016)

Factor de impacto: 3.412 Cuartil: 1

• Flórez, A. B., I. Campedelli, S. Delgado, Á. Alegría, E. Salvetti, G. E. Felis, B. Mayo, and S. Torriani. “Antibiotic susceptibility profiles of dairy Leuconostoc, analysis of the genetic basis of atypical resistances and transfer of genes in vitro and in a food matrix” PLoS One 11: e0145203 (2016)

Factor de impacto: 2.766 Cuartil: 1

• Flórez, A. B., Sierra, M., Ruas-Madiedo, P., and Mayo, B. “Susceptibility of lactic acid bacteria, bifidobacteria and bacteria of intestinal origin to antitumor compounds used in breast and lung cancer” International Journal of Antimicrobial Agents 48: 547-55. (2016)

Factor de impacto: 4.307 Cuartil: 1

• Rychlik, T., Szwengiel, S., Bednarek, M., Arcuri, E., Montet, D., Mayo, B., Nowak, J., and Czarnecki, Z. “Application of the PCR-DGGE technique to the fungal community of traditional Wielkopolska fried ripened curd cheese to determine its PGI authenticity” Food Control 73: 1074-1081 (2016)

Factor de impacto: 3.667 Cuartil: 1

• Delgado, S., Flórez, A. B., Guadamuro, L., and Mayo, B. “Genetic and biochemical characterization of an oligo-α-1,6-glucosidase from Lactobacillus plantarum” International Journal of Food Microbiology 246: 32-39 (2016)

Factor de impacto: 3.451 Cuartil: 1

• Flórez, A. B., Vázquez, L., Mayo, B. “A functional metagenomic analysis of tetracycline resistance in cheese bactéria” Frontiers in Microbiology 8: 907 (2016)

Factor de impacto: 4.076 Cuartil: 1

• Vázquez, L., Guadamuro, L., Giganto, F., Mayo, B., Flórez, A. B. “Development and application of a real-time quantitative PCR method for detecting and quantifying equol-producing bacteria in faecal samples and cultures” Frontiers in Microbiology 8: 1155 (2016)

Factor de impacto: 4.076 Cuartil: 1

• Guadamuro, L., Flórez, A. B., Vázquez, L., Mayo, B. “Characterization of Bifidobacterium pseudocatenulatum β-glucosidases involved in the release of aglycones from isoflavone-glycosides” Food Research International 100: 522-528 (2016)

Factor de impacto: 3.520 Cuartil: 1

• Flórez, A. B., Mayo, B. “Antibiotic resistance-susceptibility profiles of wild Streptococcus thermophilus strains isolated from raw milk and genome analysis of the genetic basis of adquired resistances” Frontiers in Microbiology 8: 2608 (2016)

Factor de impacto: 4.076 Cuartil: 1

• Beatriz del Rio, Begoña Redruello, D. M. Linares, V. Ladero, M. Fernández, M. C. Martin, P. Ruas-Madiedo and Miguel A. Alvarez “The dietary biogenic amines tyramine and histamine show synergistic toxicity towards intestinal cells in culture” Food Chemistry 218: 249-255 (2017)

Factor de impacto: 4.946 Cuartil: 1

• Begoña Redruello, V. Ladero, B. del Rio, M. Fernández, M. C. Martin and Miguel A. Alvarez “A UHPLC method for the simultaneous analysis of biogenic amines, amino acids and ammonium ions in beer”  Food Chemistry 217: 117-124 (2017)

Factor de impacto: 4.946 Cuartil: 1

• Marta Perez, V. Ladero, B. del Rio, B. Redruello, A. de Jong, O. Kuipers, J. Kok, M. C. Martin, M. Fernandez, Miguel A. Alvarez “The relationship among tyrosine decarboxylase and agmatine deiminase pathways in Enterococcus faecalis” Frontiers in Microbiology 8: 2107 (2017)

Factor de impacto: 4.076 Cuartil: 1

• Beatriz del Rio, P. Alvarez-Sieiro, B. Redruello, M. C. Martin, M. Fernandez, V. Ladero and Miguel A. Alvarez “Lactobacillus rossiae strain isolated from sourdough produces putrescine from arginine”  Scientific Reports 8: 3989 (2018)

Factor de impacto: 4.122 Cuartil: 1

• Beatriz del Rio, B. Redruello, D.M. Linares, V. Ladero, P. Ruas-Madiedo, M. Fernández, M. C. Martin and Miguel A. Alvarez “Spermine and spermidine are cytotoxic towards intestinal cell cultures, but are they a health hazard at concentrations found in foods?”  Food Chemistry 269: 321-326 (2018)

Factor de impacto: 4.946 Cuartil: 1

• Beatriz del Rio, B. Redruello, V. Ladero, S. Cal, A. Obaya and Miguel A. Alvarez “An altered gene expression profile in tyramine-exposed intestinal cell cultures supports the genotoxicity of this biogenic amine at dietary concentrations”  Scientific Reports 8: 17038 (2018)

Factor de impacto: 4.122 Cuartil: 1

• Beatriz del Rio, B. Redruello, D. M. Linares, V. Ladero, P. Ruas-Madiedo, M. Fernandez, M. C. Martin, and Miguel A. Alvarez “The biogenic amines putrescine and cadaverine show in vitro cytotoxicity at concentrations that can be found in foods”  Scientific Reports (En prensa)

Factor de impacto: 4.122 Cuartil: 1

Investigador Principal	Título	Organismo Financiador	Referencia	Duración	Cuantía
Baltasar Mayo Pérez	Caracterización funcional de cepas autóctonas de Streptococcus thermophilus aisladas de quesos tradicionales españoles y de su entorno	INIA	RM2011-00005-00-00	Enero 2012 – Diciembre 2014	55.876,80 €
Baltasar Mayo Pérez	Metabolism of soy isoflavones by gut microbiota during menopause. Identification, characterization and selection of probiotics for the formulation of soy-derived functional dairy products	MINECO	AGL2011-24300-ALI	Enero 2012 – Diciembre 2014	157.300 €
Baltasar Mayo Pérez	Identificación y selección de bacterias intestinales productoras de equol y/o 5-hidroxi equol para su empleo en alimentación funcional	MINECO	AGL-2014-57820-R	Enero 2015 – Diciembre 2017	175.450 €
María Fernández y Mª Cruz Martín	Comprendiendo la acumulación de aminas biógenas en quesos: desde su toxicología a su acumulación	MINECO	AGL2013-45431-R	Enero 2015 – Diciembre 2017	170.000 €
Miguel Ángel Álvarez	Grupo Microbiología Molecular	FICYT, Gobierno Principado de Asturias	GRUPIN14-137	1/1/2014 – 31/12/2017	156.600 €
Miguel Ángel Álvarez	Aminas biógenas: toxicidad, factores implicados en su biosíntesis y nuevas estrategias para prevenir su acumulación en alimentos fermentados	MINECO	AGL2016-78708-R	30/12/2016 – 29/12/2020	223.850 €
Miguel Ángel Álvarez	Promotion of local Mediterranean fermented foods through a better knowledge and management of microbial resources	Unión Europea (ERA-NET ARIMNet2)/INIA	PROMEFOODS-ARIMNet2	1/10/2017 – 30/09/2020	42.500 €
Miguel Ángel Álvarez	Grupo Microbiología Molecular	FICYT, Gobierno Principado de Asturias	GRUPIN 2018	1/1/2018 – 31/12/2020	145.200 €

 

Directores	Título	Doctorando	Institución	Año	Distinciones
Víctor Ladero Miguel A. Álvarez	Biosíntesis de Aminas Biógenas en Bacterias del Ácido Láctico: Regulación genética e implicaciones fisiológicas y tecnológicas	Marina M. Calles Enriques	Universidad de Oviedo	2014
María Fernández  Miguel A. Álvarez	Biosíntesis de aminas biógenas en bacterias de leche materna humana: posibles implicaciones fisiológicas	Marta Pérez García	Universidad de Oviedo	2015
María C. Martín Miguel A. Álvarez	Identificación y caracterización de las bacterias responsables de la acumulación de histamina en queso	María Díaz García	Universidad de Oviedo	2016
Baltasar Mayo Pérez  Susana Delgado Palacio	Isoflavonas de soja y poblaciones microbianas intestinales: identificación y caracterización de microorganismos involucrados en su metabolismo	Lucía Guadamuro García	Universidad de Oviedo	2017	Mención internacional

 

Inventores	Título	Número de registro
Baltasar Mayo Susana Delgado	Cepa probiótica de Lactobacillus reuteri con actividad anti-Helicobacter, producto probiótico o bioterapéutico que la comprende y uso del mismo	PCT/ES2014/070666
Patricia Alvarez-Sieiro M. Cruz Martin Begoña Redruello Víctor Ladero María Fernández Miguel A Alvarez	New strain of Lactobacillus casei with ability to degrade the immunotoxic peptide from gluten	PCT PD10109PC00