Bacterias para terapia inmunológica / Bacteria for immunotherapy.


En relación con la anterior entrada me gustaría explicar el uso de las bacterias en la terapia inmunológica. Personalmente tengo bastante que contar porque he estado colaborando en un proyecto relacionado con ello.

Para empezar es falso que las bacterias son malas por naturaleza, en realidad cualquier ser humano sano está colonizado por ellas, tenemos una microbiota (flora bacteriana) propia y natural. Cuando se producen infecciones muchas veces es porque hay un desequilibrio en nuestra microbiota o porque directamente hemos entrado en contacto con bacterias patógenas que estaban en el ambiente.Además existen las bacterias probióticas que al ser ingeridas resultan beneficiosas para la salud. Hoy en día se está investigando mucho sobre estas bacterias porque sus efectos beneficiosos son múltiples, por ejemplo la restauración de la microbiota intestinal y el refuerzo del sistema inmunológico pero quiero centrarme en el uso de bacterias para tratar directamente enfermedades específicas como el cáncer o enfermedades digestivas con alta prevalencia.

A nivel biotecnológico se ha descubierto el gran potencial terapéutico de las bacterias mediante su modificación genética. Es posible lograr que una Escherichia coli produzca nanobodies anclados a su superficie e incluso que llegue a secretarlos e inyectarlos en las células humanas a través de una jeringuilla molecular presente en la membrana de las bacterias.

La finalidad es llevar a cabo una terapia inmunológica pero utilizando a las bacterias como vehículos de moléculas terapéuticas ya que las bacterias tienen un estudiado tropismo por los tumores y además pueden llegar a los tejidos a tratar sin llegar a ser invasivas. Concretamente esta aplicación biotecnológica tan prometedora y que ha conseguido una patente en EEUU está siendo investigada en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) por el grupo del Dr. Luis Ángel Fernández.

In relation to the previous post I would like to explain the use of bacteria in immunotherapy . Personally I have lots of things to tell because I have been working on a related project.

Firstly, it is false that bacteria are bad by nature, actually anyone healthy is colonized by them, we have a natural own microbiota (bacterial flora). When we have an infection often is because there is an imbalance in our microbiota or because we have directly contacted with pathogenic bacteria from the environment.There also exist the probiotic bacteria that when are ingested are beneficial to health. Currently these bacteria are studied a lot because they have multiple benefits,for example the recovering of the intestinal microbiota or the inmunological system support, but I want to focus on the use of bacteria to directly treat specific diseases such as cancer or  high prevalence digestive diseases.

At biotechnological level a bacterial great therapeutic potential has been discovered by their genetic modification. It is possible to achieve the production of nanobodies by Escherichia coli anchored to its surface and even their secretion and injection into human cells through a molecular syringe present in the membrane of bacteria.

The purpose is to carry out an immunotherapy but using the bacteria as carriers of therapeutic molecules because bacteria have a studied tumor tropism and can also reach the tissues to be treated without becoming invasive. Specifically this so promising biotechnological application which has already obtained a U.S. patent is being investigated at the National Center of Biotechnology (CNB -CSIC) by the group of Dr. Luis Angel Fernandez.

Microfotografía de E. coli inyectando nanobodies en células humanas. Microphotography of E. coli injecting nanobodies into human cells.

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Nanobodies: pequeños pero efectivos / small but effective.


Hola a todos, después de mucho tiempo sin escribir, vuelvo con las pilas cargadas. Estos meses me he dedicado en exclusiva a trabajar en mi proyecto fin de Máster. He estado experimentando con mi querida amiga  Escherichia coli,  concretamente con la cepa enteropatógena (EPEC).                    Me gustaría comenzar esta nueva etapa hablando de los Nanobodies (Nanoanticuerpos) porque cada vez es más conocida la terapia inmunológica y su aplicación está ofreciendo buenos resultados. Este tipo de terapia emplea anticuerpos para tratar enfermedades puesto que los anticuerpos son un mecanismo natural empleado por nuestro organismo para defenderse de moléculas extrañas que pueden dañarnos.

Los nanobodies son un tipo de anticuerpos bastante peculiar. Provienen de anticuerpos de cadena pesada de camélidos (camellos, dromedarios, llamas…) y su estudio como potencial molécula terapéutica es relativamente nuevo. Para entender que es un nanobody primero hay que saber algo sobre los anticuerpos convencionales. En esta entrada ya hablé de ellos por si queréis echarle un vistazo.

Los anticuerpos son proteínas Inmunoglobinas. Están en nuestra sangre o en otros fluidos corporales y secreciones de forma soluble pero también pueden estar anclados a una superficie. Su función principal es reconocer moléculas extrañas, llamadas antígenos. Los antígenos forman parte de un conjunto más grande, por ejemplo una bacteria, un virus, polen, alimentos,  etc. Nuestro sistema inmunológico utiliza a los anticuerpos para neutralizar a los antígenos o para activar a otros componentes del sistema inmunológico para que actúen. También existen anticuerpos que reconocen como antígenos a otros anticuerpos y esa propiedad ha resultado muy útil para desarrollar distintas técnicas diagnósticas y para tratar enfermedades de origen autoinmune.

La estructura básica de un anticuerpo se caracteriza por tener dos cadenas pesadas (H de heavy) y dos cadenas ligeras (L de light). En ambas existen dos regiones distintas: una región variable (V) y  una región constante (C). La región variable es la responsable de que cada anticuerpo reconozca de forma específica epítopos distintos. Un epítopo o determinante antigénico es la región del antígeno reconocida por el anticuerpo.

Los Nanobodies son también anticuerpo porque también reconocen antígenos pero su estructura es mucho más sencilla ya que únicamente están formados por la region variable de una cadena pesada, son unas 10 veces más pequeños que un anticuerpo normal. Ese pequeño tamaño los hace mucho más estables, resisten mejor al calor, a detergentes, al pH, pueden ser funcionales incluso dentro del tubo digestivo mientras que los anticuerpos normales son digeridos, lo cual podría ser útil para tratar enfermedades digestivas. Además su pequeño tamaño les permite traspasar barreras que un anticuerpo normal no puede traspasar, por ejemplo la barrera hematoencefálica, también podrían utilizarse para tratar enfermedades del Sistema Nervioso. Para el tratamiento de tumores también resultan mejores porque un anticuerpo normal no puede traspasar el tumor mientras que un nanobody por su tamaño sí. Por todo ello se ha empezado a investigar su potencial terapéutico.

Hi everyone, after a long time without writing, I come back with energy. These months I have exclusively been working in my Master’s Degree project doing experiments with my dear friend Escherichia coli, specifically with enteropathogenic strain (EPEC).         I would like to start this new stage talking about the Nanobodies because the immunotherapy is increasingly known and its application is offering good results. This type of therapy uses antibodies to treat diseases because antibodies are a natural mechanism used by the body to defend against foreign molecules that can harm us.

The nanobodies are a very peculiar type of antibodies. They come from camelids (camels , dromeraries , llamas … ) heavy-chain antibodies and its study as a potential therapeutic molecule is relatively new. To understand what a Nanobody is first you must know something about conventional antibodies. In this post I spoke of them, you can take a look.

Antibodies are immunoglobulins proteins. They are soluble in our blood or other body fluids and secretions but can also be anchored to a surface. Its main function is to recognize foreign molecules called antigens. The antigens are part of a whole, such as a bacterium, virus , pollen , food, etc. Our immune system uses antibodies to neutralize the antigens or to activate other components of the immune system to act. Antibodies are also recognized by other antibodies as antigens, this property has been very useful for the develop of different diagnostic techniques and the treatment of autoimmune diseases.

The basic structure of an antibody is characterized by having two heavy chains (H) and two light chains (L). In both exist two distinct domains: a variable domain (V) and a constant domain (C). The variable domain is responsible for each antibody specifically recognizing different epitopes . An epitope or antigenic determinant is the domain of the antigen recognized by the antibody .

The Nanobodies are also antibody because they recognize antigens but its structure is much simpler since only consist of a variable domain of a heavy chain, are about 10 times smaller than a normal antibody . This small size makes them much more stable than a normal antibody, more resistant to heat, detergents, pH , they can be functional even in the digestive tract while normal antibodies are digested . Its small size allows them to go through barriers which a normal antibody cannot cross, such as the blood-brain barrier to treat nervous system diseases. It is also better for the treatment of tumors because a normal antibody cannot get in to the tumor whereas a nanobody can. Due to all these reasons its potential therapeutic application has started to be explored.

Anticuerpo convencional–>Anticuerpo de cadena pesada de camélido–> Nanobody.
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¿Los Arbovirus se están globalizando?


Hace poco estuve en una charla donde se trató un tema muy interesante: los arbovirus emergentes.

El término Arbovirus hace referencia a cualquier tipo de virus trasmitido por Artrópodos (Arthropod-borne virus), generalmente por mosquitos aunque también por garrapatas. Al animal que trasmite el virus se le conoce como vector. En el caso de los Arbovirus el vector capta el virus picando a humanos o animales infectados y lo trasmite picando a humanos sanos, ese es el ciclo. Una vez dentro del organismo el virus infecta a las células provocando a los pocos días las manifestaciones clínicas de la enfermedad, que lo común es que sean de tipo febril con malestar general y/o sarpullidos pero también hay  manifestaciones peores como las temidas fiebres hemorrágicas y las encefalitis (inflamación del encéfalo) las cuales son potencialmente mortales.

Hasta hace no mucho estos virus eran endémicos de ciertos países o zonas del globo puesto que sus vectores (mosquitos o garrapatas) no estaban adaptados a otros hábitats. Ahora, con el cambio climático, el turismo internacional y los movimientos demográficos  parece que estos vectores y los virus que trasmiten han sobrepasado sus fronteras convencionales, se están diseminando.  Lo que más preocupa de esto a las autoridades sanitarias es que de momento no existen vacunas ni tratamientos efectivos para la mayoría de infecciones así que la aparición de nuevos brotes epidémicos podría ser fatal. Actualmente, en muchos centros de investigación, se están llevando a cabo estudios para poder desarrollar vacunas, terapias y estrategias de prevención más específicas y efectivas con el fin de evitar esto.

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Distribución del mosquito tigre (zonas rojas).
Datos de septiembre de 2012.

En el caso de Europa, especialmente en la Europa mediterránea, el mosquito tigre (Aedes albopictus) está dando bastantes problemas porque lo normal es que viva en hábitats tropicales, sin embargo también se está adaptando a climas más fríos. Al parecer se ha diseminado muy rápidamente gracias al comercio de neumáticos. Los neumáticos suelen estar al aire libre, llueve y el agua se acumula en sus grietas donde los mosquitos ponen los huevos. Estas grietas retienen el agua pero también el calor de esta forma pueden completar su ciclo vital fuera de sus hábitats. Por culpa de este mosquito y otros ya se han detectado casos  de enfermedades como el Dengue, Chikungunya o la encefalitis provocada por el virus de West Nile en Europa.

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Para más información sobre el tema visita estas páginas:

Centro Europeo de Control y Prevención de Enfermedades (ECDC).

Centro de Control y Prevención de Enfermedades (CDC).

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