Digital INTA
Archivo electrónico del ©Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) que tiene por objetivo ofrecer la mayor difusión y visiblidad posibles de los resultados de la investigación realizada por su comunidad científica.
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Biofuncionalización de superficies de nylon con anticuerpos antiricina para su uso en inmunobiosensores
(Ministerio de Defensa, 2019-02-15) Peraile, Inés; Gil García, Matilde; Murillo, Nieves; Maudes, Jon; Rozas Sanz, Gabriel; González López, Laura; Dabbagh Escalante, Nushin Alba; Pérez, Ana; Cabria Ramos, Juan Carlos; Lorenzo Lozano, Paloma
"Los agentes de guerra biológica constituyen un riesgo creciente en la actualidad. Por ello, la mayoría de los países invierten en la investigación y el desarrollo de técnicas
de detección e identificación de dichos agentes, siendo un objetivo prioritario el desarrollo de dispositivos que permitan una identificación temprana in situ lo más específica y sensible posible. Dentro de estos dispositivos, los inmunobiosensores (basados en técnicas inmunológicas) resultan ser los candidatos de elección, puesto que la unión antígeno-anticuerpo es rápida y altamente específica.
En un inmunobiosensor el tipo de sensado determinará el umbral de detección, mientras que la especificidad y sensibilidad de la detección dependerá de los anticuerpos
seleccionados y de la forma en que estos son inmovilizados. Es por ello por lo que, tanto la superficie como el método de inmovilización, determinarán la densidad y orientación del anticuerpo inmovilizado y, en consecuencia, la eficiencia de la unión antígeno-anticuerpo y el éxito del sistema de inmunocaptura.
La elección de un modelo experimental de inmunocaptura similar al modelo final en el inmunobiosensor es fundamental. Así, se diseñó un modelo de inmunocaptura
en el que se marcaron con diferentes fluoróforos el anticuerpo y el antígeno, y se determinaron diferentes parámetros (densidad de anticuerpo inmovilizado, de antígeno
inmunocapturado y eficacia del sistema) con el fin de realizar el seguimiento del proceso de inmovilización y de inmunocaptura. Dicho modelo de inmunocaptura
se empleó para el estudio y la comparación de diferentes superficies y métodos de inmovilización. En una primera fase, estos estudios se desarrollaron con simulantes de agentes de guerra biológicos. En una segunda fase, se emplearon agentes reales, como ricina.
Nuestro modelo de inmunocaptura y los parámetros considerados han resultado ser adecuados y versátiles para el estudio y comparación de diferentes superficies
y modelos de inmovilización."
Evaluación de detectores de aerosoles biológicos en túnel de viento
(Ministerio de Defensa, 2019-02-15) Dabbagh Escalante, Nushin Alba; Rozas Sánz, Gabriel; Peraile, Inés; González López, Laura; Cabria Ramos, Juan Carlos; Lorenzo Lozano, Paloma
"Durante el siglo pasado, los avances en biotecnología y bioquímica han simplificado el desarrollo y la producción de armas biológicas. Estas pueden ser más potentes que las armas convencionales o las armas químicas por su alta contagiosidad, fácil difusión y la cantidad mínima de organismos requeridos para causar enfermedad y/o muerte. Los agentes biológicos que tienen mayor probabilidad de ser utilizados como armas biológicas son bacterias, rickettsias, virus y toxinas, y la vía de dispersión de mayor interés desde el punto de vista de la seguridad y la defensa son los bioaerosoles. Desde los ataques con ántrax producidos en 2001 en EE.UU., los países han incrementado considerablemente los esfuerzos en investigación para el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan una detección temprana de las amenazas biológicas. Disponer de sistemas de detección en tiempo real y con una elevada sensibilidad permite minimizar los riesgos de exposición a este tipo de agentes, ya que la información obtenida puede ser utilizada para adoptar medidas de protección y prevención apropiadas a la amenaza detectada. El área de defensa biológica del Departamento de Sistemas de Defensa NBQ y Materiales Energéticos de la Subdirección General de Sistemas Terrestres del INTA (Campus La Marañosa) ha puesto a punto una metodología para evaluar nuevos equipos de detección de aerosoles biológicos. La eficacia de estos equipos se ha analizado en términos de tiempo de respuesta, sensibilidad y capacidad para diferenciar entre eventos biológicos y no biológicos. Los ensayos se han realizado en un túnel de viento (diseñado por la empresa Ibatech) sobre el que se inyectan aerosoles biológicos de concentraciones conocidas. Para la generación de la nube se han utilizado simulantes de agentes de guerra biológica (Bacillus thuringiensis como simulante de Bacillus anthracis y Pantoea agglomerans como simulante de Yersinia pestis)."
Development of a specific real-time PCR assay for simultaneous detection and differentiation of Coxiella burnetii strains from environmental soil samples
(Oxford University Press, 2023-02-25) Fernández Carrillo, Juan; Del Olmo Monge, Javier; Sellek Cano, Ricela, Ricela; Ortega García, María Victoria; Cabria Ramos, Juan Carlos; Bassy Alvarez, Olga
Coxiella burnetii, the causative agent of Q fever, is a small, coccoid, Gram-negative strict intracellular pathogen. One of the most common ways of acquiring Q fever is through inhalation of aerosols containing the bacteria. Because C. burnetii is highly infectious, spreads easily through the air, and is very resistant to environmental conditions, it is considered a biological threat. This paper presents the development and validation of a specific real-time polymerase chain reaction (real-time PCR or qPCR) assay for the detection of C. burnetii, based on the amplification of a fragment of the isocitrate dehydrogenase (icd) encoding gene. This real-time PCR is highly specific, reproducible, and sensitive, allowing the detection of as few as 5 genome equivalents (GEs) of C. burnetii per reaction. The method enables a rapid preliminary differentiation among strains, based on a point mutation at nucleotide 745 of the icd gene. The assay was successfully evaluated in environmental soil samples; a limit of detection of 3 × 104 colony forming units per 0.5 g of soil (∼3 GEs per reaction) was achieved. The newly developed real-time PCR offers a valuable tool for differential detection of C. burnetii strains in environmental soil samples.
Spanish Outbreak Isolates Bridge Phylogenies of European and American Bacillus anthracis
(MDPI - Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2023-03-29) Bassy Alvarez, Olga; Antwerpen, Markus; Ortega García, María Victoria; Ortega Sánchez, María Jesús; Bouzada, José Antonio; Cabria Ramos, Juan Carlos; Grass, Gregor; Ortega García, María Victoria
The geographical origin of a major present-day phylogenetic group (A branch WNA; A.Br.WNA) of American Bacillus anthracis is controversial. One hypothesis postulated that the anthrax pathogen reached North America via a then-existing land bridge from northeastern Asia thousands of years ago. A competing hypothesis suggested that B. anthracis was introduced to America a couple of hundred years ago, related to European colonization. The latter view is strongly supported by genomic analysis of a group of French B. anthracis isolates that are phylogenetically closely related to the North American strains of the A branch A.Br.WNA clade. In addition, three West African strains also belong to this relationship group. Recently, we have added a Spanish strain to these close relatives of the WNA lineage of American B. anthracis. Nevertheless, the diversity of Spanish B. anthracis remains largely unexplored, and phylogenetic links to European or American relatives are not well resolved. Here, we genome sequenced and characterized 29 new B. anthracis isolates (yielding 18 unique genotypes) from outbreaks in west central and central Spain in 2021. Applying comparative chromosomal analysis, we placed the chromosomes of these isolates within the established phylogeny of the A.Br.008/009 (A.Br.TEA) canonical SNP group. From this analysis, a new sub-clade, named A.Br.11/ESPc, emerged that constitutes a sister group of American A.Br.WNA.
Study of the reusability and stability of nylon nanofibres as an antibody immobilisation surface
(Beilsein Institut, 2024-01-15) Peraile, Inés; Gil García, Matilde; González López, Laura, Laura; Dabbagh Escalante, Nushin Alba; Cabria Ramos, Juan Carlos; Lorenzo Lozano, Paloma; Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO)
In the case of a biological threat, early, rapid, and specific detection is critical. In addition, ease of handling, use in the field, and low-cost production are important considerations. Immunological devices are able to respond to these needs. In the design of these immunological devices, surface antibody immobilisation is crucial. Nylon nanofibres have been described as a very good option because they allow for an increase in the surface-to-volume ratio, leading to an increase in immunocapture efficiency. In this paper, we want to deepen the study of other key points, such as the reuse and stability of these nanofibres, in order to assess their profitability. On the one hand, the reusability of nanofibres has been studied using different stripping treatments at different pH values on the nylon nanofibres with well-oriented antibodies anchored by protein A/G. Our study shows that stripping with glycine buffer pH 2.5 allows the nanofibres to be reused as long as protein A/G has been previously anchored, leaving both nanofibre and protein A/G unchanged. On the other hand, we investigated the stability of the nylon nanofibres. To achieve this, we analysed any loss of immunocapture ability of well-oriented antibodies anchored both to the nylon nanofibres and to a specialised surface with high protein binding capacity. The nanofibre immunocapture system maintained an unchanged immunocapture ability for a longer time than the specialised planar surface. In conclusion, nylon nanofibres seem to be a very good choice as an antibody immobilisation surface, offering not only higher immunocapture efficiency, but also more cost efficiency as they are reusable and stable.
