Área Química Biológica

Grupo “Biología de las Infecciones“

Desarrollo de Nuevas Tecnologías de Diagnóstico, Preventivas y Terapéuticas para Infecciones. Biología de las interacciones patógeno-hospedador

Jefe de Grupo
Dra. Vizoso Pinto, María Guadalupe
Investigador Independiente CONICET
Profesor en FBQF y FM – UNT
email: mgvizoso@fm.unt.edu.ar

INTERESES DE INVESTIGACION

DESARROLLO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS DE DIAGNÓSTICO, PREVENTIVAS Y TERAPÉUTICAS PARA INFECCIONES. BIOLOGÍA DE LAS INTERACCIONES PATÓGENO-HOSPEDADOR.

La biología de las infecciones es una rama de la Ciencias Biológicas que combina inmunología, microbiología, biología celular, biología molecular y epidemiología para profundizar el conocimiento de las enfermedades infecciosas y proveer herramientas (diagnóstico, vacunas y drogas) para controlarlas mejor en el futuro.

Las enfermedades infecciosas son causadas por patógenos (virus, bacteria, hongos y parásitos) que tienen diversas vías de entrada, que pueden infectar distintos sistemas de órganos o colonizar la piel y las mucosas. Algunos patógenos causan enfermedades agudas y otros crónicas.

A pesar de la variedad de patógenos que investigamos, aplicamos metodologías y estrategias comunes para su estudio y el desarrollo de soluciones. Todas nuestras líneas de investigación han contribuido al avance del conocimiento en el área, reflejado en publicaciones en revistas científicas internacionales con referato.

El desarrollo del conocimiento en ésta área se vuelca en los siguientes

Temas de Investigación

1. DESARROLLO de HERRAMIENTAS para el DIAGNÓSTICO (Dx) VIRAL y EPIDEMIOLOGÍA.

  1. En 2023 desarrollamos un ELISA competitivo multi-especie basado en Nanoanticuerpos, el cual permite detectar anticuerpos (NAcs) totales específicos contra HEV en el suero de distintos animales que pueden servirle de reservorio al virus (entre ellos cerdos, jabalíes y ciervos) (Arce et al 2023). Como parte de este proyecto, se obtuvieron 24 NAcs contra la proteína de cápside del virus. El desarrollo del cELISA es una de las múltiples aplicaciones que pueden tener dichos NAcs.

  2. Ese mismo año pusimos a punto un ELISA indirecto utilizando la proteína recombinantes ORF 2 para la detección de IgG específica contra HEV en porcinos. Con esta herramienta se consolidó una colaboración con un grupo de veterinarias investigadoras de CONICET de Tandil y pudimos establecer la circulación del HEV en dicha región caracterizada por la producción de chacinados porcinos. (Gutierrez et al 2023).

  3. En otro estudio en colaboración con el mismo grupo de Tandil, pudimos determinar una seroprevalencia para HEV de 4,34% en la población humana de Tandil. A partir de encuestas y datos de georreferenciación pudimos determinar algunos factores de riesgo como ser: edad, sexo masculino, población rural, bajos recursos socioeconómicos, residencia cercana a cursos de agua (ríos y aguas cloacales), presencia de roedores en las viviendas, contacto con ciervos, consumo de carne y derivados de cerdo mal cocidos, entre otros. Algunos fueron tendencias mientras que otros eran estadísticamente relevantes. (Rivero et al, 2023).

  4. Reevaluamos el patrón epidemiológico de infección por el HAV y aportamos por primera vez una evidencia de infección por el HEV en una comunidad que pertenece a la etnia guaraní, que habita en los márgenes del Río Lavallén, en una región subtropical denominada Las Yungas en la provincia de Jujuy. La seroprevalencia de anticuerpos específicos anti-HAV fue alta en niños menores de 5 años no vacunados, lo que indica infección temprana. La seroprevalencia de anticuerpos anti-HEV fue del 5,6%, ligeramente más alta que en otras regiones del país. La diferencia epidemiológica entre la seroprevalencia de ambos virus en una comunidad con malas condiciones sanitarias sugiere que la cepa circulante de HEV se transmite por una vía diferente que la del HAV. Además, encontramos una significativa correlación entre la cría de cerdo y la presencia de anticuerpos IgG anti-HEV (p < 0,05), lo que sugiere una vía de transmisión zoonótica. Por ello destacamos la necesidad de incluir la detección de hepatitis E en la región. (Remondegui et al. 2021).

  5. En colaboración con INIFTA y Gisens, en el marco del proyecto VIROSENSAR, estamos desarollando un biosensor digital basado en transistores de efecto de campo de grafeno (GFETs) funcionalizados con nanocuerpos (NAc) para la detección de la proteína ORF2 del HEV. A partir de una biblioteca de NAc previamente sintetizada, se demostró mediante ELISA y espectroscopía de resonancia de plasmones de superficie (SPR) que estos NAc poseen alta afinidad y capacidad de reconocimiento de múltiples genotipos de ORF2. Este biosensor GFET funcionalizado con Nbs representa un avance significativo en la detección de antígenos de HEV de múltiples genotipos, con la ventaja adicional de ser digital, lo que facilitará el monitoreo ágil y la contención eficiente de los casos de HEV.

  6. Como parte del proyecto VIROSENSAR, y en colaboración con el Dr. E. Araoz de la Fundación Miguel Lillo, hemos puesto a punto la extracción de ARN de larvas de mosquitos de Aedes aegyptii obtenidas a partir de trampas para huevos geolocalizadas en distintos sitios en Yerba Buena, Tucumán para encontrar indicadores que contribuyan tempranamente a la vigilancia epidemiológica de posibles brotes de dengue y otros flavivirus.

2. LINEA VACUNAS y ADYUVANTES

Plataforma para la presentación de proteínas heterólogas en la superficie de bacterias GRAM positivas con múltiples aplicaciones

  1. Las propiedades inmunomoduladoras de las bacterias lácticas BL son específicas de cada cepa, lo que implica que las partículas similares a bacterias (BLPs) derivadas de distintas cepas pueden tener capacidades adyuvantes diferentes. En esta línea, se obtuvieron BLPs de cepas de rhamnosus y L. plantarum, tanto inmunomoduladoras (inmunobióticas) como no inmunomoduladoras, y se evaluó comparativamente su capacidad para mejorar las respuestas inmunitarias intestinales y sistémicas inducidas por una vacuna atenuada contra el rotavirus en ratones. Los resultados demostraron que las BLPs administradas por vía oral, derivadas de cepas no inmunomoduladoras, no provocaron cambios significativos en la respuesta inmunitaria generada por la vacuna. Por el contrario, las BLPs obtenidas de lactobacilos inmunobióticos mejoraron los niveles de IgA intestinal y IgG sérica específicas contra el rotavirus, incrementaron el número de células B CD24+B220+ y células T CD4+ en las placas de Peyer y el bazo, así como la producción de IFN-γ por parte de las células inmunes. Específicamente, las BLPs derivadas de L. rhamnosus CRL1505 e IBL027 potenciaron de manera más eficiente las respuestas inmunitarias humorales intestinales y sistémicas en comparación con otras BLPs. Estos hallazgos indican la necesidad de una selección adecuada de BLPs para identificar aquellas con las propiedades adyuvantes más eficientes. (Raya Tonetti et al. 2020).

  2. Para avanzar con la plataforma de presentación de antígenos sobre bacterias inmunomoduladoras, caracterizamos dos dominios LysM de Limosilactobacillus fermentum, pertenecientes a las proteínas Acglu (GenBank: KPH22907.1) y Pgb (GenBank: KPH22047.1), y evaluamos partículas similares a bacterias (BLP) derivadas de rhamnosus IBL027. La proteína fluorescente Venus, fusionada a los nuevos dominios LysM, mostró capacidad de unión a la capa de peptidoglicano de los lactobacilos y resistió condiciones adversas, como altas concentraciones de NaCl y urea. Acglu, con cinco dominios LysM, demostró ser un anclaje más efectivo que Pgb, que posee solo un dominio. Se inmunizaron los ratones BALB/c  por vía nasal con el complejo Venus-Acglu-BLPs027. La administración nasal de Venus-Acglu-BLPs027 incrementó significativamente los niveles específicos de IgT e IgA en BAL y de IgG en suero. Además, las células esplénicas de los ratones inmunizados secretaron TNF-α, IFN-γ e IL-4 al ser estimuladas ex vivo con el antígeno Venus. Con todo esto, demostramos que el vector de destino compatible con Gateway desarrollado en este trabajo permite fusionar fácilmente una proteínas de interés a los dominios LysM, facilitando la presentación de antígenos y el desarrollo de vacunas de subunidad para mucosas. (Raya Tonetti et al 2021).

  3. Uso de la plataforma generada en el punto anterior para el desarrollo de prototipos de vacuna contra el virus de la hepatitis. Para este desarrollo, clonamos el dominio más inmunogénico de ORF2 (O2P2), la proteína de la cápside viral, y lo fusionamos a cinco dominios LysM (LysM5O2P2) para presentarlo en la superficie de IBLP027 para crear un prototipo de vacuna (IBLP027-LysM5O2P2). Evaluamos su capacidad para inducir una respuesta inmunitaria in vivo, inmunizando ratones con tres dosis de la vacuna experimental o de la proteína quimérica sola, utilizando un esquema oral o combinado con una dosis inicial subcutánea seguida de refuerzos orales. El esquema oral no indujo una respuesta de IgG; sin embargo, esto se superó con una dosis inicial subcutánea seguida de refuerzos orales, lo que llevó a un aumento en los títulos de IgG en el esquema combinado. La mayoría de los grupos produjeron niveles significativamente más altos de IgA en el fluido intestinal, especialmente aquellos que recibieron el esquema oral. Los estudios de respuesta celular mostraron un aumento en los niveles de TNF-α, IFN-γ, IL-4 e IL-17 en los grupos que recibieron la proteína quimérica mediante esquemas orales o combinados. Estos hallazgos sugieren que la combinación de una dosis inicial subcutánea con refuerzos orales utilizando la vacuna prototipo IBLP027-LysM5O2P2 puede ser una estrategia efectiva para inducir respuestas inmunitarias humorales y celulares contra el HEV. (Müller et al, 2024).

  4. El  virus del herpes simple tipo 2 (HSV-2) causa una infección de transmisión sexual de por vida. Desarrollamos el complejo His-Acglu-gD-BLP027 consistente en la proteína gD del HSV-2 fusionada a dominios LysM y producida de manera recombinante en E. coli. Los administramos por via nasal en ratones Balb/C  y Se evaluaron los niveles de inmunoglobulinas específicas en suero y en lavado broncoalveolar (BAL), así como la producción de citoquinas por parte de los esplenocitos, en respuesta a la estimulación antigénica ex vivo. La vacuna experimental indujo mayores niveles de IgA en BAL en comparación con los ratones inmunizados con el adyuvante de Freund.  Este nuevo sistema de presentación de antígenos permite estimular la inmunidad local y a distancia. (Raya Tonetti et al, 2024).

3. Terapias Biotecnológicas Basadas en Bacteriófagos y Probióticos contra la Resistencia Antimicrobiana

En el año 2016, expertos de las Naciones Unidas acordaron que el mundo se encuentra bajo una emergencia en salud pública debido a la resistencia bacteriana a antibióticos. Algunas bacterias, evolucionaron de tal manera que son resistentes a cualquier droga conocida. Si esta situación no es revertida a tiempo, los expertos opinan que las pérdidas de vidas humanas y económicas podrían compararse con la era pre-antibiótica. En el noroeste argentino, es una práctica común la compra de antibióticos sin receta en farmacias y el consumo indiscriminado de los mismos. Por lo tanto, no sorprende que en los laboratorios de hospitales públicos regionales se reporte un número creciente de cepas multirresistentes. Por lo tanto, debido a esta situación global de emergencia es necesaria la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas a los antibióticos.

En esta línea de investigación planteamos dos estrategias de búsqueda de nuevos agentes terapéuticos. Dentro de esta línea se incluye la búsqueda de bacteriófagos y el clonado y producción de endolisina y también la prevención e inmunomodulación de las infecciones bacterianas y virales con cepas probióticas.

Como parte de una colaboración activa que ya lleva más de una década con el Dr. Villena (CERELA) y con el Dr. Kitazawa (Universidad de Tohoku, Japón) hemos participado en el avance en el conocimiento de cómo bacterias lácticas y otras bacterias comensales modulan la inmunidad de mucosas (gastrointestinal y respiratoria) en el contexto de infecciones virales o bacterianas.

  1. Sub-línea PROBIOTICOS:
    En el contexto de la tesis de D. Vera, encontramos que las cepas plantarum CRL1506 y MPL16 son capaces de aumentar la resistencia a infecciones por Enterococcus faecalis en ratones malnutridos (con dieta hipoprotéica). Pudimos comprobar que este efecto está relacionado con su capacidad inmunomoduladora y no con un efecto antimicrobiano directo (producción de bacteriocinas o ácidos, competencia por nutrientes).

  2. Sub-línea BACTERIÓFAGOS:
    En el marco de la tesis de H. Blanco aislamos, caracterizamos, anotamos los genomas y evaluamos la actividad antimicrobiana y antibiofilm in vitro de bacteriófagos contra Pseudomonas aeruginosa. Luego, establecimos un modelo de infección sencillo, económico y éticamente amigable usando el nematodo C. elegans para poner la capacidad de los nuevos bacteriófagos de controlar la infección por Pseudomonas in vivo.

STAN

Determinación de anticuerpos totales, IgG, IgM y Antigeno para hepatitis E en suero o plasma (muestras clínicas y veterinarias).

Determinación de IgG e IgM para Varicela Zoster (muestras clínicas)

Ensayo inmunoenzimático (ELISA) e inmublot (western blot) para la determinación cualitativa de anticuerpos contra el virus de la hepatitis E (VHE). Se determinan Ig totales, IgM, IgG y/o antígeno. ELISA para Varicela Zoster, se determinan los anticuerpos de tipo IgG e IgM.

DATOS de CONTACTO:
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Emails:
ibl.insibio@gmail.com
mgvizoso@fm.unt.edu.ar

Publicaciones últimos 5 años

  1. BINGHUI ZHOU, MARIANO ELEAN, LORENA ARCE, KOHTARO FUKUYAMA, KAE TOMOTSUNE, STEFANIA DENTICE MAIDANA , SUDEB SAHA, FU NAMAI, KEITA NISHIYAMA, MARÍA GUADALUPE VIZOSO-PINTO, JULIO VILLENA, AND HARUKI KITAZAWA. The Mucus-Binding Factor Mediates Lacticaseibacillus rhamnosus CRL1505 Adhesion but Not Immunomodulation in the Respiratory Tract. MICROORGANISMS Año: 2024. doi.org/10.3390/microorganisms12061209.

  2. *GONZALEZ, MARÍA MICAELA; *VIZOSO-PINTO, MARIA GUADALUPE; ERRA-BALSELLS, ROSA; GENSCH, THOMAS; CABRERIZO, FRANCO M. In Vitro Effect of 9,9′-Norharmane Dimer against Herpes Simplex Viruses. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES; Lugar: Basel; Año: 2024 vol. 25. DOI: 10.3390/ijms25094966.

  3. FRANZ, C. M. A. P.; POT, B.; VIZOSO PINTO, M. G.; ARINI, A.; COPPOLECCHIA, R.; HOLZAPFEL, W. H. An update on the taxonomy and functional properties of the probiotic Enterococcus faecium SF68. Beneficial Microbes; Lugar: Amsterdam; Año: 2024. DOI: 10.1163/18762891-bja00005.

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  6. RIVERO, MARIANA ALEJANDRA; ARCE, LORENA PAOLA; GUTIÉRREZ, SILVINA ELENA; TISNÉS, ADELA; PASSUCCI, JUAN ANTONIO; SILVA, JULIA ANALIA; BARÓN PRATO, AYELÉN; SÁNCHEZ, FLORENCIA; MATIAS BRANCHER, JULIA; ESTEIN, SILVIA MARCELA; VIZOSO-PINTO, MARÍA GUADALUPE. Exploring hepatitis E virus seroprevalence and associated risk factors among the human population in Tandil, Buenos Aires, Argentina. Frontiers in Public Health; Año: 2023 vol. 11. doi: 10.3389/fpubh.2023.1257754.

  7. ARCE, LORENA PAOLA; PAVAN, MARÍA FLORENCIA; BOK, MARINA; GUTIÉRREZ, SILVINA ELENA; ESTEIN, SILVIA MARCELA; SANTOS, AGOSTINA TAMMONE; CONDORÍ, WALTER EZEQUIEL; UHART, MARCELA MARÍA; PARREÑO, VIVIANA; VIZOSO-PINTO, MARÍA GUADALUPE *; IBAÑEZ, LORENA ITATÍ *. A multispecies competitive nanobody-based ELISA for the detection of antibodies against hepatitis E virus. Scientific Reports; Año: 2023 vol. 13. doi: 10.1038/s41598-023-41955-z.

  8. GUTIÉRREZ, SILVINA ELENA; ARCE, LORENA PAOLA; BENCE, ANGEL RICARDO; MATIAS BRANCHER, JULIA; RIVERO, MARIANA; MORAN, CELESTE; VIZOSO-PINTO, MARÍA GUADALUPE*; ESTEIN, SILVIA MARCELA*. Unraveling swine hepatitis E in the central region of Argentina through ELISA development and epidemiological insights. COMPARATIVE IMMUNOLOGY MICROBIOLOGY AND INFECTIOUS DISEASES; Año: 2023 vol. 103. doi: 10.1016/j.cimid.2023.102082.

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  17. ORTIZ MOYANO, RAMIRO; RAYA TONETTI, FERNANDA; TOMOKIYO, MIKADO; KANMANI, PAULRAJ; VIZOSO-PINTO, MARÍA GUADALUPE; KIM, HOJUN; QUILODRÁN-VEGA, SANDRA; MELNIKOV, VYACHESLAV; ALVAREZ, SUSANA; TAKAHASHI, HIDEKI; KURATA, SHOICHIRO; KITAZAWA, HARUKI; VILLENA, JULIO. The Ability of Respiratory Commensal Bacteria to Beneficially Modulate the Lung Innate Immune Response Is a Strain Dependent Characteristic. Microorganisms; 2020. 10.3390/microorganisms8050727.

  18. MIZUNO, H.; ARCE, L.P.; TOMOTSUNE, K.; ALBARRACÍN, L.; FUNABASHI, R; VERA, M.D.; ISLAM, MD. AMINUL; VIZOSO-PINTO, MARIA GUADALUPE; TAKAHASHI, H.; SASAKI, Y.; KITAZAWA, H.; VILLENA, J. Lipoteichoic acid is involved in the ability of the immunobiotic strain Lactobacillus plantarum CRL1506 to modulate the intestinal antiviral innate immunity triggered by TLR3 activation. Frontiers in immunology, 2020. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00571.

  19. RAYA TONETTI, FERNANDA; ARCE, LORENA; SALVA, SUSANA; ALVAREZ, SUSANA; TAKAHASHI, HIDEKI; KITAZAWA, HARUKI; *VIZOSO-PINTO, MARIA GUADALUPE; *VILLENA, JULIO. *Equal Contribution. Immunomodulatory Properties of Bacterium-Like Particles Obtained From Immunobiotic Lactobacilli: Prospects for Their Use as Mucosal Adjuvants. Frontiers in Immunology; 2020. 10.3389/fimmu.2020.00015.

  20. ISLAM, A., RAYA TONETTI, F., VIZOSO-PINTO, M.G., TAKAHASHIE, H., KITAZAWA, H. AND VILLENA, J. Nasal priming with immunobiotic lactobacilli improves the adaptive immune response against influenza virus. Int. Immunopharmacology, 2020. doi.org/10.1016/j.intimp.2019.106115.

  21. ARCE LP, MÜLLER MF, MARTINEZ A, BAIKER A, MARRANZINO G, AGOTE F, VIZOSO-PINTO MG. A Novel In-House Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for Genotype 3 Hepatitis E Virus Reveals High Seroprevalence in Blood Donors in Northern Argentina. Front Microbiol. 2019 Nov 1;10:2481. doi: 10.3389/fmicb.2019.02481.

  22. ARCE LP, RAYA TONETTI MF, RAIMONDO MP, MÜLLER MF, SALVA S, ÁLVAREZ S, BAIKER A, VILLENA J, VIZOSO PINTO MG. PROBIOTICS ANTIMICROB PROTEINS. Oral Vaccination with Hepatitis E Virus Capsid Protein and Immunobiotic Bacterium-Like Particles Induce Intestinal and Systemic Immunity in Mice. 2019 Oct 19. doi: 10.1007/s12602-019-09598-7.

Financiamientos

PICT 2019-3382.
PICT 2021-159.
PIP 0442.
Proyecto Redes Federales de Alto Impacto: Proyecto VIROSENSAR.

Integrantes del grupo

Investigadores

Dra. Vizoso Pinto, María Guadalupe
Investigador Independiente CONICET
Profesor en FBQF y FM – UNT
email: mgvizoso@fm.unt.edu.ar
Perfiles Académicos:
Google Scholar
Researchgate
ORCID:

Becarios Postdoctorales

Dra. Arce, Lorena Paola
Becaria Posdoctoral CONICET
email: : lore.arce.oaq@gmail.com

Dra. Díaz, Myriam Anabel
Becaria Posdoctoral CONICET
email: : anabel.tucuman@gmail.com

Bioq. Sacur, Jacinto Alfredo
Becario Doctoral CONICET
email: : jacintosacur@gmail.com

Becarios Postdoctorales

Bioq. Sacur, Jacinto Alfredo
Becario Doctoral CONICET
email: : jacintosacur@gmail.com

Lic Biotecnol. Vera, María Daniela
Becaria Doctoral CONICET
email: : danielavera951@gmail.com

Bioq. Blanco, Héctor Luis
Becario Doctoral CONICET
email: : hector.blanco@conicet.gov.ar

Lic Biotecnol. Matias Brancher, Julia Rafaela
Becaria Doctoral CONICET
email: : julia.matias.brancher@fm.unt.edu.ar

Agregados Estudiantiles

Srta. Tamara Saavedra
Agregada Estudiantil UNT
Srta. Constanza Gallardo.
Agregada Estudiantil, UNT

Srta. Antonella Gómez.
Agregada Estudiantil, UNT. 

Tesis Doctorales

2024

Bioq. Muller, Melisa Florencia
Título de la Tesis: Partículas semejantes a bacterias como plataforma para exponer antígenos recombinantes del virus de Hepatitis E y generar inmunidad en mucosas.
Doctorado en Ciencias Biológicas.
Director: Dra. María Guadalupe Vizoso Pinto.
Co Director: Dr. Julio César Villena, CERELA, CONICET.

2021

Bioq. Raya Tonetti, María Fernanda
Título de la Tesis: Plataforma para la presentación heterológica de Proteínas en la Superficie de Bacterias Gram Positivas para su Aplicación en Vacunas de Mucosa.
Doctorado en Ciencias Biológicas.
Director: Dra. María Guadalupe Vizoso Pinto.

2020

Bioq. Arce, Lorena
Título de la Tesis: Desarrollo de un Test de Diagnóstico Serológico in situ para Hepatitis e.
Doctorado en Ciencias Biológicas.
Director: Dra. María Guadalupe Vizoso Pinto.

Lic. en Gen. Chávez Jara, Romina Mabel
Título de la Tesis: Diseño y validación in vitro de un medicamento para el tratamiento de heridas crónicas.
Doctorado en Ciencias Biológicas.
Co Director: Dra. María Guadalupe Vizoso Pinto.

Tesis de Grado

Prof. Apellido, Nobre, Facultad – UNT, Año

Palabras claves: procesamiento digital, señales biomédicas, biomimética, neurociencia computacional, rehabilitación, deporte, ciencias cognitivas, parkinson, electrofisiología

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