Áreas de investigación

Microbiología molecular

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Dr. Miguel Ángel Álvarez
Dr. Miguel Ángel Álvarez

Miguel Ángel Álvarez González

Miguel A. Alvarez es Licenciado (1987) y Doctor en Biología (1991) por la Universidad de Oviedo. Realizó varias estancias predoctorales en el John Innes Institute de Norwich (Inglaterra) y una estancia Postdoctoral como Profesor Asistente en el Instituto de Biotecnología del ETH de Zúrich (Suiza). En el año 1995, motivado por la excelencia tanto personal como científica del Prof. Juan Evaristo Suárez, así como por la importancia del sector lácteo en Asturias, se incorpora en su grupo con un contrato de reincorporación del Ministerio de Educación y Ciencia, empezando a trabajar con bacterias del ácido láctico (BAL) y sus bacteriófagos. En el año 1999 obtiene una plaza de Científico Titular del CSIC, incorporándose al Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA), donde forma el grupo de Microbiología Molecular, el cual sigue dirigiendo en la actualidad. En el año 2009 promociona a Investigador Científico. Durante estos años en el IPLA continúa trabajando con las BAL y sus fagos, y comienza nuevas líneas de trabajo, entre las que cabe destacar el estudio de las aminas biógenas en los alimentos, ya que el grupo se ha convertido en un referente internacional en este campo. Además, ha sido pionero en la edición de genomas bacterianos, habiendo desarrollado un sistema de integración/depuración que permite la expresión estable de genes integrados en el genoma de BAL, manteniendo su grado alimentario. El Dr. Alvarez ha sido investigador principal de cinco proyectos de la UE, de numerosos proyectos del Plan Nacional y del Regional y de proyectos financiados por empresas privadas. Ha publicado más de cien artículos internacionales, la mayoría de ellos en el primer cuartil (JCR), ha dirigido seis Tesis Doctorales y es inventor de doce patentes, tres de las cuales han sido licenciadas a empresas privadas.

Paseo Rio Linares s/n

33300 Villaviciosa (Asturias)

Email: maag@ipla.csic.es

Teléfono: 985892131

NombreCargoInstitución
Miguel Ángel Álvarez GonzálezInvestigador principalCSIC
Baltasar Mayo PérezInvestigador científicoCSIC
María Fernández GarcíaCientífica titularCSIC
Víctor Ladero LosadaCientífico titularCSIC
Beatriz del Rio LagarInvestigadora postdoctoral contratadaCSIC
Ana Belén Flórez GarcíaInvestigadora postdoctoral contratadaCSIC
Lucía Vázquez IglesiasContratada predoctoral (programa FPI)CSIC

 

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 plantarumInternational 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 PrincipalTítuloOrganismo FinanciadorReferenciaDuraciónCuantía
Baltasar Mayo PérezCaracterización funcional de cepas autóctonas de Streptococcus thermophilus aisladas de quesos tradicionales españoles y de su entornoINIARM2011-00005-00-00Enero 2012 – Diciembre 201455.876,80 €
Baltasar Mayo PérezMetabolism of soy isoflavones by gut microbiota during menopause. Identification, characterization and selection of probiotics for the formulation of soy-derived functional dairy productsMINECOAGL2011-24300-ALIEnero 2012 – Diciembre 2014157.300 €
Baltasar Mayo PérezIdentificación y selección de bacterias intestinales productoras de equol y/o 5-hidroxi equol para su empleo en alimentación funcionalMINECOAGL-2014-57820-REnero 2015 – Diciembre 2017175.450 €
María Fernández y Mª Cruz MartínComprendiendo la acumulación de aminas biógenas en quesos: desde su toxicología a su acumulaciónMINECOAGL2013-45431-REnero 2015 – Diciembre 2017170.000 €
Miguel Ángel ÁlvarezGrupo Microbiología MolecularFICYT, Gobierno Principado de AsturiasGRUPIN14-1371/1/2014 – 31/12/2017156.600 €
Miguel Ángel ÁlvarezAminas biógenas: toxicidad, factores implicados en su biosíntesis y nuevas estrategias para prevenir su acumulación en alimentos fermentadosMINECOAGL2016-78708-R30/12/2016 – 29/12/2020223.850 €
Miguel Ángel ÁlvarezPromotion of local Mediterranean fermented foods through a better knowledge and management of microbial resourcesUnión Europea (ERA-NET ARIMNet2)/INIAPROMEFOODS-ARIMNet21/10/2017 – 30/09/202042.500 €
Miguel Ángel ÁlvarezGrupo Microbiología MolecularFICYT, Gobierno Principado de AsturiasGRUPIN 20181/1/2018 – 31/12/2020145.200 €

 

DirectoresTítuloDoctorandoInstituciónAñoDistinciones
Víctor Ladero

Miguel A. Álvarez

Biosíntesis de Aminas Biógenas en Bacterias del Ácido Láctico: Regulación genética e implicaciones fisiológicas y tecnológicasMarina M. Calles EnriquesUniversidad de Oviedo2014
María Fernández 

Miguel A. Álvarez

Biosíntesis de aminas biógenas en bacterias de leche materna humana: posibles implicaciones fisiológicasMarta Pérez GarcíaUniversidad de Oviedo2015
María C. Martín

Miguel A. Álvarez

Identificación y caracterización de las bacterias responsables de la acumulación de histamina en quesoMaría Díaz GarcíaUniversidad de Oviedo2016
Baltasar Mayo Pérez 

Susana Delgado Palacio

Isoflavonas de soja y poblaciones microbianas intestinales: identificación y caracterización de microorganismos involucrados en su metabolismoLucía Guadamuro GarcíaUniversidad de Oviedo2017Mención internacional

 

InventoresTítuloNúmero 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 mismoPCT/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 glutenPCT PD10109PC00