Il Laboratorio Gullapalli

Domande chiave di ricerca di interesse nel laboratorio Gullapalli:
i. In che modo l'esposizione cronica a basse dosi di metalli pesanti (ad esempio cadmio) influenza l'attività di segnalazione dell'insulina e la funzione metabolica nel fegato umano?
ii. Quale ruolo svolgono le esposizioni a nano e microplastiche nella causalità della malattia del fegato grasso?
iii. I diabetici di tipo II hanno una maggiore suscettibilità agli inquinanti ambientali rispetto ai non diabetici?

Progetti in corso:

a. Esposizioni croniche a basse dosi di cadmio (CLEC) nella malattia del fegato grasso associata al metabolismo (disfunzione): Abbiamo sviluppato nuovi modelli in vitro che riepilogano gli effetti di esposizioni prolungate al cadmio in condizioni normoglicemiche e iperglicemiche. Utilizziamo modelli CLEC per comprendere la disfunzione dell'asse di segnalazione insulina-PIK3CA-Akt con un focus sugli squilibri a lungo termine delle specie reattive dell'ossigeno (ROS) e sulla disfunzione dello stress ossidativo nelle cellule epatiche.

Tecniche sperimentali: qPCR, piattaforme di imaging ad alto rendimento, Western blot, microscopia a fluorescenza, NGS, metabolomica.

Fig 1. Modello di esposizione CLEC sviluppato nel laboratorio Gullapalli (PMID: 39191366)

b. Effetti dell'esposizione cronica ai metalli pesanti sulla disfunzione mitocondriale epatica: Il fegato è un organo importante coinvolto in un'ampia gamma di funzioni fisiologiche. I mitocondri sono gli organelli chiave coinvolti nella normale funzionalità epatica. Un progetto in corso in laboratorio misura gli effetti degli inquinanti ambientali sostenuti (cadmio e plastica) sulla disfunzione mitocondriale epatica. Studiamo anche gli effetti degli inquinanti sul metabolismo del glucosio e degli acidi grassi regolato principalmente a livello mitocondriale.

Tecniche sperimentali – Microscopia a fluorescenza, piattaforma Agilent SeaHorse, fisiologia e imaging mitocondriale, biologia molecolare, metabolomica.

Fig 2. Protocollo di generazione di specie ROS indotte da Cd (PMID: 38314817)

c. Accumulo e disfunzione di nano e microplastiche nel fegato: In collaborazione con il laboratorio Campen, stiamo studiando gli effetti dell'accumulo di inquinanti nano e microplastici nel fegato. Studiamo i modelli di accumulo di inquinanti plastici nei tessuti deceduti di individui che vivono nello stato del New Mexico. Stiamo anche sviluppando nuove tecniche ottiche all'avanguardia come la microscopia a onde di polarizzazione (PWM) e la fluorescenza multispettrale per rilevare la plastica nei tessuti. Il lavoro futuro si concentrerà sulla comprensione dei meccanismi della disfunzione della segnalazione del fegato grasso indotta dall'inquinamento da plastica nei modelli animali e in vitro. Siamo anche interessati a comprendere i cambiamenti nella chimica fisica e superficiale dell'inquinamento ambientale da plastica.

Tecniche sperimentali – Biologia molecolare, FTIR e Raman, spettroscopia di correlazione della fluorescenza, tempo di vita della fluorescenza, chimica di superficie, imaging delle onde di polarizzazione, metabolomica.

Fig. 3. Imaging delle onde di polarizzazione di presunte nanoplastiche e microplastiche nel fegato umano (PMID: 39901044)