El laboratorio de Gullapalli

Preguntas clave de investigación de interés en el laboratorio de Gullapalli:
i. ¿Cómo afectan las exposiciones crónicas a dosis bajas de metales pesados ​​(por ejemplo, cadmio) a la actividad de señalización de la insulina y a la función metabólica en el hígado humano?
ii. ¿Qué papel desempeñan las exposiciones a nano y microplásticos en la aparición de la enfermedad del hígado graso?
iii. ¿Los diabéticos tipo II tienen mayor susceptibilidad a los contaminantes ambientales en comparación con los no diabéticos?

Proyectos en marcha:

a. Exposiciones crónicas a dosis bajas de cadmio (CLEC) en la enfermedad del hígado graso asociada a disfunción metabólica: Hemos desarrollado nuevos modelos in vitro que recapitulan los efectos de la exposición sostenida al cadmio en condiciones de normoglucemia e hiperglucemia. Utilizamos modelos CLEC para comprender la disfunción del eje de señalización insulina-PIK3CA-Akt, con especial atención a los desequilibrios de especies reactivas de oxígeno (ROS) a largo plazo y la disfunción por estrés oxidativo en las células hepáticas.

Técnicas experimentales: qPCR, plataformas de imágenes de alto rendimiento, Western blots, microscopía de fluorescencia, NGS, metabolómica.

Figura 1. Modelo de exposición a CLEC desarrollado en el laboratorio de Gullapalli (PMID: 39191366)

b. Efectos de la exposición crónica a metales pesados ​​sobre la disfunción mitocondrial hepática: El hígado es un órgano importante que participa en una amplia gama de funciones fisiológicas. Las mitocondrias son los orgánulos clave que participan en el funcionamiento normal del hígado. Un proyecto en curso en el laboratorio mide los efectos de los contaminantes ambientales constantes (cadmio y plásticos) en la disfunción mitocondrial hepática. También estudiamos los efectos de los contaminantes en el metabolismo de la glucosa y los ácidos grasos regulados principalmente a nivel mitocondrial.

Técnicas experimentales: microscopía de fluorescencia, plataforma Agilent SeaHorse, fisiología e imágenes mitocondriales, biología molecular, metabolómica.

Fig. 2. Protocolo de generación de especies de ROS inducidas por Cd (PMID: 38314817)

c. Acumulación y disfunción de nano y microplásticos en el hígado: En colaboración con el laboratorio de Campen, estamos estudiando los efectos de la acumulación de contaminantes nano y microplásticos en el hígado. Estudiamos los patrones acumulativos de contaminantes plásticos en tejidos de personas fallecidas que viven en el estado de Nuevo México. También estamos desarrollando técnicas ópticas novedosas y de vanguardia, como la microscopía de ondas de polarización (PWM) y la fluorescencia multiespectral para detectar plásticos en los tejidos. El trabajo futuro se centrará en comprender los mecanismos de disfunción de la señalización del hígado graso inducida por la contaminación plástica en modelos animales e in vitro. También estamos interesados ​​en comprender los cambios en la química física y de superficie de la contaminación plástica ambiental.

Técnicas experimentales: biología molecular, FTIR y Raman, espectroscopia de correlación de fluorescencia, tiempo de vida de fluorescencia, química de superficies, imágenes de ondas de polarización, metabolómica.

Figura 3. Imágenes de ondas de polarización de supuestos nano y microplásticos en el hígado humano (PMID: 39901044)