מעבדת גולפאלי

שאלות מחקר מרכזיות בעלות עניין במעבדת Gullapalli:
i. כיצד משפיעים מזהמים סביבתיים (למשל, קדמיום, ננו-/מיקרו-פלסטיק ו-PAHs) על פעילות איתות האינסולין ועל תפקוד מטבולי בכבד האנושי?
ii. שינויים ברגישות לפגיעה בכבד כתוצאה מתרופות (DILI) בכבדים שנחשפו לרעלים. 
iii. האם לחולי סוכרת מסוג II יש רגישות מוגברת למזהמים סביבתיים בהשוואה ללא סוכרתיים?

פרויקטים מתמשכים:

א. חשיפות כרוניות במינון נמוך של קדמיום (CLEC) במחלת כבד שומני מטבולית (לא תפקוד): פיתחנו מודלים אינביטרוים חדשים המשחזרים את ההשפעות של חשיפות מתמשכות של קדמיום בתנאים נורמוגליקמיים והיפרגליקמיים. אנו משתמשים במודלים של CLEC כדי להבין את חוסר תפקוד ציר האיתות של אינסולין-PIK3CA-Akt עם התמקדות בחוסר איזון של מיני חמצן תגובתיים לטווח ארוך (ROS) וחוסר תפקוד מתח חמצוני בתאי כבד.

טכניקות ניסוי - qPCR, פלטפורמות הדמיה בתפוקה גבוהה, נקודות ווסטרן, מיקרוסקופיה פלואורסצנטית, NGS, מטבולומיקה.

איור 1. מודל חשיפה של CLEC שפותח במעבדת Gullapalli (PMID: 39191366)

ב. השפעות של חשיפות כרוניות למתכות כבדות על תפקוד לקוי של המיטוכונדריה בכבד: הכבד הוא איבר מרכזי המעורב במגוון רחב של תפקודים פיזיולוגיים. מיטוכונדריה הם האברונים המרכזיים המעורבים בתפקוד כבד תקין. פרויקט מתמשך במעבדה מודד את ההשפעות של מזהמים סביבתיים מתמשכים (קדמיום ופלסטיק) על תפקוד לקוי של המיטוכונדריה של הכבד. אנו גם חוקרים את ההשפעות של מזהמים על חילוף החומרים של גלוקוז וחומצות שומן המווסתים בעיקר ברמת המיטוכונדריה.

טכניקות ניסוי - מיקרוסקופיה פלואורסצנטית, פלטפורמת Agilent SeaHorse, פיזיולוגיה והדמיה מיטוכונדריה, ביולוגיה מולקולרית, מטבולומיקה.

איור 2. פרוטוקול יצירת מיני ROS המושרה על ידי Cd (PMID: 38314817)

ג. הצטברות ננו ומיקרופלסטיק ותפקוד לקוי בכבד: בשיתוף עם מעבדת Campen, אנו חוקרים את ההשפעות של הצטברות של מזהמים ננו ומיקרו-פלסטיקים בכבד. אנו חוקרים את הדפוסים המצטברים של מזהמי פלסטיק ברקמות מוות של אנשים החיים במדינת ניו מקסיקו. כמו כן, אנו מפתחים טכניקות אופטיות חדשות וחדשניות כגון מיקרוסקופיה של גלי קיטוב (PWM) וקרינה רב-ספקטרלית לזיהוי פלסטיק ברקמות. עבודה עתידית תתמקד בהבנת מנגנונים של זיהום פלסטיק המושרה באיתות כבד שומני בתפקוד לקוי במודלים של בעלי חיים ובמודלים אינביטרוניים. אנו מעוניינים גם להבין שינויים בכימיה הפיזיקלית והמשטחית של זיהום פלסטיק סביבתי.

טכניקות ניסוי - ביולוגיה מולקולרית, FTIR ורמאן, ספקטרוסקופיה של קורלציה פלואורסצנטית, חיי פלואורסצנטי, כימיה של פני השטח, הדמיית גלי קיטוב, מטבולומיקה.

איור 3. דימות גלי קיטוב של ננו-פלסטיק ומיקרו-פלסטיק משוער בכבד אנושי (PMID: 39901044)