Rivestire i mitocondri senza comprometterne la produzione di energia
Rivestire i mitocondri con materiali innovativi senza comprometterne la capacità di produrre energia. È il risultato di una ricerca del Politecnico di Milano e dell’IRCCS Fondazione Istituto Neurologico Carlo Besta (FINCB), pubblicata sul Journal of the American Chemical Society (JACS) e realizzata nell’ambito del laboratorio congiunto BraiNs, inaugurato nel 2023.
Lo studio unisce le competenze di biologia mitocondriale del gruppo di Valeria Tiranti, della SC di Genetica Medica e Neurogenetica della FINCB e responsabile del Centro Fondazione Mariani per le Malattie mitocondriali pediatriche, con quelle di ingegneria chimica e dei materiali del gruppo di Pierangelo Metrangolo del Politecnico di Milano.
I mitocondri sono le strutture cellulari responsabili della produzione dell’energia necessaria al funzionamento delle cellule. Un loro malfunzionamento può essere coinvolto in diverse patologie, tra cui le malattie mitocondriali, spesso rare, che interessano in particolare tessuti ad alta richiesta energetica come cervello e muscoli e per le quali le possibilità di trattamento sono ancora limitate.
Al centro della ricerca ci sono i Metal-Organic Frameworks (MOF), materiali altamente modulabili le cui potenzialità sono state riconosciute con il Premio Nobel per la Chimica 2025 assegnato a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi.
I ricercatori hanno sviluppato un procedimento che consente di rivestire direttamente la superficie dei mitocondri utilizzando quantità molto basse di questi materiali. Il risultato principale è che, anche dopo il rivestimento, i mitocondri mantengono la capacità di produrre energia.
La possibilità di modificare il rivestimento apre ora nuove prospettive di ricerca: in futuro si potranno sviluppare MOF con caratteristiche diverse a seconda dell’obiettivo, creando rivestimenti capaci di svolgere funzioni specifiche.
Pierangelo Metrangolo, docente del Dipartimento di Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”
Tra le possibili applicazioni future vi è il trapianto mitocondriale, strategia sperimentale che punta a trasferire mitocondri sani nelle cellule in cui quelli presenti non funzionano correttamente. Un rivestimento progettato ad hoc potrebbe favorire il trasferimento e l’interazione dei mitocondri con le cellule, ma saranno necessari ulteriori studi per verificarne l’effettivo vantaggio rispetto all’impiego di mitocondri non rivestiti.
La ricerca è stata realizzata nell’ambito del progetto del dottorando Marco D’Amato, finanziato dal progetto “CALabria HUB per Ricerca Innovativa ed Avanzata (Cal.Hub.Ria)” attraverso i fondi del Piano Operativo Salute (POS) del Ministero della Salute.